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盘点颠覆油气行业的十项技术

盘点颠覆油气行业的十项技术

过去的5年,油气行业上游技术以惊人的速度向前发展。尽管新区块的开发难度越来越大且地理位置也越来越偏僻,但油气产量却得到了空前提升,尤其是在北美地区(NAM)。我们几乎每天都会看到类似这样的报道:“美国油气产量再创20年新高”或“新时代下美国石油正式挑战中东油气地位”或是“北美地区已被石油淹没”。石油圈原创www.oilsns.com

那么,今后的油气技术会有什么样的重大突破呢?四大油服公司在油田新技术研发方面每年都会投入近25亿美元,且油气行业的技术创新速度远超其他实体行业。在接下来的内容中,我们将对包括海上、陆上油田开采的10种尖端技术进行探讨,在2014年至今这段时间内,你或许已经对这些技术有所耳闻。其中一些早期的技术在行业潮流的推动下不断成熟并且即将腾飞,其他技术目前也正处在试验或现场测试中。石油圈原创www.oilsns.com

1.进军北极,零度以下的技术创新

俄罗斯、里海、北海、加拿大和阿拉斯加等北极地区的油气勘探开发活动日趋频繁,据估计,北极地区有400多个尚未发现的油气田。要想在零度以下的条件下进行油气勘探开发,需要考虑许多施工问题和环境问题,大部分的常规油田装备都需要重新设计。例如,由于北极地区温度极低,金属抗冲击力弱,因此容易出现故障。石油圈原创www.oilsns.com

Tenaris公司是积极寻求北极地区作业方案的典范。该公司研发出了一种适用于零度以下环境的干式涂料法。有了这项技术,管道在运输、贮存、处置和常规运行过程中就无需再使用恒温热源对配料流体进行加热(这大大降低的运输负担)。Tenaris还研发出了适用于北极环境下的管道连接方法,以及在低温条件下具有更好的延展性和断裂韧性的材料。油气运营商在未来数年内将深化北极油气的开发,像Tenaris这样的技术创新型公司就会起到一定的推动作用。

2.向深水油气进军,水合物治理需求与日俱增

水合物新的治理方法在深水油气开发中一直是一个热门话题,在未来5—10年内深水领域的勘探开发将逐渐成熟,对这一话题的探讨毋庸置疑将更为热烈。目前,化学方法和机械方法都不是非常的有效,而电加热法则尚存争议,并且其很有可能对管柱造成伤害。可见,水合物的形成关系重大,但是,很多时候,深水油气开发项目团队在水合物形成之前毫无忧患意识。

海洋工程是水合物治理服务的领头羊,其工程师团队正努力研发新的治理方案。该公司的水合物治理工具适用于水合物堵塞的情况,滑撬可以从MSV展开,且只需一个ROV便可完成治理作业。该滑撬可以将水下8000英尺的生产管柱的压力降至100psi或更低。甲醇可以沿着生产管柱的任一方向流动。石油圈原创www.oilsns.com

3.陆地钻完井设备双燃料电源获垂青

我们预计,在未来数年内,陆地钻完井设备上使用的双燃料电源将倍受青睐,Patterson公司和贝克休斯公司就是该技术的引领者。运营商们青睐于燃料低成本、更加环保、与输气管线更易对接以及停工时间更短的设备。

Patterson公司的幻灯片展示的是甲板上燃用天然气的一种压裂车。Patterson公司使用天然气作为燃料,完成了400多段的压裂作业。该技术用清洁无污染的天然气燃料替代了超过11.2万加仑的柴油,为当地的道路减少了80万磅的运输负荷。石油圈原创www.oilsns.com

4.热/红外成像技术,提前探寻油气设施的薄弱点

无论地上或是地下的储罐发生泄漏,都会造成环境污染、危害公众健康并造成数十亿美元的直接和间接损失。我们知道,储罐泄漏的主要原因是腐蚀,现在,可以保护储罐长达数年并保持罐体结构稳定的防腐蚀技术出现了。热/红外成像技术可以在成像点被完全腐蚀之前,探测出储罐的腐蚀区域。

盘点颠覆油气行业的十项技术

随着北美地区油气设施的不断增多和逐渐老龄化,热成像技术的地位也越来越重要,因为它可以在薄弱点演变成为真正的问题(处理费用昂贵)之前将其识别出来。红外成像公司的运营者-Oilpro网站的会员Sammy Sahagian表示:尽管许多油气公司仍对该技术的价值心存疑虑,但是我们可以断言,这项服务在未来几年内的需求量将暴增。

5.新技术为老油田注入新生命

随着全球油田逐渐进入开发后期,老油田亟需引入新技术来稳定产量。因此这会是一个快速发展的市场,也是油田技术创新的温床。Wood Mackenzie估计,未来老油田的油气产量占全球油气总产量的比例将会从2008年的65%上升至2018年的70%以上。

尽管老油田有许多技术值得盛赞,但我们认为其中的4D地震技术尤为有趣。该技术改变了北海油气开发的常规方式,它能够帮助运营商识别出过去几十年内未能开采的油藏。其实该技术的奇妙之处在于:4D时间推移图像能够帮助运营商了解老油田的流动状况、更好的认识油气藏,这对于UKCS这类老油田尤其有效。尽管4D地震技术的推广使用还需要更多的重复性测试,还需要将其与其他老油田的开采方案进行结合,但该技术“识别油藏”的价值却是毋庸置疑的。

6.仍需完善的防喷器

最近,Macondo油田、运营商、钻井承包商和设备供应商都在绞尽脑汁的提高防喷器的有效性。在近期的采访中,Transocean公司宣布与壳牌公司展开合作,对防喷器控制系统重新进行设计。今年,Transocean公司的海上钻井船一半的停工时间就是由防喷器造成的。可以说,控制系统的可靠性差是造成停工常见原因之一。壳牌公司与Transocean公司的合作关系是运营商和承包商为改善油气行业而共同提升技术的一个绝佳典范。尽管这是一个长期的合作项目(3年),但是,我们期待该项创新能够使防喷器技术迈上新的台阶,缩短Transocean公司钻井船的停工时间。

7.集成的钻完井系统

油田服务的长期发展趋势是公司能够把自身的特色产品进行整合,转变为油田和井下的集成服务方案。这恰好也是北美地区从勘探模式转变成开发模式的转折点。之前我们通常以为,设备的可用性是最重要的,而现在,集成的系统和解决方案才是主流。油服巨头能够将多种技术和装备整合成为全套的“智能化”集成方案,这也是他们的独特所在。比如,哈里伯顿最新的CYPHER产品在该方面就取得了新突破,该服务产品以一系列的革新技术为基础,包括确定最佳的油井增产改造措施和井位设计,以及确定影响井的成本和最终产量的关键参数。

8.OneSubsea公司重新定义了海底产品的发展趋势

尽管OneSubsea 公司的JV项目(海底设备供应商与服务/油藏优化小组第一次联手)仍处于初期阶段,但我们认为其研发的产品在未来几年内定具备颠覆运营商思维模式的潜力。2014年,该公司在研发上砸巨资,旨在抓住Cameron公司和斯伦贝谢公司深水能力的联手过程中带来的新产品研发机会。而创新点则在于深海油气藏知识与海底技术的融合,可使运营商在整个油田开发周期内实现油气产量的最大化。这些地面、海底和地下专业技术知识的融合将会为技术创新提供一个温床。我们将会非常振奋的见证24—36个月后JV项目及产品的面世。

9.自动化:长足进步,具有广阔的发展空间

从司钻的操控室到装有管线的钻台,“自动化”正在改变司钻的工作方式。尽管作业人员仍是整个工作系统中的一环,但引进新的自动化技术(例如上面强调过的国民油井华高的NOVOS系统)可以提高油田作业的安全性和效率。

对于运营商来说,“自动化”是勘探开发过程中重点关注的对象,其益处多多,包括降低事故概率、保留员工以及更早实现投产等。在过去5年,涌现出了一大批自动化的相关技术与设备,并且,在未来的5年内还会涌现出更多的自动化技术与装备。

10. 新一代陆地钻机的诞生取代旧产品

Helmerich 和Payne有限公司早已是研发新一代陆地钻机的佼佼者。但目前整个行业仍在研发新的陆地钻井技术,以跟上高效钻井和垫块钻井的发展趋势。从Nabor公司的Pace-X钻机到Patterson公司的APEX可移动钻机和HP公司的FlexRig可伸缩式钻机,老旧的钻井模式正被更好、更快、更灵活的新一代钻井模式所取代。上述趋势始于2006年,预计到 2016年时北美地区的绝大部分陆地钻机都将升级为最新一代的钻机。石油圈原创www.oilsns.com

作者/Joseph Triepke  译者/辜富洋  编辑/魏亚蒙

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柠檬
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系我们。