在这个“智能”至上的时代，这些“智能”油气开发技术及其未来的发展，将推动油气行业做好准备，开启一场“脱胎换骨”的转变升级。
作者 | 郭永峰 子衿
“世界石油工业的历史，就是一部技术创新史，今天我们正走在能源转型发展的十字路口，比任何时候都更加需要技术创新的力量”。
这是中石油集团董事长王宜林在昨天开幕的IPTC大会（第十一届国际石油技术大会）上所发表的看法。都说，“不变的，是变化”。或许有例外。从王宜林的话，我们看到，技术对油气行业的重要性，没有变化。
IPTC是全球最重要的油气行业活动之一，是一个多学科的技术会议，致力于传播和分享新兴的石油开采技术和实践。在开幕式上，王宜林表示，世界石油工业进入到脱胎换骨的转折关口，正面临着技术主导未来的艰难抉择。“不忘初心”，技术为王。在这个“智能”至上的时代，这些“智能”油气开发技术及其未来的发展，将推动油气行业做好准备，“脱胎换骨”。
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提高油气采收率的“智能油田”技术
在提“智能油田”技术之前，不得不提“数字油田”技术。经过多年的发展，数字油田技术的应用范围，已逐渐从井眼、油井，扩展到油气藏、油气田，而未来将最终实现对石油公司油气田全部资产的覆盖。
而相对于“数字油田”技术，“智能油田”技术是较高一个层次的概念，是“数字油田”下一阶段的发展方向。“智能油田”以一个统一的数据智能分析控制平台为中心，无论固定资产、移动设备，还是工作人员，都将成为数据的收集者和接受者，并直接同“智能控制中心”建立联系。
“智能油田”的“智能控制中心”结合人工智能、大数据、云计算等技术，通过分析海量数据，在全资产范围内实时完成资源合理调配、生产优化运行、故障判断、风险预警等，最终实现全部油田资产的智能化开发运营。
实现“智能油田”的关键一步，是统一油田内部数据采集数据标准。为此，BP、 Chevron（雪佛龙、 Total（道达尔）、 Mobil（美孚），以及Texaco（德士古）公司，早在1990年就组建“石油技术开放软件协会”（POSC），继而于2000年形成勘探开发数据模型标准。
2016年，中海油系统的提出了从“数字油田”（Digital OilField）到“智能油田”（Smart Oilfield）的愿景和建设目标。同年中石化在西北石油局采油三厂建立“智能油田”示范区，获得国内外石油界的关注。
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提高油气层产能的“高精准智能压裂”技术
近年来，国际水平井分段压裂，呈现压裂段数越来越多、支撑剂和压裂液用量越来越大的趋势。从长远看，实现压裂段数少、精、准，才是水力压裂技术的理想目标。
为此，油气行业正在探索基于大数据和人工智能的高精准压裂(High Precision Intelligent Fracturing)技术和裂缝优化 (Cracks Deployment Optimization)技术，但是真正能够“闻着气味”走的压裂技术还有待研究和突破。
而在高精准压裂方面，于2012年成立的美国Quantico 能源公司(Quantico Energy Solution)值得参考借鉴。自成立7年来，该公司与壳牌、挪威国油和美国Nabors钻井公司合作，开展人工智能在石油勘探与开发方面应用研究。利用人工智能技术，Quantico 能源公司将静态模型与地球物理解释紧密耦合，对不良数据进行质量控制，形成高精度预测模型，从而用于提高压裂作业设计的精度。
Quantico 能源公司加强人工智能在油气“甜点”识别方面研究。公司研发人员预测，随着压裂监测技术和人工智能技术的发展，未来的高精准智能压裂技术，有望实现每一级压裂都压在油气“甜点”上。这样可以有效提高储层钻遇率和油气产量，降低油气开发成本。
目前，Quantico 能源公司运用高精准智能压裂技术，在美国二叠纪（Permian）盆地和Bakken（巴肯）油田的100 多口油井中使用，经与邻井对比结果表明，优化后的完井方案，不仅可以使产量提高10%～40%，还能有效降低整体压裂作业成本。
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降低油气田开采成本的“井下油水分离”技术
当今国内外的中后期油田，所面临的重大挑战，是油田的“高含水”状况。作业者在高含水油井开采过程中，获得的产液量高，含水率也高。为了增加产油量，作业者一般采取大泵抽汲开采方式。此方式油水日处理量巨大，导致开采成本上升，而开采过程中的污水处理，也会带来潜在的地层与地表的环境问题。
而近年来国际石油公司研发的“井下油水分离(Downhole oil–water separation, DOWS)”技术，则较好解决油气田的“高含水”问题，将成为未来油气开发中的关键性技术之一。
作业者将“井下油水分离”安装在油井底部，实现将油水混合物在井底产油层直接分离，仅将井底的石油、天然气采出地面，地层水则被直接注到产层以下的地层中。这样，地面产出液量大幅降低，含水率也大幅下降，可极大缓解地面处理站的油水处理压力，降低潜在的环境风险，是实现高含水油田经济稳定开发的有效措施之一。
现场初步应用表明，使用此技术后，油井产出液中含水量减少70%，大大减少地表的油水处理工作量。2017年吉林油田首例井下油水分离技术试验成功。目前“井下油水分离”技术正朝着结构小型化、功能集约化、管理智能化的方向发展。未来的“井下油水分离”将形成“井底工厂”的开发模式。
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提高油田开采经济性的“纳米智能驱油”技术
“纳米智能驱油(Nanometer Intelligent Oil Displacement)”技术，与提高采收率技术（EOR）融合集成，可解决油气开发中传统EOR 技术不能解决，或者难以解决的问题。例如油气“波及”效率低、开采费用昂贵、开发过程对于苛刻环境适应性差，以及存在潜在储层伤害等。
“纳米智能驱油”技术，一方面是利用“纳米驱油剂”的“尺寸足够小”优势，实现对整体油藏的“驱动”；另一方面是利用“纳米驱油剂”的“强憎水强亲油”特点，遇水排斥，遇油亲合，在油藏中表现出“自驱动力”，可实现智能找油；三是，“纳米驱油剂”能够在油藏中捕集“分散油”，形成“油墙”，或者“富油带”并被“纳米驱油剂”驱出。
2011年雪佛龙在美国休斯顿大学合作下，进行纳米驱油现场应用。2015年之后，俄罗斯石油与天然气学院（Federal Polytechnic of Oil and Gas）、沙特、伊朗，以及埃及大学科研人员在纳米智能驱油方面的有关成果也获得初步现场应用。
在国内，2017年中石油勘探开发研究院自主研发的新型纳米智能驱油技术，首次亮相低渗透油田扩大波及体积新技术新方法研讨会后，引起广泛关注，为特低/超低渗透油藏长期稳产带来希望。
“纳米智能驱油”技术的应用前景广阔，预计在若干年内，将得到普遍推广，大幅度提高油气田的最终采收率。未来油田开发将以纳米材料为基础，以化学改性为手段，在同一纳米材料上集成多种功能。真正赋予纳米材料在油气田开发方面的目标性与智能性。将“纳米智能驱油”的“一剂多能”，以及“一剂多用”变为现实。
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“勘探开发一体化智能协同平台”
“勘探与开发一体化协同平台（Integration Exploration and Production Intelligence Platform）”技术，可以大幅度提升勘探开发数字化、网络化、智能化，以及一体化水平，促使复杂的计算过程，例如建立模型、数值模拟、数据分析和预测等，更加成熟地运用于日常生产当中。
由于多学科协作是油气行业发展大趋势，相关平台建设一直是大型油公司和油服公司的战略竞争制高点。随着大数据、云计算、物联网等信息技术的发展，国际油公司和油服公司相继推出多学科一体化协同平台。
国际上较为著名的平台，主要有斯伦贝谢的DELFI 平台、BP的E&P勘探与开发一体化智能平台等。在国内，2018年中石油发布勘探开发梦想云平台，这是国内油气行业首个智能云平台。
“勘探与开发一体化协同平台”技术，从根本上改变油气田勘探开发工作模式，从而提高油气田勘探开发过程中的工作效率，实现油气产能综合效益的最大化。随着人工智能的快速发展，未来油气行业通过打造“勘探开发一体化智能协同平台”，实现信息共享，技术创新与生产经营一体化，创建更加高效率与低成本的智能协同平台与运行环境。
油气行业的“智能”技术涉及方方面面，例如在上周石油圈发布的5大“智能”石油钻井测井技术，例如用于油田地质研究的“智慧地质”环境技术以及用于油田地质描述的“弹性波成像”技术等等。
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