反馈油气行业技术和多领域协同

编者按:挪威政府最近资助了一项研究,试图将储层建模技术引入医学领域,以提高医生对核磁共振成像结果的理解;最初为石油和天然气勘探开发的无缆地震仪现在已成为地震学家的新工具。国际海洋工程公司是石油和天然气行业潜水的先驱,35年来一直为美国国家航空航天局的载人航天计划提供专利技术。2013好奇号火星探测器利用冲击钻井技术在火星上钻了第一口井,带来了一个重要发现,那就是火星上的地球化学条件曾经支持过生命...石油天然气行业的技术输出所做出的贡献是惊人的。

说起对行业外技术的吸收和借鉴,油气行业从上游到下游的“拿来主义”做法数不胜数。比如地球物理勘探用卫星遥感技术,纳米技术用钻井液,三次采油用聚合物技术。但随着“引进技术”在石油行业的逐渐深入研究和应用,这些技术进一步“反哺”其他行业的潜力逐渐体现,实现了技术引进和技术输出的同步发展。

当然,这种技术输出不仅限于“引进技术”,还包括石油行业的“本土技术”。

石油工业和医药

油藏建模技术在现代油气工业中已经成功应用了30多年,自然被认为是油气工业中的一项独特技术。挪威政府最近资助了一项研究,试图将这项技术引入医疗领域,以提高医生对磁共振成像结果的理解,从而挽救生命。

研究专家认为,储层建模技术可以增强我们对核磁共振成像结果的理解。这个想法是基于人脑和油藏的相似性,因为两者都是双重多孔介质。研究人员认为,石油工业中的油藏建模技术可能会给医学领域带来突破。该项目耗资165438+万美元,由拥有20多年油藏建模经验的斯塔万格国际研究院牵头。这种油气行业与医学的跨界应用,源于“泵与管道”组织,这是一个成立于美国休斯敦的国际技术专家组织,旨在探索油气行业与医疗行业的协同模式。

光纤技术已经存在了几十年,并且被认为是世界通信网络的核心。长期以来,石油和天然气行业使用光纤技术来监测油井的生产性能,如压力变化。

总部位于加拿大魁北克的Opsens是最早进行光纤技术研究的公司之一。最近又改进了光纤传感器,可以用在人体上。目前,医学版光纤技术已被批准用于测量影响心脏功能的动脉中的血压,可以帮助医生快速评估血管堵塞的严重程度,并判断是否需要进行血管成形术或微创治疗。

石油工业和地球科学

20世纪70年代,随着数字有线遥测地震仪的发展,无缆地震仪应运而生,大致可分为自主节点地震仪和无线地震仪两种。最初为石油和天然气勘探开发的无缆地震仪现在已成为地震学家的新工具。其“无电缆”的特点简化了地震监测的后勤保障(无需运输或埋设电缆),可一次监测大面积地震活动数周。

2014的一次地震研究,使用了900多个无缆地震节点来监测美国华盛顿圣海伦斯山的震情。研究人员表示,节点阵列将地震监测的效率提高了两个数量级。

二战期间,美国发明了航磁勘测来搜索潜艇。事实上,科学家在二战结束前就意识到了它的地球物理价值。在1946期间,航磁测量首次应用于石油和天然气工业,以评估阿拉斯加北坡的石油地质储量。随后,作为一种尖端的勘探工具,石油和天然气公司对这项技术进行了升级,并取得了一些重要的发现,其中包括一项对古生物学产生了巨大影响的发现。1978年,墨西哥国家石油公司在近海进行航磁调查时首次发现了著名的奇克苏鲁伯陨石坑,直径为93英里,是由一颗直径为50英里的小行星或彗星撞击形成的。基于这一发现,古生物学家首次提出6550万年前的恐龙灭绝是由这一撞击造成的。

ROV的早期研究工作也是由富有想象力的军事科学家提出的,但真正具有作战能力的ROV也应该归功于石油工业。20世纪70年代,石油工业推动了遥控潜水器的真正应用,并为其配备了机械臂,也称为机械手。与以前的ROV相比,它除了简单的观察海底环境外,还可以做很多工作,比如水下打捞、水下施工等。

研究人员随后看到了工作级遥控潜水器的潜力,他们多年来一直用它来搜索沉船和发现新的海洋物种。SERPENT项目是这种技术转移的最好例子。SERPENT是海洋学家和包括BP、Shell、Chevron和Petrobras在内的能源公司之间的合作项目。利用石油和天然气公司提供的遥控潜水器,科学家可以对深海进行更详细的探索。自2002年以来,SERPENT项目对深海海洋生物进行了超过65 438+000次研究,其中大部分是在钻井船或海上石油生产设施上进行的。

石油工业和航空航天

鉴于类似的环境因素,如高压,无论是潜入深海还是太空探索,石油工业的深海技术也被应用于航天探索。

在ROV出现之前,油气行业只能通过人工深潜来安装或维修水下设备,因此油气行业在人工深潜方面有着丰富的经验和技术。国际海洋工程公司是石油和天然气行业潜水的先驱,35年来一直为美国国家航空航天局的载人航天计划提供专利技术。

他们之间的合作始于美国国家航空航天局通过借鉴国际海洋工程公司的高压潜水服原理为载人航天计划制造宇航服,而该公司的主要贡献是为宇航服开发了一套泄漏检测系统。此外,该公司还为休斯顿的美国国家航空航天局中性浮力实验室提供日常运行和维护。这个实验室是模拟太空失重的水下训练设施,宇航员可以在这里模拟舱外活动。目前,它是所有现代美国太空任务的基石,包括国际空间站的模块组装和太空行走。

3400万英里外的火星也有石油和天然气工业技术应用于太空探索的成功案例。2013年,好奇号火星探测器利用冲击钻井技术在这颗红色星球上钻出了第一口井。虽然总深度只有2.5英寸,但这次钻探行动带来了一个重要发现,即火星上的地球化学条件曾经可以支持生命。

为了更多地了解火星上是否真的存在生命,美国国家航空航天局在后续的载人任务中可能需要钻更深的井,这需要更强大的钻井系统来改善或小型化石油和天然气行业现有的商业技术。可能使用的技术包括高压井下流体取样、井眼成像、现场流体分析、连续油管和防喷器。

石油工业和可再生及可持续能源

长期以来,地热资源的开发过程类似于油田的勘探、开发和生产过程,从最初的勘探、钻井和完井到最终的生产。一般来说,目的层的水源或岩石温度越高,地热井的热能越高。涉及到一些高温地热项目的开发利用,普通的钻完井系统很难满足施工要求,需要依靠油气行业先进的高温高压钻完井技术和技术体系。

以地热王国冰岛的一个地热项目为例,由于目的层温度过高,传统的渗透和泥浆体系无法承受高温,导致作业失败。2017年,项目组利用油服公司贝克休斯专门设计的钻头和泥浆系统,成功钻出第二口井。这种新型钻完井系统的极限工作温度高达299摄氏度,是普通井下设备额定值的两倍。项目组计划今年钻第三口井。本次钻井将测试钻井时测量设备的适用性。如果成功,现有地热井的能效可提高5 ~ 10倍。

油气行业的跨界整合还包括二氧化碳的捕获和应用。二氧化碳的捕获有利于减少全球碳排放,但如何处理二氧化碳是个大问题。石油人的做法是向地下几千米的驱油处注入二氧化碳,提高石油采收率。目前,国内外各大石油公司都在继续投资这一领域。从注入系统到建模软件,工程师开发的二氧化碳捕获和存储所需的许多技术越来越成熟。埋藏的油气资源创造了丰富廉价的能源时代,但随着老油田的逐渐枯竭,地下储层的空间可以被重新利用来储存二氧化碳,这为环保产业提供了新的思路和方案。

目前,与石油勘探、开发和生产相关的技术产出已涵盖地球和生命科学、太空探索和可再生能源等领域。或许在未来,一大批石油公司、油服公司、油田设备制造企业,会依托过去积累的科技成果,华丽转身,进入各个惠及民生的领域。

来源:中国石油新闻中心。