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          2021中國石油科技與信息化創新大會·特別報道

          用創新的視野謀劃創新目標

            當前,能源轉型浪潮洶涌,新一代信息技術加速突破應用,數字化時代撲面而來,全球科技創新已進入空前密集活躍的時期,石油科技創新面臨著前所未有的新形勢新挑戰。在集團公司建設世界一流綜合性國際能源公司的關鍵時期,充分認清這些形勢挑戰,準確把握科技創新的前沿浪潮,打造高質量的科技供給,對于實現高質量發展至關重要。今天我們邀請相關專家學者一起深入探討:目前我們面臨的形勢和挑戰是什么?如何應對這些形勢和挑戰?同時也試圖為大家呈現石油科技發展的歷史脈絡和前沿趨勢。

            韓景寬:規劃總院黨委書記、院長

            鄒才能:集團公司新能源首席專家、中國科學院院士

            呂建中:中國石油集團國家高端智庫研究中心專職副主任

            能源轉型浪潮洶涌 創新亟需把握住歷史機遇

            鄒才能:目前,化石能源清潔化、新能源規;、多種能源融合發展智慧化這“三場革命”正在同步進行,統籌協同推進。對中國石油來說,挑戰有兩個方面。一是低品位資源、中低油價時代雙重背景,科技創新支撐當前油氣高質量發展力度還不夠大。二是科技創新引領未來轉型發展的力度還不夠強。公司已加快布局新能源、新材料、新業態“三新”業務,急需新建科技、人才和管理體系。

            為此,我們應搶抓三大機遇:一是要抓住轉型的機遇,二是要抓住天然氣與氫氣大發展的機遇,三是抓住二氧化碳產業的機遇。需像發展石油工業、天然氣工業一樣,戰略布局氫能工業、地熱工業、儲能工業與二氧化碳工業。如建立二氧化碳的捕集、驅油、埋藏等一體化碳工業體系,尤其是在碳中和背景下,中國石油利用已形成的地下與地面優勢,未來利用枯竭性油田、氣田等將為二氧化碳規模埋存發揮重大作用。

            中國石油已把“綠色低碳”納入集團公司整體戰略,堅定不移做強做優油氣業務,加快布局新能源、新材料、新業態,努力構建多能互補新格局。實施“清潔替代、戰略接替、綠色轉型”戰略路徑,從目前生產“油、氣”兩種產品,向生產“油、氣、熱、電、氫”五種產品跨越式發展,建成石油、天然氣、地熱、電力、氫能與二氧化碳等多種能源互補與新產業融合發展的新型工業體系,全面開啟從石油、天然氣向油氣+“三新”產業的“二次創業”新長征,更大更多地承擔起保障國家能源安全的責任與使命,實現從綜合性國際油氣公司向綜合性國際能源公司戰略轉型,建成受人尊敬、世界一流、基業長青的卓越能源企業。

             呂建中:當前,全球加速推進綠色低碳轉型,是能源行業面臨的主要挑戰,也是難得的歷史性機遇。作為傳統油氣石油企業,能否深刻認識形勢變化、準確把握發展方向,將決定著未來的生存與興衰?傮w上來看,圍繞清潔低碳轉型大方向,未來化石能源消費受到控制,非化石能源快速發展,以新能源為主體的新型電力系統加快建設,低碳化、多元化、電氣化、智能化、分布式以及多能互補耦合等,將成為現代能源體系的重要特征。在推動新一輪能源綠色低碳轉型進程中,為擺脫“碳鎖定”“碳依賴”的發展模式,需要依靠政府、社會、市場等多方面共同發力,但技術創新才是根本性驅動力量。

            我國“3060”雙碳目標的提出,對石油企業的發展提出了更高的要求。一方面石油企業要堅持油氣增儲上產,為保障國家能源安全做貢獻;另一方面又要堅持綠色低碳發展,為實現“雙碳”目標做貢獻。石油企業要平衡好這兩方面的任務與責任,必須依靠科技創新。

            目前,中國石油已將“綠色低碳”納入公司發展戰略,并提出了綠色行動計劃,明確了清潔替代、戰略接替和綠色轉型“三步走”戰略部署。下一步,還需要深入論證落實業務發展領域,梳理技術清單及科研清單,增強傳導科技創新的壓力,有效把握能源轉型的技術發展方向,在保障能源安全的前提下加快轉型發展;要繼續加大國內油氣勘探開發力度,擴大石油、天然氣儲備能力和產供儲銷體系建設;進一步加大對新能源技術研發創新的資金投入,力爭成為新能源原創技術策源地和發展高地。

            國際形勢復雜多變 迫切需要在基礎性戰略性原創性領域取得突破

            韓景寬:當今世界,百年未有之大變局加速演進,國際環境錯綜復雜,世界經濟陷入低迷,全球產業鏈供應鏈面臨重塑,不穩定性不確定性明顯增強?萍紕撔鲁蔀閲H戰略博弈的主要戰場,圍繞科技制高點的競爭空前激烈。實踐反復告訴我們,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的,對于石油行業也是如此,只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家能源安全。

            集團公司油、氣兩大產業鏈,上游勘探開發和中游煉油化工多涉及技術創新,下游銷售更多的是模式創新?陀^地說,集團公司還有很多“卡脖子”的薄弱環節,例如非常規油氣開發、新能源新材料開發、煉化轉型升級、關鍵技術裝備和軟件等;A性研究是我們最大的短板,這是石油天然氣行業未來科技創新發展需要下大力氣解決的重點問題,不攻克,就要受制于人,就會對我國未來油氣行業的高質量發展產生影響。我們要堅持“四個面向”,從國家急迫需要和長遠需求出發,緊緊圍繞推動油氣行業高質量發展,在基礎性、戰略性、原創性研究領域全力攻堅,加快突破一批關鍵核心技術。

            呂建中:經過長期努力,我國在一些領域已接近或達到世界先進水平,某些領域正由“跟跑者”向“并行者”“領跑者”轉變,在油氣行業同樣如此。但是近幾年,隨著中美戰略博弈不斷升級,科研環境面臨前所未有的變化,大量科技合作項目擱淺,過去依賴引進、吸收、消化、再創新的模式需要調整;同時在一些領域,國外技術封鎖導致科技創新鏈條受到沖擊,原有的創新模式、體制機制和科技創新的慣性都需要進行調整來適應變化。在這種形勢下,中國石油必須依靠科技自立自強爭創科技領先和世界一流。

            目前來看,企業一些基本的創新要素是具備的,也是充足的,關鍵是要怎么去順應時代的發展,營造好的創新生態,形成企業、員工以及客戶和社會“棲息共生”、共同成長的科技創新生態環境。更重要的是,國務院國資委對央企創新提出了明確要求,指出中央企業是科技創新的國家隊,要把科技創新作為“頭號任務”,努力打造原創技術策源地,勇當現代產業鏈“鏈長”。作為央企,中國石油更要一馬當先,主動肩負起國家戰略科技力量的使命與擔當,通過高水平的科技自立自強支撐我們加快建設世界一流。

            油氣開發難度不斷增加 全力提升科技創新能力和水平勢在必行

            韓景寬:集團公司國內油氣藏類型復雜,品質普遍較差,大部分油氣藏已步入開發中后期,多井低產狀況不斷加劇,老油田持續穩產難度大。新區非常規資源是增儲上產的主力,但產量遞減快,效益建產基礎薄弱。油氣勘探開發不斷向深層、深水、低滲透超低滲透儲層、非常規和老油田提高采收率等領域延伸,實現低成本和綠色低碳作業是石油行業面臨的基本要求和新趨勢。

            面對國內油氣田開發低品位、低油價、高成本矛盾疊加的現狀,依靠技術和管理創新,轉換發展方式勢在必行。一是要抓好難動用儲量經濟開發、重大開發實驗配套低成本高效技術的科技攻關,實現非常規油氣資源規模效益上產。發展氣驅、新型驅油劑等新技術、新方法,提高采收率。做好精細勘探、地質導向鉆井、儲層精準改造、高壓大排量注氣等重點發展領域的國產化攻關,注重開放式研究和合作研發,加強高性能材料、精密儀器等基礎研發。二是要抓好上游業務信息和人工智能技術的研發應用,加快實現數字化轉型,促進組織架構變革、商業模式創新、流程優化和降本增效。三是大力推動地熱、風光氣電融合發展技術研究,加大戰略性伴生資源勘探開發技術、氫能產運儲用全產業鏈配套技術研究,加強CCUS/CCS中低濃度碳源的低成本捕集技術攻關,推動集團公司向“油、氣、熱、電、氫”綜合性能源公司轉型。

            鄒才能:面對“一老、兩深、一非”勘探開發領域,每一個領域都還面臨基礎油氣勘探開發地質理論、關鍵核心技術與裝備的相關難題。此外,還面臨非科技因素,需要科技創新來解決的挑戰:油氣資源劣質化、中高開采成本與中低油價將成為常態性的新矛盾、碳中和目標下油氣工業面對碳減排的新壓力,這些都是需要通過科技創新、管理創新來破解的新難題。

            目前,中國石油科技創新正在進行“兩個革命”。第一個是萬米級的超深層常規油氣革命。我們已形成古老碳酸鹽區域不整合巖溶縫洞型、構造型等油氣地質理論,特別是在塔里木、四川等盆地形成超深層大油氣區。同時,地球物理、井筒等技術推動了深層—超深層油氣勘探與工業性開發。第二個是納米級超致密儲層的非常規頁巖油氣革命。中國石油是陸相頁巖油革命的引領者和推動者,在松遼、鄂爾多斯、準噶爾、渤海灣等盆地頁巖油地質理論、核心技術與勘探都取得重大突破,將為中國石油工業的產量穩定發展發揮重大作用。海相頁巖氣在川南中淺層實現規模開發,未來在四川盆地等中深層與新層系、新區頁巖氣需要加大科技攻關力度,形成新的頁巖氣增儲上產戰略區。

            融合創新跨界發展加速演進 建設良好的創新生態環境成大勢所趨

            韓景寬:油氣行業正面臨著全方位、顛覆性的深刻變革,電動革命、市場革命、數字革命、綠色革命等加速演進,內外部的形勢愈發嚴峻,挑戰也越來越多。數字技術的深化應用為油氣行業注入了新動力,未來油氣行業將向著數字化、智能化和傳統油氣業務融合創新的方向快速發展,數字化轉型已成為集團公司高質量發展的一道必答題。

            參天大樹,離不開肥沃的水土;創新力量,源于優良的生態。對于集團公司來說,要想在新一輪的能源科技革命中搶占先機,引領新時代能源轉型升級,應注重建設良好的創新生態環境,依靠創新催生新發展動能實現新發展。具體可從兩方面努力:一是大力探索健全以企業為主體、市場為導向、產學研用深度融合的科技創新新模式,實現合作各方優勢互補、互利共贏,強化“從0到1”的前瞻性、基礎性、戰略性、顛覆性基礎理論研究和技術攻關,引領關鍵核心技術發展,力求多出成果、出大成果、出標志性成果,快出人才、出領軍人才。二是要在提高創新包容度上狠下功夫,營造鼓勵創新、寬容失敗的良好氛圍。創新活動風險性高、投入成本大,要遵循科技創新客觀規律,完善盡職免責的容錯機制,為創新發展解壓松綁,積極營造崇尚科學、崇尚創新的濃厚氛圍。

            呂建中:從全球范圍看,隨著科技和產業的深度融合,創新資源的集成化、創新主體的協同化、跨界融合創新等特征更加明顯,協同創新、跨界創新時代已經到來。如何通過促進學科、技術交叉融合實現科技的新突破、大突破,已成為全球科技創新發展的重要趨勢。

            我們要鼓勵開放式創新,勇于打破行業界定,暢通創新主體與外部環境之間在知識、人員、技術、資本等方面的溝通交流,進而形成良好的創新生態環境。要營造良好的創新生態,就要堅持以科研人員和科研活動為中心,以調動科研人員的主動性、積極性、創造性為根本,以促進技術成果轉化為現實生產力為目標,對行政化色彩濃厚的科研體制機制進行徹底改革。

            要突破把“自主創新”等同于“自己創新”的封閉模式,拆除能源領域各類創新主體之間的合作交流屏障,特別是傳統大型能源企業選擇進入新能源領域時,應鼓勵借用或引入外部創新力量與成果,“不求所有、但求所用”,共同拓展能源創新發展空間。在具體方式上,可采取合資合作、技術特許、委外研究、技術合伙、戰略聯盟或者風險投資等,提高創新效率和價值創造能力。

            油氣領域世界前沿 技術/發展方向(部分)

            油氣勘探開發

            深層超深層、深水超深水油氣勘探開發技術

            針對多類型復雜油氣藏的低成本開發提高采收率技術

            枯竭油藏及咸水層二氧化碳封存技術

            化學驅后四次采油新技術

            油氣勘探開發數字化智能化生態系統建設

            納米驅油技術成為提高采收率的重要手段

            戰略型新興化石能源與盆地重要伴生資源的勘探評價及高效開采利用等相關技術

            石油化工技術

            綠色新型反應介質或成行業新寵

            大數據技術將深度融入傳統石化產業

            石油物探技術

            裝備向便攜化、節點化、自動化和智能化發展

            采集技術向經濟、高效、綠色發展

            處理解釋向基于人工智能面向油藏全生命周期的方向發展

            石油管及裝備材料

            光電熱綜合高效利用新材料新技術

            深低海非難油氣開發用新型管材及裝備技術

            石油裝備關鍵構件的快速、經濟增材制造及修復技術

            耐高溫低滲透率非金屬復合管及工程應用配套技術

            在役石油管及裝備的在線實時監檢測、智能診斷與預警技術

            二氧化碳、氦氣、氫氣和混氫輸送管道用管材技術

            綠色低碳技術

            空天地一體化甲烷檢測技術

            基于紅外光譜的甲烷/VOCs泄漏量化技術

            空氣直接捕集二氧化碳技術

            二氧化碳光電催化轉化技術

            基于碳補償的固體廢物再利用技術

            石油煉制技術

            分子級加氫技術將助力清潔油品生產技術升級

            加氫路線將成為重油加工轉化的主流

            智能煉廠技術將成為主導

            油氣儲運技術

            現代智能化管道管理軟件或將改變原有管道管理模式

            管道檢測技術亟需向更高精度發展

            超大型儲罐建設推動儲運行業發展

            高鋼級管道本質安全保障技術亟待進一步攻關

            鉆完井技術

            自動化智能化鉆完井技術

            特深井鉆完井技術

            復雜地層鉆完井液技術

            測井技術

            光纖測井、可控源核測井快速發展

            人工智能、量子測量將在測井領域發揮重要作用

            儲氣庫

            儲氣庫高精度完整性狀態監測技術

            儲氣庫智能風險預警與決策支持技術

            新材料

            電子信息材料

            新能源材料

            先進高分子材料及其復合材料

            生物醫用材料

            特種工程材料

            前沿新材料

            碳材料

            第一次技術革命(上世紀20—30年代)

            反射地震等,產量由1億噸到2億噸

            第二次技術革命(上世紀60—70年代)

            板塊構造、生油理論、注水開采、噴射鉆井等技術,產量由10億噸到20億噸

            第三次技術革命(上世紀80—90年代)

            盆地模擬、水平鉆井、三維地震、三次采油等,產量穩定在30億噸左右

            第四次技術革命(2000—2015)

            旋轉導向鉆井、水平井分段壓裂、隨鉆測井、超高密度數據采集與處理、超深水CSEM等技術使原油產量邁上40億噸

            第五次技術革命(2020—2035)

            智能油田、智能鉆井、納米驅油、就地改質等有望助推油氣產量邁向新高

            (素材提供:中國石油集團測井有限公司 勘探開發研究院 工程技術研究院 石油化工研究院 經濟技術研究院石油科技研究所 石油管工程技術研究院)

            薛明 陳青 包勇 參與采訪

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