美國未來(lái)十年油氣行業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖

2018年，美國能源安全研究合作組織（RPSEA）向國會(huì )提交了題為“長(cháng)期堅持下去——簡(jiǎn)單的事情已成過(guò)去”的技術(shù)路線(xiàn)圖，旨為確定美國未來(lái)十年油氣行業(yè)面臨的挑戰和優(yōu)先攻關(guān)的方向。該路線(xiàn)圖要求在提高陸上油田作業(yè)效率的同時(shí)提高采收率，建議加大超深水資源的研究力度，重點(diǎn)關(guān)注邊際油田，特別是如何預防非常規油氣井過(guò)早邊緣化的研究。

 

RPSEA

RPSEA成立于2002年，其成員包括9所首屈一指的研究型大學(xué)、5所國家實(shí)驗室，及一些美國主要研究機構、能源生產(chǎn)商以及能源銷(xiāo)售商，負責170多個(gè)研究項目，其中一些項目已經(jīng)商業(yè)化。

 

01陸上研發(fā)主題

RPSEA提出的近期至中期陸上油氣研發(fā)方向包括：

 

● 在提高鉆井作業(yè)效率的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。非常規井二次完井將提高油氣采收率并延長(cháng)油氣井生命周期。

 

● 通過(guò)開(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)延長(cháng)老油氣田的生命周期，提高常規和非常規油氣田的采收率。

 

● 開(kāi)展有助于運營(yíng)商遵守法規的研究。

 

● 減輕頁(yè)巖資源開(kāi)發(fā)帶來(lái)的環(huán)境破壞，包括井場(chǎng)建設、氣體排放、噪音及地表水污染。

 

● 在完全動(dòng)用儲層并盡量減少重復壓裂作業(yè)的前提下，盡可能降低水力壓裂的用水量，包括無(wú)水壓裂和開(kāi)發(fā)減少用水量的方法。

 

● 研究處理與頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)相關(guān)廢液的新方法，包括天然存在的放射性物質(zhì)和鉆屑。

 

02海上研發(fā)主題

墨西哥灣深水區作為未來(lái)美國能源供應的關(guān)鍵區域，面臨來(lái)自全球各國深水油氣生產(chǎn)商的競爭日益激烈。美國需要繼續保持此領(lǐng)域技術(shù)的領(lǐng)先地位，但北海和巴西正在增加研發(fā)投入，而美國的研發(fā)投資正在減少。RPSEA提出應優(yōu)先發(fā)展以下方向：

 

● 優(yōu)化超深水油氣井的設計和施工，包括研究水泥配方在凝固過(guò)程中及凝固后的物理化學(xué)性能，重點(diǎn)是識別出潛在失敗路徑。

 

● 改進(jìn)超深水海底測量和監測儀器，如遙感或監視設備，包括繼續開(kāi)發(fā)自主水下航行器。

 

● 可用于觀(guān)察海底設施的高分辨率識別和表征成像技術(shù)。

 

● 開(kāi)發(fā)超深水條件下可能導致水合物形成和堵塞管道情況的詳細描述與模型。

 

● 改進(jìn)以天然氣為主的系統中水合物栓塞形成和解離的建模，提高預測水合物特性的能力。

 

● 使用模型預測極端超深水壓力、溫度和裝備體系大范圍變化條件下的兩相、三相和四相流體系統的特性。

 

● 在極端井底溫度和壓力條件下（>19000 psi，>250ㄈ），更好地了解水、氣和油混合物的壓力-體積-溫度關(guān)系。

 

● 開(kāi)展溶解了硫化氫或二氧化碳海水的流變研究。

 

● 通過(guò)實(shí)驗來(lái)預測超深水壓力和溫度條件下的石油流體特性，包括極端高壓-高溫條件。

 

● 開(kāi)發(fā)和驗證用于極端高溫高壓井和油藏的先進(jìn)混合流體模型。

 

● 研究傳感器、儀器儀表、電子控制設備和先進(jìn)的數據解釋技術(shù)，包括超深水海底生產(chǎn)設備的控制技術(shù)。

 

● 解決與長(cháng)流線(xiàn)回路管線(xiàn)相關(guān)的安裝和操作風(fēng)險，并開(kāi)發(fā)工具和設備以降低此類(lèi)風(fēng)險。

 

● 開(kāi)發(fā)長(cháng)流線(xiàn)回路管線(xiàn)，包括高完整性壓力保護系統，其隔離閥能夠在故障安全位置和多個(gè)傳感器上運行，利用傳感器和硬件可執行遠程停機決策。

 

● 識別、表征和量化現有的海底電氣連接技術(shù)保持最佳運行模式的極限條件。

 

● 開(kāi)發(fā)能夠改善超深水架構和電連接器故障的技術(shù)。

 

● 通過(guò)改進(jìn)油藏描述、油藏模擬和開(kāi)發(fā)方法，降低對開(kāi)發(fā)新油田和鉆新井的依賴(lài)。

 

● 改進(jìn)地震地下成像，以減少通過(guò)鉆新井評價(jià)和描述油藏的需求。

 

● 開(kāi)發(fā)不受環(huán)境影響的測試技術(shù)。

 

● 改進(jìn)適用于墨西哥灣深水資源的開(kāi)發(fā)方式方法。

 

● 開(kāi)發(fā)能夠提高超深水資源采收率的技術(shù)。

 

● 開(kāi)發(fā)能夠在1萬(wàn)英尺深水下進(jìn)行鉆井和生產(chǎn)，安全、可靠的干式采油樹(shù)浮式系統。

 

● 改進(jìn)地下和海底設備的腐蝕控制技術(shù)，延長(cháng)設備壽命并降低溢油的可能性。

 

● 改進(jìn)供電方式，并為海底和地下應用開(kāi)發(fā)出效率階躍變化的電源，從而實(shí)現更可靠的傳輸、控制及測量。