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                      7位兩院院士把脈頁巖氣、能源互聯網發展 2019-12-11 10:55:53

                      摘要:中國工程院院士曹耀峰、中國科學院院士郝芳、中國工程院院士李陽、中國科學院院院士高德利、中國工程院院士邱愛慈、中國工程院院士劉合、中國工程院院士湯廣福

                          近日,由北京市人民政府和國務院發展研究中心共同主辦的 2019全球能源轉型高層論壇在北京未來科學城召開。
                              據了解,作為能源領域的高規格、高品質、高規模的行業盛會之一,本屆論壇共吸引了國內外來自政、產、學、研等領域共700余名代表出席。北京市委常委、副市長殷勇、國務院發展研究中心黨組書記馬建堂、國家能源局監管總監李冶、澳大利亞社會科學院院士、前澳大利亞駐華大使Ross Garnaut教授、國務院發展研究中心副主任王一鳴、國家電力投資集團有限公司董事長、黨組書記錢智民等來自政府機關、企業的重量級嘉賓蒞臨現場,就我國能源轉型與發展大計出謀劃策。
                              學術、研究機構領域同樣“群星”薈萃,共有中國石油化工集團公司副總經理、中國工程院院士曹耀峰、中國石油大學(華東)校長、中國科學院院士郝芳、中國石油化工集團公司原總工程師、中國工程院院士李陽、中國石油大學(北京)、中國科學院院院士高德利、西安交通大學電氣工程學院院長、中國工程院院士邱愛慈、中國石油勘探開發研究院副總工程師、中國工程院院士劉合、國家電網全球能源互聯網研究院有限公司院長、中國工程院院士湯廣福,共計7位兩院院士參加。
                              會上,來自中國工程院、中國科學院的兩院院士們就我國能源轉型發展的路徑、模式等熱點話題進行了專業的分享,為我國深入推進能源“四個革命,一個合作”方針路線,構建安全、高效的現代能源體系提供了極有價值的參考和借鑒。
                              曹耀峰:推動天然氣高質量發展是實現能源轉型升級的現實選擇

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                              會上,中國石油化工集團公司副總經理、中國工程院院士曹耀峰在“天然氣高質量發展與清潔能源新業態”分論壇上作了題為《普光氣田從安全高效開發到長周期持續穩產》的交流與分享。
                              曹耀峰表示,作為優質高效的清潔能源,加大天然氣的利用,推動天然氣的高質量發展,是推動能源革命向縱深發展,實現能源轉型升級的一個現實選擇。近年來我國石油天然氣對外依存度不斷攀升,隨著中美貿易摩擦升級,貿易保護主義抬頭,地緣政治更加復雜,所以說天然氣的供應形勢愈發嚴峻,制約著能源轉型升級的進程,當下我們各地都在落實總書記的指示,全面加大油氣勘探的力度。
                              中國工程院院士李陽:能源革命與油氣行業綠色低碳發展
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                              中國石油化工集團公司原總工程師 中國工程院院士李陽在“天然氣高質量發展與清潔能源新業態”分論壇上,就《能源革命與油氣行業綠色低碳發展》這一主題與現場嘉賓進行了交流和分享。
                              李陽表示, 2014年6月習近平總書記在中央領導小組第六次會議上提出了我國能源發展“四個革命、一個合作”的戰略思想,在能源革命戰略的推進下,這對解決我國能源和環境雙重制約這一難題起到了非常好的推動作用,同時也推動了能源轉型,實現了高質量發展。從具體實施來說,大概有三個階段:也就是2020年,2030年和2050年,但到2050年應該是我們非化石能源和化石能源有可能形成平分天下的格局。
                              十九大報告進一步指出推進能源生產和消費革命的關鍵是建立清潔低碳安全高效的能源體系,從這個能源體系的圖上來看,通過構建這個體系來實現氣候、國家安全、資源整合的統籌協調。在能源革命戰略的推動下,我們也見到了非常好的效果,一是推動新能源的技術進步,我們國家的新能源在全球范圍來說,其風能和太陽能的裝機規模最大,投資也是最多。從技術上看,現在成本大幅度下降,技術進步了。這里引用了國際可再生能源機構的數據,自2010年起七年間可再生能源的發電成本大幅度減少,全球太陽能發電成本下降73%、陸上風力發電成本下降23%,這個成本的下降促進了可再生能源發電的快速發展。2025年風電和光電的成本要低于現在煤電的成本。
                              技術的進步也推進了能源結構的調整,當然在相當長的時間內化石能源仍然是主導地位。能源革命也為應對氣候變化注入了活力,現在大家也形成了共識,全球二氧化碳濃度在不斷上升,溫度也在不斷上升,聯合國氣候大會有一個比較公認的數據,現在全球平均溫度上升已經到了一度,最近西班牙馬德里的聯合國氣候大會也在討論這個問題,這次的氣候大會把碳減排、數字化和新興就業作為一個主題。對于碳減排,我們國家做出了鄭重承諾,實際情況是到了2018年我們提前達到了2020年的碳減排的目標,這是能源革命推動的結果。
                              目前,能源和環境的約束依然存在,對油氣行業來說,有三個方面的責任:一是保障國家的油氣安全供給,二是綠色低碳發展,三是高效可持續的發展。這里面油氣消費預測還要繼續增長,到2030年有可能達到峰值,但這個峰值也要到6.6億或者7億噸左右。這里面從供求來說,主要是交通用油和化工原料用油,這樣占到石油總需求70%~78%,并且從增長幅度來看也主要增長在這兩個方面。對于天然氣,我們現在進入了一個快速增長時期,這次大會也是以能源轉型作為主題,天然氣在整個能源轉型中具有重要的地位。雖然我國天然氣行業起步比較晚,但發展比較快,從2004年進入快速發展期,現在年均增速達到14.5%,但如果按照能源結構調整的需求來說,可能我們的數量還會繼續增加,這是一個形勢。
                              從國內的生產情況來看,我們所面臨的挑戰是怎么保障國內原油產量2億噸的同時還要保障天然氣的快速發展。從保障國家2億噸產量來說也需要我們技術的進步,天然氣產量現在還是一個持續增長的過程,我們預計未來有可能會達到3000~3500億方。全球生產面臨的矛盾,一是穩定的油氣供應與資源劣質化的矛盾;二是老油田的設施老化與安全環保的矛盾,特別是東北油田,已經開采了幾十年,設備比較差,就會存在安全和環保的風險;三是綠色低碳與協調持續發展的矛盾,污水帶來的泥沙、污油泥也會越來越多,這樣會給低碳、協調發展帶來挑戰。
                              對于綠色低碳發展來說,大家已經形成了共識,特別是各個油公司也在全面開展這方面的工作,我把幾項工作和發展的方向給在座的各位做個交流。一是加快天然氣的發展,大家說現在都在加快天然氣的發展,天然氣為什么要發展呢?剛才說了能源轉型中它具有重要的地位,主要是低碳屬性,它的碳排放量比石油、煤都少。第二是燃燒之后不會產生任何殘留物,這就是天然氣的優勢。另外中國天然氣資源也比較豐富,處于快速的發展階段。對于天然氣的發展階段來講,現在是推進的儲氣庫建設的重要時期,當前我國儲氣庫建設與世界平均水平差距較大,去年儲氣庫的能力大概在3.4%,全球是平均11%?,F在這幾年應當加速推進,實際項目推進來看,到了明年就會形成工作期的150億方的能力,從這個數據來看我國儲氣庫建設發展還是非??斓?。
                              天然氣的增長領域來說,深層天然氣這一塊發展非???,潛力也非常大,另外我們的待探明儲量也是比較多。第二是頁巖氣,頁巖氣特別是深層和常壓頁巖氣,昨天我參加了一個資源新一輪的評價會議,從初步結果來看,深層頁巖氣大概能占到2/3甚至還要多一點,將來我們頁巖氣的發展目標會放在深層頁巖氣的有效開發上,當然還有常壓頁巖氣的有效開發。
                              第二個方面是發展微生物柴油技術,微生物柴油技術在油廠中已經廣泛應用,除了在油廠的應用,還有在污水處理、土壤修復中的應用。目前整體來看微生物柴油技術是綠色的技術。就整體區塊的應用情況來看,大慶、勝利、大港、克拉瑪依都在開展這些工作,產生了非常好的前景。同時污水處理這項技術已經非常成熟,處理效果也非常好。
                              第三個是CCUS和EOR技術,單純二氧化碳領域來說,北美技術是非常成熟的,因為他們的土層天然具備這樣的條件,我們CCUS的發展還要補足二氧化碳的相關技術,我們從方案到機理到經濟效益評價和優化,這方面都具備了現場實驗的技術。當然隨著技術的需要這個可以進行現場實驗,當然石油方面這項技術也是非常成熟的。但現在國家可能缺乏相應政策,怎么頂層設計一下,進行優化,解決目前一些環保問題,具非常重要的意義。
                              第四個方面,在油田過程中預測開發,預測開發的核心是什么?油、氣、水、電,熱氣怎么綜合利用,我們的油田主要是三個系統,開發系統、產量系統和綠色生產系統,實現這三個系統的正耦合,優化調整用能系統,循環利用,大幅度的降低生產能耗、污耗,減少排放?,F在我們普遍都建立了用能和供能這個耦合的優化模式,但是在具體環節問題上仍需進一步探討。
                              第五個方面,基于大數據和人工智能的智能油田的系統,我們國家數字油田已經過了二十年,從初期命名的話,1.0、2.0、3.0階段,1.0階段主要是資料的數字化階段,2.0階段進入計算機時代,現在正在往智能化時代發展,其核心通過生產運行的一體化,建立智能油田和智能地面控制來進一步的優化整個系統。當然關鍵環節,要真正解決泛在感知和協同優化,數字孿生油藏,逐漸進行修正,通過大數據的需要,逐漸完善數字油藏這個系統,最終是實現方案設計和生產的一體化。
                              中國科學院院士郝芳:油氣資源與科技創新
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                              中國石油大學(華東)校長、中國科學院院士郝芳在論壇上作了題為《油氣資源與科技創新》的主題分享。
                              郝芳表示,世界的能源轉型,主要是指油氣向新能源的轉型。這個轉型就有兩個,從油氣向新能源的轉型,可以分兩種情況。第一種情況,原來認為油氣的產量達到高峰,油氣資源逐漸枯竭,人類社會被迫由油氣時代向其它能源時代轉化,這是被動轉型。因為看到比較早的這種預測曲線,石油的峰值出現的都比較早。但由于頁巖革命明顯增大的油氣資源的總量,因此大大降低了被動型這樣能源的轉型,我們說石器時代的結束不是因為石頭沒有了,同樣的油氣向新能源轉型也可能不是由于油氣沒有的,而是新技術的進步,這是第二種主動轉型,主動轉型必須要有可靠、廉價的新能源技術,但這個轉型多快應該是仁者見仁智者見智。這是《科學》雜志給出的人類面臨的最具挑戰的難題,第24個題目,什么時間什么能源替代石油?還有一個問題,核聚變將最終成為未來的能源嗎?到現在這些問題都沒有得到答案。
                              奧巴馬時期是強烈發展新能源,但很多資本家用了很大資源投入新能源的,賠錢了,所以最后他又轉到了頁巖氣,這是新能源技術的進步,太陽能和風能技術進步非???,但它能夠在人類一次能源中占多大比例?確實是一個目前要思考的問題。因此,我們認為未來相當長的時間內,煤炭依然是中國一次能源的主題,而油氣在相當長的時間里仍然是決定中國能源安全的一個戰略資源。
                              郝芳稱,預計2035年,中國油氣增量最大的是最復雜陸上非常規的油氣,目前中國天然氣的基本構成,預測到2035年天然氣非常規和常規各占50%,由此可以看到未來油氣勘探的主體是非常規和更加復雜、勘探成本更高的領域,包括深層深水和極地。我們看到從國際來看深層深水北極是被認為非常重要的勘探,這樣一些地質條件越來越復雜,地表條件越來越復雜,氣候條件越來越惡劣的條件下,油氣的勘探開發取決于技術,這里給出了中國天然氣地質理論的進步和天然氣儲量的增長圖,可以看到是正相關。同時,我也給出人類歷史上技術的進步與石油產量的增量,第五次技術革命同樣要需要創新。
                              從油氣勘探開發的角度來講要有三個方面是非常重要的,地質理論的革新,探測技術的進步,開采技術的進步。這(后)兩個方面在科技部的主導下,應該說都制定了非常好的未來的發展計劃,實際上我可以給出一個例子,地質理論如何來推動油氣勘探開發。
                              郝芳指出,我們說一個非常重要的方面,要從全球視野看中國的油氣資源,頁巖革命的核心是頁巖在能源中發揮重要作用,而頁巖又是人類歷史上研究最薄弱的這樣一套巖石。特別是板塊構造,板塊構造也是20世紀自然科學最重大的進展,如何從板塊運動的角度來認識一個資源是我們需要解決的問題,特別是地球經過了一系列氣候變化,現在的海洋跟歷史海洋是不一樣的,必須從板塊運動、氣候變化、海洋演化、油氣資源消耗的角度來認識中國油氣資源,我認為這是一個我們未來降低勘探成本,更有效的預測油氣的一個非常重要的方面。
                              中科院院士高德利:推進我國頁巖革命的技術對策與建議
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                              會上,中國石油大學(北京)、中國科學院院院士高德利作了《鉆探技術對頁巖革命的對策與建議》的主題分享。
                              高德利表示,北美的頁巖革命,大家也公認了,剛才也說了,是一場技術革命,主要是鉆井壓力,大家都知道在原巖里面的油氣,原來剩下的殘渣沒有開采價值,結果后來發現量比常規的石油天然氣還要多,而且通過這樣一個技術革命把這些原來的石油天然氣經濟有效的開采出來,這就是頁巖革命,同時它有回報。當然頁巖革命再延伸一點,就是把那些難開采的,原來認為不可開采的石油天然氣就有望可以高效開采。剛才說了頁巖革命為美國的能源獨立奠定了堅實基礎。除了技術因素以外,還有其它的因素,我們國家有些方面,我們本來就是國有企業,這個沒什么問題,但對于我們小公司來說實現這個頁巖革命可能比較難,小公司有沒有勇氣實現中國的頁巖革命,當然中國的頁巖革命已經取得了進展,雖然還不夠理想。
                              高德利說,從全球來看,不光是中國,可供人類開發利用的油氣資源仍然是十分豐富的。但是以后全人類面臨的石油天然氣資源是難開采的,不是那么容易的,不像中東有個窟窿就往外冒,頁巖油氣難開采,可以說要長期面對這樣一個問題,可以說對技術前沿工程的依賴度越來越高,我們國家更需要這場革命,需要一個全面的頁面革命的大爆發。因為我們現在和美國相比,我們的產量還差的比較多,當然難開采還有其他的,今天就不說了。
                              高德利稱,實際上,要把這些原來不可開采的,難開采的石油天然氣資源給經濟有效的開采出來,高效的開采出來,說一千道一萬,也就是在一些約束條件下,你的投資有回報,就是這么一個道理。北美的頁巖革命告訴我們鉆井的壓力,當然它的鉆井壓力不是一般的壓力,它的水平鉆、定向鉆、目標鉆非常強。壓力也不是一般的壓力,是大型的體積型的壓力,要把土層壓碎,要把流動性很差的也流動起來,因為我們的石油天然氣的開采法是讓它流出來,通過高技術的工程改造變成流動性,要自己流出來,其實變成常規的油氣那樣,打個孔就出來,這個要求很高。為了達到這點,規模大、要求高,對環境方面的壓力也是非常大,恰恰現在在我們國家,環境保護的約束條件越來越強,這對我們油氣行業的壓力是很大的。所以說我們怎么在保護環境,同時要節約土地。我們山區老百姓的土地是很少的,以后還要生產幾十年,不光是鉆井壓力,投資生產那么長時間對企業來說是一個巨大的壓力,對我們降本增效也是一個巨大的壓力。我今天這個報告很重要的一個概念是在一個鉆采平臺上,鉆更多的井,控制更大的面積,少一點作業平臺,這個對企業也有好處,對后面的生產運營都會降本增效,當然這里面我們面臨著挑戰。
                              高德利指出,現在的頁巖氣國家級的示范區基本在四川盆地,我們都面臨這樣一個挑戰,盡管我們也取得了一些突破,我們也有超過一百億的產量,產能可能更高一些。但我們的技術、經濟指標,和北美尤其和美國相比還差的很遠,這個不是我說的,我們企業的老手在那調研回來之后說的,差別太大。那么以后,我們面臨的挑戰更大,因為剛才李院士也說了,深層頁巖氣的資源量占2/3,越來越深,過去一個井廠打四口、六口井,最多八口,我覺得還是比較少的,以后更深了,還要打多,怎么辦?這是一個巨大的挑戰。當然這個打多,從設計上,我們是顯而易見的,這里核心技術也是很清楚的,就是你的鉆井壓力,到底能打多遠、控制多大的面積,包括后續的壓力,這個壓力跟傳統的壓力不一樣,是交井前的壓力和完井壓力,這也是需要企業高度重視的。根據這個我提出了八個設計工程理念,實際上是地質工程市場一體化的解決方案,有一個短板存在都會影響很大,大家一起齊心協力,地質工程市場一體化來填補。然后就是壓力,這個壓力的學問很高,而且以后越來越深,你的壓力裝備是不是做的越來越大,你能不能做得出來,用起來是不是可靠,這里面值得思考。還有一個很重要,就是一趟鉆,現在因為我們的井都是不同的尺寸,井眼從大到小,一套鉆井就可以。這個要求是很高的,這個就是降本增效。如果做不好,盡管你把頁巖氣、頁巖油或者其它弄出來,但你成本很高,投資者沒有成效,賠錢的,也是沒用,所以打得準,打得快,打得遠,打的省??偠灾?,我覺得幾個方面都需要,當然了我們提高單井產量,提高最終的采收率,就是要給我們油氣一個通道,井型技術是很重要的,現在是水平井,我們的目標很復雜,就不細說了。這是一個復雜的油氣藏地質和油氣藏工程技術,這是很有學問的,如果你把目標選的準選的好,后面打不打得準是另外一個問題,這是最重要的第一步。當然我們的技術,很大程度上體現了一個國家的工業水平,材料、機電液一體化,盾構機被稱之為國之重機,我們這個小的旋轉導向工具,比那個還難,我們現在差距很大,實際上涉及到多學科,是挑戰一個國家的綜合工業水平,包括加工,精密材料、精細加工等等,測量控制,信息化、智能化,當然我們也一直很重視,從七五、八五,我這一輩子就一直在做,兩個國家一等獎??梢哉f我們的理論,我們2017年國外的技術評價,在世界上發表了SCA文章我們是世界第一的,我和基金委做了一個調查規劃,也是這樣的,但我們的技術差距仍然很大。比如我們的大位移井技術,這個很重要,但也是一個巨大的挑戰,我們這一方面的工作和發表的論文很多,也是高水平的,為什么能發?理論創新,但是怎么轉化成技術,轉化成公司作業的能力,恐怕還需要思考,我們的體制機制方面需要思考,這個不說了也是很復雜的問題,中國人的腦瓜還是勤于思考,創新能力還是比較強的。
                              全球作業能力當然也是有限的,也不是說所有國家都有能力滿足,美國也有唉聲嘆氣的地方,這是統計全球的,每個點都是創世界紀錄的一些井,把井口放在原點,橫軸是位移,縱軸是垂深,現在基本上12公里水平位移、12公里垂深,全世界的井也達不到一半,油氣也是這樣,鉆頭不到,油氣不冒,它是個必要條件,當然我們國家也還在進步。
                              高德利指出,測量信息化,整個國家儀器儀表應該說是個軟肋,都在加強,但是我們落地更難。落地難到什么程度?比如說我們的通訊,手機,上天很好,可電磁波一落地就不行了。我們現在的水鉆還是機械脈沖,我們希望測量的數據越來越多,幾何的、歷史的、地質的,可我們現在傳不上來,傳上來的量和質都非常慢,解決這個問題非常難,當然全世界也沒有解決很好。我帶著一幫學生,現在正在做,這些測距技術,這些年做的還不錯,但我們的傳感器精度還不夠,包括其他的加速度計這些。
                              高德利稱, 最后,我就說新時代,我們能源消費向著清潔綠色發展,石油和天然氣還是要分開的,石油還是個動態問題,我們第三次能源革命應該是向清潔綠色,天然氣當之無愧,這是毫無疑問的。推進頁巖革命,當然我們也需要頁巖油,頁巖油也是頁巖革命的對象,甚至可燃冰甚至其他的能源都需要,我們應該加快建設創建特別是山區,當然其它的丘陵、黃土塬可能都需要大型叢式水平井高效開發模式及其工程技術支撐體系,隨著信息材料、人工智能等相關學科的科技進步,我們肯定也要加大信息化智能化及自動化的方向。再一個是體制機制,特別是機制上,我們國家到現在還沒有一個大家都知道的技術服務公司,有競爭力的,我們必須得建立這樣一個公司,為什么?我們人多,我們人才也不少,我們人多人才優勢變成技術優勢,應該有競爭力的技術服務公司。
                              邱愛慈:多渠道保障油氣能源供應安全的思考
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                              西安交通大學電氣工程學院院長、中國工程院院士邱愛慈女士在“能源技術創新與產業新生態”分論壇上作了《多渠道保障油氣能源供應安全的思考》的主題分享。
                              邱愛慈表示,我國石油對外依賴度高達70%,進口來源比較集中,進口通道單一。多渠道尋求補充油氣資源的手段和方法勢在必行,我們認為有三個主要的渠道,從長遠看提高非常規油氣的采出程度是補充油氣資源的主渠道。提高已開油井的采出程度是補充油氣資源的重要補充渠道。從尋找替代資源看,開發清潔高效的富油煤是補充油氣資源的重要渠道。我們國家在863等國家項目的支持下,發展了以脈沖功率為基礎的可控沖擊波技術和設備,形成了三代可控沖擊波技術??煽貨_擊波技術的是幅值、沖量可控,作業區域可控,重復次數可控,可精準控制作業位置和作業強度,較低強度,多次多點均衡作業。而且很節能。
                              裝備組成有三部分,通過電能轉換成沖擊波,要能量轉換器,儲存和推送結構。我們研發了一套脈沖波能源驅動五種不同的能量轉換器。我們可控沖擊波的技術裝備,在非常規油氣的運用情況,也是我們能源對外依賴度主要的手段。美國由于多年技術發展和積累,完成了頁巖油和頁巖氣的開發能力,美國的油氣工藝出現了第二個春天,徹底改變了美國的安全形勢。明年美國可能會宣布能源獨立。深刻改變全球能源供給格局,LNG出口正在重塑全球天然氣貿易格局。水平井+體積壓裂,經過改造以后,單井產量下降很快,同時我們再進行水力壓裂二次改造的話,是存在很多問題的。所以缺少這種技術。
                              我國非常規油氣資源從頁巖氣、頁巖油、致密氣,儲量是很豐富,但是埋深大,壓力強,地表條件差,缺乏水資源,單井開發成本高。壓裂投產工藝復雜,費用高。大量壓裂液進入地層深部,污染儲層。井筒復雜,氣井后期作業難度大,從煤層氣來講,我國的資源很豐富,占全球資源量11.2%到13.7%,但是我們國內直井我們有1.8萬口,經水力壓裂措施后的煤層氣井,其中有近萬口是低產,甚至不產氣的直井,期待新技術。煤礦瓦斯開發現狀,目前采用的是密集鉆孔,穿層鉆孔抽采瓦斯。也需要新的技術。
                              我們可控沖擊波技術在非常規油氣中的應用。我們可控沖擊波技術在延長國家級陸相頁巖氣示范基地開展2口探井的現場試驗,實施作業后產量分別提高了130%和300%。我們通過測量說明沖擊波可以致裂油頁巖。隨著次數的增加,波出現變化,作用范圍可以達到20米。
                              下面講一下可控沖擊波在煤層氣開發中的應用;放一個視頻大家看一下;經過我們的作業效果可以提高到3000方。對于我們今后可控沖擊波我們有幾個設想,一個是可控沖擊波的技術與水力壓裂串聯工作,再進行水力壓裂,也可以同時負荷工作,更有利于降低成本。第二,可以用在水力壓裂以后,很難進行二次壓裂,我們用水力壓裂孔二次作業。頁巖油采用原位開采,用這種超臨界的氣體注入進去,更加容易開采。通過我們看到的礦井下面的作業情況,這是非常有效的。如果說這個技術進一步的發展,一旦突破了以后,將為我國非常規油氣開發提供新的技術途徑。
                              提高已開油井采出程度是重要補充。我國的常規油氣資源,到了2028年以前,我們儲存是可以的,但是我們采出程度很低,我們累計采油69.5億噸,采出程度17.4%,對天然氣來講,我們采出程度13.8%,老油井進一步提高它的產收率的話,發展的潛力是很大的。四大石油公司有30.9萬口井,我按照2018年統計,我們總共的產油量是1.89億噸,達到了我們2億噸的標準,單產在全國來講平均領先1.7噸,不算中海油的話,陸上的油田每天采油1.3噸,這些老井進入開發后期,低產低效井比例逐年升高。根據我們這樣的情況,我們有上百口的油水井進行作業,注水有效率達到85%,綜合油井和水井的效果,平均單井生產率可以提高到67%。按照這樣一個實驗的結果,我們預測一下,因為我們海油單井產量比較高,我們統計了中石油、中石化、延長石油這些油井,按照30、40、50%來看,對于我們延長石油單井可以提高50%,按照中石油和中石化的單井可以提高30%,這么預算的話,對于開采20%的油井年產可以達到800多萬噸。對于30%的作業可以超過1000萬噸,如果說我們的技術推廣應用以后,每年增加的產量是非??陀^的。對于降低我國石油對依賴度意義重大的。
                              講一下富油煤資源現狀,焦油產率在7—12%的低煤階煤炭資源,富油煤通過熱解,每噸煤可以得到10%左右的油。資源量這塊來說,富油煤資源豐富,僅陜西省資源總量就129億噸,其中油的資源量可達12.9億噸。利用現狀比較低,常規的開采技術浪費嚴重,嚴重污染,常規煤制油技術,資源轉化效率低。新技術富油煤高效提油新技術,引用CCSI的技術,以粉煤為原料,在9.5秒內獲得15%的優質中低溫煤焦油,CCSI技術在工程化層面同步實現了煤利用效率,能源轉化效率和煤炭附加值的最大化。因為新的集油技術跟傳統的有很大的優勢,首先碳利用效率提高16.2%,投資回收年限減少5.95年。噸油生產成本下降約45%,CO2排放強度下降42%,噸油煤耗下降約30%。我們計劃2020年以前,搞一個單系統的轉化原煤100萬噸,可以轉化為油氣45萬噸,到2020年的時候,可以把原煤提高大每年160萬噸的原煤,油氣總當量可以達到每年75萬噸。單系統的基礎上,希望能夠實現多系統的并聯運行。希望能夠在2027年的時候轉化煤的原料達到每年3300萬噸,油氣總產量達到1500萬噸。2030年以后,轉化原料煤一億噸一年以上,油氣總產量可以達到5000萬噸,可以造一個新的大慶。
                              可控沖擊波在富油煤中的作用是什么?可以破解多項難題,比如說弱化煤層、預裂頂煤、預裂夾矸等技術。煤的提油是加熱以后在地下開采出來的,這個也需要用我們可控沖擊波技術。最后講一下結論;從上面來看,我們可控沖擊波技術裝備,在常規石油開采和煤層氣開采中已經得到了成功應用,目前急需工程化的工程示范,如果盡快推廣應用的話,有望在2025年前使常規原油生產達到1000萬噸量級,煤層氣可以生產300億方??煽貨_擊波技術是CCSI富油煤提油技術的重要支撐,若能加大支持力度,進一步攻克工程化技術,實現工業化應用,可望在2030年建成并投產運行5000萬噸一年的煤提油工程??煽貨_擊波技術在非常規油氣開發中展示了誘人的前景,若能加大科研投入,從基礎理論、關鍵技術和裝備各方面加以突破,我們現在可沖擊波設備只能用在20兆帕以下的井下環境,頁巖油可能會達到50兆帕的環境,應該在這方面進行突破,從根本上改變我國油氣供應的安全問題。
                              中國工程院院士劉合:石油工程大數據技術創新與應用潛力
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                              中國石油勘探開發研究院副總工程師、中國工程院院士劉合在“能源技術創新與產業新生態”分論壇上作了《石油工程大數據技術創新與應用潛力》的主題分享。
                              劉合表示,我們整個中國石油的板塊是按照“六統一”的原則持續開展信息化建設,相繼建成90個項目。初期的建設都是20年前的事,我們的數據量不能說不大,我們1.7PB以上,油田數據動態數據和靜態數據是海量的,但是有一條這些數據的存儲模式和數據質量是需要有待于商榷的,數據大不等于大數據!
                              首先是數據孤島現象,沒有形成統一的及時更新的工程數據庫,也沒有行業內具有兼容和獨立的專門的咨詢公司對其進行分類管理和二次開發。這些模式就變成了孤島現象,目前企業既有橫向的條塊分割,也有縱向的條塊分割。需求不到位,標準不統一。數據孤島現象制約了工程一體化的深入應用,我們看到的數據源的開放程度和數據源加工能力和交換水平都不夠,概念大于實際應用成分。
                              效率降低也是顯而易見的,我們常常是重復簡單的資料收集,我們的地震數據由于它的多點性我們開發探測過程中都有數據,你去修改原始數據是基本不可能的。建立高效的一體化平臺十分重要,大數據并不在于大,而在于有用。
                              第一,我們要充分利用現有的數據資源;第二,要以油氣藏為核心布局各項工作;第三,要實現參數交互優化,行業相互推進;第四,要為不同專業和部門溝通搭橋。第五,記錄過程,積累經驗傳承知識,事半功倍。這件事對傳統大型的綜合性企業來說很難做到。我們想怎么做呢?以油田勘探開發油藏評價的業務為對象,依托現有的數據庫,專業軟件和展示平臺,通過全生命周期精細化管理與考評,實現各種數據的圖形化展示與對比分析,有效支撐項目研究中地震、地質、開發油藏等問題。
                              這是我們便捷合理的業務流程串聯勘探開發工作,穿透部門邊界。因為管理的體制和機制不一樣,管理的人不一樣,所以想法不一樣。洞察的數據從工程開發勘探的數據還是很難實現的事,這必須是一把手工程,大家真正的制定一套數據管理模式,才能實現數據的真正的穿透??上驳氖侵袊徒鼛啄暝谠破脚_上做了很多的工作,我們剛剛發布的夢想云平臺,對這個有一定的促進作用,因為這個平臺加工的數據也好,一系列的應用模式也好,概念上比較多,真正和實際的應用和接觸還需要很多的工作量去做。細化到每一個專業上,這個工作量是巨大的。這就是我們現在的數據存儲的管理機制。下面怎么樣跨區域的數據共享?還需要我們很多細節上的問題來等待解決。
                              數據標準體系建設是至關重要的,所有數據質量必須要標準的控制,我們要制定出一套完整的標準,這樣才能把數據源抓住,數據質量抓住。第二大問題,數據質量問題,大家都知道這是全世界通信的問題,歷史上的體制和機制存在的問題,包括考核數據的要求等,這些問題都嚴格的控制了數據質量的水平和精準性。我們傳統的工藝技術對于我們傳統的數據采集和錄用也存在這個問題。數據質量的管控必須加強源頭治理,現在看我們的數據不能光靠人為因素,一定要加強對物聯網和數據實際采集,真實的數據采集我們認為這是最重要的,數據采集首先要采集的不是光靠地面,其實我們搞石油的人都知道,是注產平衡系統,注產是相對的,光靠地面上數據是解決不了的。油藏的數據都解決不了,地面做的再花花,降不了成本也不能減少投資。增加的硬件投資只能增加投資,增加培訓運營成本!這是非常致命的!我們要考慮地下的情況,所以地面要疏通地下。
                              數據的采集真實和準確性,地下的數據采集真實才能知道地面的工作。我們把數據采集系統和錄用標準提升上來。另外是數據入庫標準,這些數據入庫是多點性的,后期不斷的反復的鉆井,測井和開發,油藏建模的過程中,對于前端的數據,包括核心的數據,都是需要不斷的反復認證,要追回到原始數據里,誰來評價這些數據?就需要我們建立數據標準規范,這是至關重要的。
                              第三,對我們數據的流通過程中,包括現在的區塊鏈,包括我們的數據質量保障體系,都需要我們去做,現在的石油數據都是分塊存儲,各個系統不一致。
                              打破數據孤島,促進一體化數據融合。這些流程需要我們不斷的認識,不斷的深化,不斷的糾錯,這些功能才能實現我們在工藝油藏和整體認識形成核心的數據源。我們提高數據使用效率,不是從頭到尾全都把關,核實,這是發展方向,目前來看這種體制的機制下,成本控制下我們還做不到,我們要建立一個數據的流程,這些核心的數據有多少?這些數據要搞準了,對我們整個的流程來說就提高了準確率。我們想分五步走。我們充分利用現有的資源,結合數字化建設進程,現有數據庫建設為基礎,以一體化示范項目為載體,逐步建設大數據系統和一體化支持及協同指揮環境。這些數據我們可以把核心數據掌握到手,這樣我們做的過程中就能夠逐漸的修正和完善,把我們的數據流程修正到最合理,把我們的數據結構修正到最合理,因為我們的動態數據質量是存在很大的問題,所以我們在數據實施的過程中找一個新的區塊,從建設初期對數據的質量、管控就有嚴格的要求,這樣我們才能把一體化的流程真正的實施起來。我們在老油田管理過程中真正實施一體化是很難的,對新油田,我們目前的技術和能力是可以實施的。
                              第四,智能油藏管理,可行的技術路線和“價值”,我們現在傳感器,通信系統等都能做到。這是從數據評價方面開始,生產方面的驗證再優化,有效的迭代,油藏管理是我們的核心,從地面、地下,沒有精準的油藏管理模型,你所有的產能預測,和單點控制都只能是成本上的浪費,和我們所說的投資上的浪費。這是我們采取金字塔的方式,把我們的實時采集的數據在我們的體制上進行完善和不斷的發展?,F在我們必須要結合一套先進的注采技術,首先解決井筒數據的采集問題,這是注采數據智慧化管理。一個注,一個采,這樣才能把地面的問題解決。
                              這個是我們智能油藏管理的具體實施,把兩端的井口問題解決掉,這樣才使得我們通過數據的采集送到我們的指揮中心,通過指揮中心與現在的數字模擬和配產配注的技術方案組合在一起,才能實現我們真正的油藏智能化管理。實現真正的動態管理。我們首先是解決“注”方面的數據管理,第四代注水技術,能夠實時的采集和錄取我們現在所說的分層數據,分層壓力包括我們的流量,這樣為我們整個的工作提供依據。這是我們的核心數據。
                              數據資源化,如何描繪和制定標準政府的大數據和企業大數據和個人大數據等方面的關系!第二,數據的安全和質量,我們都在喊怎么去做?需要我們方方面面去做,還得是政府主導為基礎。第三,數據與工程管理相融合成為核心競爭力,除了技術問題,管理是最重要的。
                              湯廣福:能源互聯網支撐能源轉型的關鍵技術問題
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                              國家電網全球能源互聯網研究院有限公司院長、中國工程院院士湯廣福在“能源互聯網創新與產業新業態”分論壇上作了《能源互聯網支撐能源轉型的關鍵技術問題》主題報告分享。
                              湯廣福表示,能源轉型,現在生產總量37億噸,消費總量46億噸,能源對外依存度20%,石油70%,天然氣45%,煤不到10%,總的20%,這是對外依存度,這是能源現狀。2035年的目標,產量控制在47億噸標準煤,消費總量57億噸,化石能源有望從85.6%降到75%、73%。非化石能源到底怎么發展?政府想推動能源加速轉型。加速轉型已經達成共識了,清潔化、綠色轉型。2030年,清潔能源發電總成本低于化石能源,現在光伏、風電平價上網,現在光伏風電平價上網還是質量比較次的,后面會說到,還希望更高質量的光伏和風電真正能夠具備自主運行的發電企業。所以老天爺似乎給我們的清潔能源總量,全球開發萬分之幾夠全球人使用了,關鍵怎么實現可控,這個是關鍵。
                              我們看看裝機19億,可再生能源38%,這是含水的,發電量是26.7%,這是到2018年底,今年的數沒出來,到2030年人均電量是韓國的60%,美國的38%,人均用電量,人們生活還在改善,用電量還在持續增加,到2035年保守估計10萬億,裝機到30億千瓦,我們還有11億千瓦,這是基本的保守目標。10億千瓦,有碳減排的約束,基本上碳減排火電維持小幅增長,核電絕對值仍然很小,即使到1.6億裝機,政府還是謹慎發展,安全第一。我們的水電到3.5到5.3億,現在看來電價各方面,梯級水電站開發不具備經濟性,能看得見的就是風光,最好的和其他可再生能源,未來裝機主要靠風光,我們駕馭它挺難。能源轉型的目標,到2050年,我們一次能源非化石能源占比超過50%,現在整個速度非???,壓力很大。
                              這是能源的生產,能源的消費側,最大的電能替代,對中國而言,能源安全、能源對外依存度,能源替代一定要走在發達國家前面,否則我們國家各方面都很難,能源替代,電能替代2050年到50%,原來是40%,現在加速推動供電環節的電能替代。用戶最大的變化是電動汽車,2030年保守估計汽車工業協會是8000萬輛電動汽車,如果都是特斯拉等效電容80億度,到2030年每天的日均用電量240億度,它占了四分之一,除了空調負荷之外,電動汽車負荷這么大的當量是整個對電網的沖擊很大,發電側是風光為主,10億主要靠它,用戶側又除了空調又增加了一個巨大無比的電動汽車到中國這個市場。
                              所以電網加在中間面臨挑戰,2030年風電裝機超過10億千瓦,現在3.5億,控制到5%以下,所以這個壓力能不能轉成功,實際上可再生能源消納。我們國家能源轉型最大問題是上午講的靈活電源沒有,最好的華北地區靈活電源0.8%,歐洲國家,德國最低15%,英國40%左右,他們能源轉型最大是天然氣這種發電,一分鐘能起停補償可再生能源的波動的我們國家沒有,靈活電源也很有限,中國能源轉型帶來的巨大問題,很難。所以源網荷儲的挑戰很難,兩面夾擊,互動用戶比較弱,老百姓沒有電的獲得感。還有技術支撐很薄弱,電力市場沒有放開,這后面都需要說到。
                              第五個方面的挑戰,電力汽車改革帶來的挑戰,放開兩頭,監管中間。電力體制,我們國家電網怕被管道化,主動變革,防止被革命,所以能源的轉型,清潔能源是關鍵、風光是關鍵、電網是核心,能不能把風光駕馭住送到千家萬戶是核心,能不能轉成功,電網就變成尤其重要的核心環節。
                              下面是能源互聯網,我們屬于國家電網公司下屬研究院,提出了泛在電力物聯網、智能電網兩個電網,八方面的技術,簡單跟大家說一下,我認為這八個方面都是未來重要的能源轉型加大攻關力度支持的方向。一個智能電網方面高比例可再生能源的消納和調控的問題,第二個是源網荷平衡的,多元用戶互動,用戶互動比較弱,技術支撐這方面的技術??稍偕茉床⒕W調控,一個是發電功率預測,俗稱天氣預報,據說國家電網公司做的比氣象局做得還準,現在85%,但是不行,將來要做到日均一天到90%以上,每天到95%,解決氣風氣光,光這個預測還不行。常規發電和我們風光發電集群的協調控制,這是將來要推動靈活電源建設、火電技術改造、風光水火的聯合運行等等這方面的技術都要進行投入儲能能源轉化說得比較多,現在主要是價格的問題,一方面價格太低、另一方面儲能還沒有降小區。第四個并網的主動支撐和運營,國家電網公司做了大量的準備,我們在各方面完成了很多示范,將來可再生能源不能像現在這樣,可再生能源要求具備自主運行的能力,也就是具備自主的慣量能力,各方面同步能力等等,將來可再生能源發電成本還要進一步的優化,要提高它的并網質量,這是可再生能源并網調控四個方面。
                              第二個電網柔性互聯及安全運行,一個是大電網再造和仿真,國家電網公司做到世界頂級水平,最高電壓等級,最大的電網駕馭者,沒有安全穩定的問題,所以做得很厲害。但是隨著新能源的融入,電力電子化,所有的基礎理論全部要再造,仿真要再造,這方面需要進行基礎理論方面的變革,  未來的電網到底怎么駕馭,未來電子化都是非線性的,怎么駕馭這些電網。第二個是智能調度技術,現在調度是大電廠和電網之間,電網和大用戶之間進行調度遠遠不夠,將來的調度進入泛在互聯網、泛在云的概念,互聯網整個云計算、大數據、人工智能,我們讓虛擬電廠,所有的風電廠和大用戶之間全網參與調度,也就是說西部晚上不要棄風了,晚上開工、白天不開工,全年度的參與,整個電力市場要打開,這方面政府也在推。第三個和第四個柔性交直流通電有一些案例,我們的電網100多年前是剛性電網,銅鐵鋁的,很不靈活、很不柔性,國家電網公司做了大量的示范,就是讓我們的剛性電網變得更加靈活、更加柔性,能夠接納更高比例的可再生能源,提升可再生能源的接納,一條線路增加一倍到兩倍原來的輸送能量,增加可控,2007、2004年做了可控示范,統一潮流示范器在江蘇、南京和上海做了幾個示范,對常規的交流電力系統,所有參數的綜合調節,現在占地大,損耗大、投資大、運行復雜,你不喜歡它還不行,將來改造成柔性的,不喜歡它也得用,這是面臨能源轉型的現狀。直流,我們國家幾千供電能源分布的特點決定了未來的十幾二十年還有西電東送的規模,10億的裝機,中東部可再生能源還不夠,還需要海上的風電。特高壓直流,一條現在到一千萬,一千萬相當于最高負荷接近一半,可靠性要求特別高。所以在這一塊建設了30個直流和特高壓直流工程,后面還在繼續加速。
                              西電東送還在繼續支持,第二個是柔性直流,這個是非常好的技術,它理論上可以接納不存在氣風氣光的問題,但是它有各種各樣的優勢把電力系統的參數進行調節。這個名字是我取的,在中國納入了電網,建設樂觀這么多的工程,2011年開始建,越建規模越大,世界上最高的已經投入運行半年,南網,國網上升到800,這是廈門的柔性直流,相當于四條220千伏的,主要是整個的隧道資源緊張。所以這是非常好的。這是諭鄂背靠背,全國一張網,有優勢又能隔開。我們又解決了直流開斷的問題,被譽為百年難題的200千伏,最終在張北做了冬奧會的示范的國家電網公司投資100多億,張北和康寶兩個完全通過豐寧抽水蓄能送到昌平,這個工程極具示范意義,國家項目研發投了1個多億,我牽頭作為項目負責人來做的,現在在現場已經安裝完了,明年1月份投運,這是在做的試驗,這些應該來說就是百分之百的綠色能源能夠送北京。
                              第三個技術多元用戶供需互動與能效提升,源網荷友好互動,綜合能源與智能用電,校長已經說了,現在電表不智能,我們國家電網公司把電費收上來了,我們希望老百姓參與能源轉型,我們區長大人支持能源轉型,我買風電、水電,廣義的風電能源比常規電價高一毛錢,將來讓老百姓參與能源互動,德國的能源轉型高素質、高水平在支持能源轉型。但是能源轉型是要有代價的,我覺得電價必須往上走,要考慮這方面。車聯網技術前面說了,沒有車聯網我們要給電網增加多四分之一的重資產,不太現實。電力市場這方面要打開,不打開不行,想推現貨市場?;A支撐不說了,電工、材料、大功率器件、電力芯片、人工智能,全網調度、人工智能調度,人工智能維修,大功率器件張北工程是ABB供的,對我們國家是卡脖子,我們要有專門的一條中試線在國家電網公司投入做,北京市政府支持,未來都在支持我們。
                              簡單說一下,我們現在提出泛在互聯網,是一張虛擬的網,智能電網是一張實體的網,很讓大家模糊,我現在說說兩張網的關系。怎么解決感知能力,智能傳感和智能終端,融合創新物聯平臺怎么開放,都打開了,電網安全怎么辦?實際上智能傳感,國家電網公司傳感做得最不好,電網公司做得傳感不行,不像航空航天石油領域、能源其他領域,包括空天等等一系列,我們的傳感這一塊基本上全部依賴集成或者依賴國家,國家電網公司四個多月前在我們這里成立一個電力傳感技術研究院,要加強攻關,要泛在。智能終端就是智能電表,怎么打通最后一公里讓寬帶進入家庭,讓老百姓全部來參與電網的互動,支持能源轉型,這是全民的事兒,光靠電網公司一家不行,我們能源發電所有的能源行業都得參加,全民參與。電信網架結構很簡單,我們現在的網架結構國家電網公司給牌照就是電信企業,這個不行,將來全網打通之后網架結構光傳輸網的主干網架的容量還要提升,最后接入到家庭電信無線載波和5G所有無人變電站都得融入進來,智能終端要廣泛的覆蓋支持虛擬網,來保證電網的融入。
                              物聯平臺這一塊,大家都說技術怎么放開,電網公司怎么像阿里巴巴、騰訊一樣在這塊建一個公共平臺,讓整個平臺業務和數據開放共享,讓全民能夠參與,現在新增數點和電網一樣等同了,先進計算,包括圖計算以及深度人工智能算法都需要在這方面進行支撐。信息安全,這就很簡單,上億個用戶,虛擬電廠大用戶,家庭既是消費者,光伏又送到電網,信息要安全,邊界打開了,信息安全的技術防護有三道防線,所有參與電網的都要接受約束,同時漏洞挖掘、智能防御各種各樣的,現在國家電網公司在我們院還有一個防御部隊,整個這一塊每月都有黑客攻擊,電網保證安全的的確確國網有一個部隊在支撐。
                              說一下展望,能源互聯網更多的是解決可再生能源消納,電網安全可控,然后多能互補,實現了新型供需協調,讓老百姓有獲得感。所以智能電網有泛在物聯網的關系,通過信息感知、要素互聯、云端服務讓這張泛在網和智能電網緊密結合,泛在電力物聯網是智能電網更加智能,接納更高比例的可再生能源,實業能源轉型呼應能源革命的重大戰略。泛在電力物聯網是天然壟斷性的電網公司更加開放,讓老百姓有獲得感。所以能源互聯網會帶來電網技術和生產模式的變革,智能電網和電力物聯網是相輔相成的,融合發展,共同構成三流合一的能源互聯網,形成強大的價值創造平臺,為電網運行業務大幅提高促進能源轉型。
                              注:本文系能源新聞網整理自上述嘉賓在2019全球能源大轉型高層論壇發言文字實錄,未經本人審閱。

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