1. 地質(zhì)云數(shù)據(jù)助推地質(zhì)綜合研究提高勘探成功率

“大數(shù)據(jù)”提供的高效數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)可視化以及分析手段為地質(zhì)學(xué)家提供了一個全局性的視野，為各大石油公司提供了更加經(jīng)濟高效的勘探開發(fā)方式，通過公司間數(shù)據(jù)庫的交換和結(jié)合，有效深化綜合地質(zhì)研究，提高勘探成功率。

地質(zhì)云技術(shù)利用基于巖相顯微鏡和高分辨地球化學(xué)分析技術(shù)，研究不同地理位置采集的巖心和巖屑樣本，重點描述石油系統(tǒng)中不同要素特征，從而確定原油的生成、運移和成藏信息。在基礎(chǔ)巖相分析的基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)科學(xué)、物理學(xué)和數(shù)值方法結(jié)合在一起，創(chuàng)建出一套適用于研究區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)描述方法，其原理是通過對巖石碎片進行3D-X射線掃描，在虛擬實驗室中創(chuàng)造出用于能在線研究的“數(shù)字巖石”，能夠更真實地分析孔隙度、滲透率以及巖石與其內(nèi)部流體相互作用等信息，并通過地質(zhì)云技術(shù)極大地縮短了樣品分析對比周期，提高分析準(zhǔn)確性。

　　2. 大型復(fù)雜油氣藏數(shù)值模擬技術(shù)取得新進展

當(dāng)今油氣田開發(fā)需要更強大的精細(xì)建模技術(shù)來表征日益復(fù)雜的油氣藏。大型復(fù)雜油氣藏數(shù)值模擬技術(shù)能夠高效實現(xiàn)精細(xì)油氣藏模擬，有助于研究人員制定最有效的油氣田開發(fā)方案，是實現(xiàn)地質(zhì)工程一體化技術(shù)向精準(zhǔn)開發(fā)預(yù)測技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

主要技術(shù)創(chuàng)新包括：（1）數(shù)值模擬技術(shù)與壓裂工程設(shè)計、微地震等技術(shù)無縫鏈接，用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型描述人工壓裂縫網(wǎng)的真實分布，進行精細(xì)的壓裂井油藏數(shù)值模擬計算，得到精準(zhǔn)量化的壓裂井產(chǎn)能預(yù)測;（2）地質(zhì)模型無需粗化，直接用精細(xì)的地質(zhì)模型進行油藏數(shù)值模擬研究，突破了精細(xì)油藏描述與油氣田開發(fā)之間的技術(shù)瓶頸，極大地提高了老油田剩余油分布規(guī)律研究的精度，大大降低油氣田開發(fā)風(fēng)險;（3）全新的線性解法器可以穩(wěn)健、高效解決油藏數(shù)值模擬中的非線性問題，結(jié)合獨特的并行算法，能在幾十分鐘到數(shù)小時內(nèi)完成數(shù)千萬甚至幾億有效網(wǎng)格模型的油藏數(shù)值模擬運算。

精細(xì)建模新技術(shù)在油田應(yīng)用中取得了良好效果，完成了全球規(guī)模最大的油藏數(shù)值模擬研究，更準(zhǔn)確地刻畫了水驅(qū)前緣、黏性指進和凝析油富集等復(fù)雜油藏流動特征。

　　3． 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)指導(dǎo)油氣田開發(fā)成效顯著

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)自動收集海量數(shù)據(jù)信息并用先進的計算機分析技術(shù)來實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的價值，可以長時間運行，降低維護需求，提高生產(chǎn)效率，降低成本，應(yīng)用于油氣田開發(fā)中成效顯著。

創(chuàng)新和應(yīng)用包括：（1）將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)驅(qū)動型油田建設(shè)中，收集井中各種信息和大量數(shù)據(jù)。進行大數(shù)據(jù)分析和可視化，研究剩余油分布；通過虛擬云Hadoop框架，研究規(guī)劃1萬口井的應(yīng)用規(guī)模；監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備的性能和工況；優(yōu)化油氣集輸和銷售流程。（2）在頁巖開發(fā)中利用大數(shù)據(jù)分析進行資源“甜點”分析，大大增加優(yōu)質(zhì)井位部署，在美國鷹灘、巴肯、特拉華盆地、DJ盆地和汾河盆地應(yīng)用中，從1.25萬口目標(biāo)井位中優(yōu)選出3200口優(yōu)質(zhì)井位，資源潛力達70億桶油當(dāng)量。（3）建立協(xié)同、集成工作流，利用綜合儲層信息和數(shù)據(jù)指導(dǎo)精確布井、高效鉆井和壓裂設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)地質(zhì)科學(xué)、油藏研究、鉆井和完井工程協(xié)作，為全油田建立一個可以互動的地質(zhì)模型，通過模型進行甜點識別、油藏模擬和鉆完井優(yōu)化。

　　4． STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù)工業(yè)試驗取得成功

STRONG沸騰床渣油加氫成套技術(shù)具有較強的原料適應(yīng)性、操作靈活性，轉(zhuǎn)化率可達60%-75%；與同類技術(shù)相比，沒有高溫高壓循環(huán)泵，消除了因循環(huán)泵引起的裝置停工，提高了反應(yīng)系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)已完成5萬噸/年工業(yè)示范裝置試驗驗證，并已具備百萬噸級工業(yè)化應(yīng)用的條件。

該技術(shù)核心是STRONG沸騰床反應(yīng)器。其工作原理是氣液兩相從反應(yīng)器底部經(jīng)分配器均勻分配后進入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑在氣液兩相的攪拌及攜帶下發(fā)生流化，氣、液、固三相隨之在反應(yīng)器內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物通過反應(yīng)器頂部的三相分離器進行氣、液、固的分離，分離后的催化劑返回反應(yīng)區(qū)，氣體和液體產(chǎn)品則離開反應(yīng)器進入到分離系統(tǒng)部分。該技術(shù)獨有的優(yōu)點：（1）取消了高溫高壓循環(huán)油泵，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取消了循環(huán)油泵，有利于反應(yīng)區(qū)氣液固混合均勻，提高了反應(yīng)器的利用率；（2）使用微球催化劑，有利于流化沸騰，一方面提高了催化劑的利用率，另一方面也方便了催化劑的加排；（3）無需控制催化劑床層料面，省去了復(fù)雜的催化劑料面控制系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資，簡化了操作。

　　5． 二氧化碳加氫制低碳烯烴取得突破

大連化物所在CO2催化加氫制備低碳烯烴方面取得了新進展，采用串聯(lián)式催化劑體系直接將CO2高選擇性地轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。

實現(xiàn)CO2高效轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的關(guān)鍵是串聯(lián)催化劑體系的構(gòu)建。研究團隊構(gòu)建的ZnZrO固溶體氧化物/Zn改性SAPO分子篩串聯(lián)催化劑，在接近工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)條件下，烴類中低碳烯烴的選擇性達到80%-90%，并具有較好的穩(wěn)定性和抗硫中毒性能。研究發(fā)現(xiàn)，在ZnZrO固溶體氧化物上，CO2加氫可高選擇性地合成甲醇，在此基礎(chǔ)上將ZnZrO固溶體氧化物與SAPO催化劑串聯(lián)，即可實現(xiàn)CO2直接加氫制備低碳烯烴。紅外光譜和同位素實驗表明，CO2和H2在ZnZrO固溶體氧化物上被活化生成CHxO中間物種，中間物種從ZnZrO表面遷移到分子篩孔道中，進而完成碳碳鍵的生成。串聯(lián)催化劑之間的協(xié)同機制以及關(guān)鍵中間物種CHxO的表面遷移，實現(xiàn)了CO2加氫直接到低碳烯烴反應(yīng)在熱力學(xué)和動力學(xué)上的耦合。隨著新能源的發(fā)展，氫源可以通過太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源制得，具有良好的經(jīng)濟社會效益和發(fā)展前景。

　　6. 壓縮感知地震勘探技術(shù)降本增效成果顯著

近年來，針對地震采集成本高的難題，業(yè)內(nèi)利用壓縮感知技術(shù)對稀疏信號結(jié)構(gòu)進行非規(guī)則采樣，再對信號進行優(yōu)化重建，實現(xiàn)高效低成本地震采集。國外公司及研究機構(gòu)通過對壓縮感知地震采集、處理和成像的多項研究，開發(fā)出一系列關(guān)鍵技術(shù)——非規(guī)則優(yōu)化采樣技術(shù)(NUOS)和壓縮地震成像技術(shù)（CSI）。

NUOS技術(shù)是在壓縮傳感采樣理論的基礎(chǔ)上提出來的，通過優(yōu)化閉合循環(huán)設(shè)計而不是依靠隨機方法建立最佳震源和檢波器定位，減少震源和檢波器的數(shù)量，并減少傳感過程中的假頻。CSI技術(shù)對非規(guī)則采樣信號進行重建，在滿足處理成像、AVO分析、時移地震分析的基礎(chǔ)上, 改進了混采數(shù)據(jù)分離質(zhì)量。和傳統(tǒng)的地震勘探方法相比，采用NUOS技術(shù)和CSI技術(shù)進行地震勘探，能夠大幅提高數(shù)據(jù)采集與處理的效率，縮短施工周期。此外，壓縮感知地震勘探技術(shù)將促進同步混合震源采集的發(fā)展，將成為推動混采地震勘探的主要技術(shù)。

目前，應(yīng)用這套技術(shù)在北海、阿拉斯加和澳大利亞成功完成了地震勘探項目，克服了冬季可施工窗口小、項目規(guī)定施工期過短等難題，降本增效成果顯著。

　　7． 多功能脈沖中子測井儀實現(xiàn)高質(zhì)量套管井儲層監(jiān)測

2017年，一種新的多功能脈沖中子測井儀——Pulsae問世，首次實現(xiàn)了與裸眼井測井質(zhì)量相當(dāng)?shù)奶坠芫貙釉u價和儲層飽和度監(jiān)測。

該儀器包括脈沖中子發(fā)生器、中子監(jiān)測器、長源距深探測器、遠近探測器等。高輸出脈沖中子發(fā)生器和多個探測器，大大提高了數(shù)據(jù)采集精度、測量分辨率和測井速度；遠、近探測器及長源距深探測器配置了耐高溫的光電倍增管和集成的低噪聲電源。新一代儀器外徑4.37cm、長度5.58m，比上代儀器體積大幅縮減。儀器提供3種測井模式：非彈俘獲模式、非彈氣體-西格瑪-含氫指數(shù)模式和西格瑪巖性模式，測井速度分別為61m/h、1097 m/h 和305m/h；輸出包括：西格瑪、孔隙度、快中子截面（FNXS）、元素非彈和俘獲產(chǎn)額、碳氧比（C/O）和總有機碳含量（TOC）；孔隙度測量范圍0~60pu，耐溫175攝氏度、耐壓103.4MPa。

通過配套算法對鉆井液和完井變化進行補償，該儀器可完成復(fù)雜井眼條件下的儲層監(jiān)測服務(wù)，得出可靠的解釋成果。該儀器的測井資料成功應(yīng)用于北美各主要頁巖油氣田60多口井的開發(fā)決策，同時在全球近500口井中，提供了儲層監(jiān)測服務(wù)，識別出漏失的產(chǎn)層。

　　8. 鉆井參數(shù)優(yōu)化助力實現(xiàn)油氣井整體價值最大化

為實現(xiàn)油氣井整體價值最大化，國外多家公司實施鉆井參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，鉆井效率大幅提升，降本增效成果顯著。

鉆井參數(shù)優(yōu)化技術(shù)包括：（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集。主要借助MWD/LWD等工具采集井下數(shù)據(jù)；（2）更加主動的管理系統(tǒng)。收集井下和地面的數(shù)據(jù)，包括振動、扭矩、鉆壓等數(shù)據(jù)，實時改善和管理鉆井參數(shù)，提高鉆井效率；（3）更高水平的系統(tǒng)化方法。關(guān)注于整個鉆井流程，包括鄰井?dāng)?shù)據(jù)收集、主動的參數(shù)管理、鉆前鉆后分析、正鉆井與待鉆井優(yōu)化等。公司根據(jù)所鉆井的成本和復(fù)雜程度確定具體施工作業(yè)，成本越高的井，提高鉆井效率帶來的回報也越高。

目前已有多家大型服務(wù)公司推出或升級了鉆井優(yōu)化系統(tǒng)，有公司還建立了一個全球鉆井工程與參數(shù)優(yōu)化中心。更加智能化的參數(shù)優(yōu)化技術(shù)使北美頁巖油氣水平井鉆井作業(yè)中的參數(shù)配置發(fā)生了革命性的變化。

　　9. 示蹤劑及監(jiān)測系統(tǒng)有效提高儲運設(shè)備泄漏防治水平

隨著服役年限增加，及時準(zhǔn)確地對管道進行泄漏檢測已成為亟待解決的問題，示蹤劑產(chǎn)品及配套監(jiān)測系統(tǒng)為近年管道泄漏監(jiān)測提供了良好的解決方案。

該技術(shù)基于氣相色譜分析，在油氣管道輸送介質(zhì)中加入示蹤劑，通過檢測土壤的氣相色譜變化識別示蹤劑的泄漏，再通過管道外部安置的監(jiān)測探頭或移動監(jiān)測工具等一系列產(chǎn)品進行監(jiān)測，泄漏檢測精度為3.8升/天。其有兩種監(jiān)測方式，一是用于固定安裝的Tracer Tight 監(jiān)測探頭，是與示蹤劑配套使用的在線監(jiān)測工具，適用于任何儲運設(shè)備；二是移動監(jiān)測Seeper Trace探頭，是一種可移動泄漏監(jiān)測完整性評估工具，可用于長輸管線，實際應(yīng)用過程中，可以攜帶該監(jiān)測工具沿管線行走或?qū)⑵浒惭b于車輛上沿管線行駛。

該示蹤劑及泄漏監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于埃尼集團、盧克等公司的管道上，實際應(yīng)用效果良好。未來將嘗試把該系統(tǒng)集成到管道完整性管理系統(tǒng)中，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將高危險地質(zhì)環(huán)境、局部環(huán)境水文特征和風(fēng)險后果區(qū)考慮到泄漏監(jiān)測系統(tǒng)搭建中，加強管道泄漏防治管理水平。

　　10. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境平臺創(chuàng)造油氣行業(yè)新紀(jì)元

數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展促使油氣行業(yè)發(fā)生了顛覆性的變革，近年來，國際油公司和油服公司已經(jīng)將人工智能、數(shù)據(jù)分析和自動化等多個技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢集合在一起，構(gòu)建形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一體化平臺。例如，斯倫貝謝推出了DELFI環(huán)境平臺，BP公司正在打造數(shù)字能源平臺，GE的Predix平臺正在整合貝克休斯的上游數(shù)據(jù)。這些平臺為油氣從勘探到開發(fā)生產(chǎn)建立了全新的流程。這種基于海量數(shù)據(jù)和云計算，構(gòu)建多專業(yè)可操作、數(shù)據(jù)共享的平臺環(huán)境，可以為各專業(yè)、多流程數(shù)據(jù)、模型和解釋建立公共工作空間，將團隊、系統(tǒng)、軟件、新舊數(shù)據(jù)輸入到平臺環(huán)境中，即可通過融合實現(xiàn)協(xié)作效果的最大化，規(guī)范、統(tǒng)一并整合勘探、開發(fā)、鉆井等各個領(lǐng)域技術(shù)人員的業(yè)務(wù)。基于多學(xué)科專業(yè)知識儲備，利用強大的數(shù)據(jù)庫，使得建模、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測等復(fù)雜的計算過程變得更加智能和快捷。

油氣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境平臺實現(xiàn)多學(xué)科交互融合和勘探開發(fā)一體化，節(jié)省了各環(huán)節(jié)銜接所造成的時間與成本損耗，促進了協(xié)同創(chuàng)新。