編者按:挪威政府近期資助了壹項研究,嘗試將油藏建模技術引入醫學領域,以改善醫生對核磁***振成像結果的理解;最初為開展油氣勘探而開發的無纜地震儀現已成為地震學家的新工具;國際海洋工程公司是油氣行業潛水作業的先驅,35年來壹直向美國國家航空航天局的載人航天計劃提供專利技術;2013年,好奇號火星探測器利用沖擊鉆井技術在火星上鉆了第壹口井,帶來壹個重大發現,即火星上的地化條件曾經能維持生命……油氣行業的技術輸出所做的貢獻令人嘆為觀止。
說起吸收借鑒行業外的技術,油氣行業從上遊到下遊,“拿來主義”實踐數不勝數。如物探中利用衛星遙感技術、鉆井液利用納米技術、三次采油利用聚合物技術等。然而,伴隨著石油行業對“舶來技術”的逐步深入研究及應用,這些技術進壹步“反哺”其他行業的潛力也逐步體現,實現技術引入和技術輸出同步發展。
當然,這種技術輸出不局限於“舶來技術”,也包括石油行業的“原生技術”。
石油行業與醫學
油藏建模技術在現代油氣行業已成功應用了30多年,理所當然被認為是油氣行業特有的壹項技術。挪威政府近期資助了壹項研究,嘗試將該技術引入醫學領域,以改善醫生對核磁***振成像結果的理解,從而挽救生命。
研究專家認為,油藏建模技術可以增強我們對核磁***振成像結果的認識。這個想法是基於人類大腦和油藏之間的相似性,因為兩者都是雙重孔隙介質,研究人員認為,石油行業的油藏建模技術可能為醫學界帶來突破。該項目耗資110萬美元,由斯塔萬格國際研究所牽頭,其在油藏建模方面有20多年的經驗。這種油氣行業和醫學的跨界應用源於“Pumps and Pipes”組織,這是壹個成立於美國休斯敦的國際技術專家組織,宗旨是 探索 油氣行業和醫療行業之間的協同增效模式。
光纖技術也已存在數十年,並被認為是世界通信網絡的核心。在相當長壹段時間內,油氣行業使用光纖技術監測油井生產動態,如壓力變化等。
總部設在加拿大魁北克的Opsens公司是最早進行光纖技術研究的公司之壹,最近其改進了光纖傳感器,可運用於人體內部。目前醫用版的光纖技術已被批準在影響心臟功能的動脈內進行血壓測量,可幫助醫生快速評估血管堵塞的嚴重程度,從而判斷是否需要血管成型術或小型的侵入性治療。
石油行業與地球科學
20世紀70年代,隨著數字有線遙測地震儀的發展,無纜地震儀應運而生,大致分為自主式節點地震儀和無線地震儀兩類。而最初為開展油氣勘探而開發的無纜地震儀現已成為地震學家的新工具。其“無纜”特點簡化了地震監測的後勤保障(不需要運輸或埋設電纜),並且可以對大片地震活躍區域壹次性開展數周的監測。
2014年的壹項地震研究使用了900多個無纜地震節點,監測美國華盛頓的聖海倫斯火山的地震情況。研究人員表示,節點陣列將地震監測效率提高了兩個數量級。
二戰期間,美國發明了航磁測量來搜索潛艇。事實上,科學家在二戰結束前就已意識到其地球物理價值。1946年 ,航磁測量首次應用於油氣行業,用來評估阿拉斯加北坡的石油地質儲量。隨後,作為前沿的勘探工具,油氣公司將這項技術進行升級,並由此取得壹些重大發現,其中包括壹次對古生物學產生重大影響的發現。1978年,墨西哥國家石油公司在近海開展航磁測量時首次發現了著名的希克蘇魯伯隕石坑,直徑達93英裏,是由直徑50英裏的小行星或彗星撞擊形成的。基於這次發現,古生物學家首次提出6550萬年前的恐龍大滅絕正是由於這次撞擊造成的。
遙控潛水器(ROV)的早期研究工作也是由富有想象力的軍事學家提出的,但真正達到作業級的遙控潛水器還應歸功於石油行業。20世紀70年代,石油行業推動遙控潛水器真正實現作業應用,為其配備了機械臂,也被稱為操縱器。與以往的遙控潛水器相比,除了簡單的觀察海底環境,還可以開展很多工作,如水下打撈、水下施工等。
科研人員隨後看到工作級遙控潛水器的潛力,多年來他們壹直將其用於搜索沈船和發現新海洋物種。SERPENT項目就是該技術轉移的最好例子。SERPENT是海洋學家與包括BP、殼牌、雪佛龍和巴西國家石油公司在內的能源公司的壹個合作項目。利用油氣公司提供的遙控潛水器,科學家能對深海進行更細致的探測。2002年以來,SERPENT項目已開展了100多項深海海洋生物研究工作,其中大部分是在鉆井船或海洋石油生產設施上進行的。
石油行業與航空航天
鑒於潛入深海和太空 探索 都面臨高壓等相似的環境因素,石油行業的深海技術也被應用於航空航天 探索 。
在遙控潛水器出現前,油氣行業只能通過人工深潛海底的方式來安裝或修理水下設備,所以油氣行業在人工深潛方面有豐富的經驗和技術。國際海洋工程公司是油氣行業潛水作業的先驅,35年來壹直向美國國家航空航天局的載人航天計劃提供專利技術。
兩者之間的合作始於美國國家航空航天局借鑒國際海洋工程公司的高壓潛水服原理,為載人航天計劃制作航天服,而該公司最主要的貢獻是為航天服開發了壹套泄漏檢測系統。另外,該公司還為美國國家航空航天局位於休斯敦的中性浮力實驗室提供日常運營和維護工作。這個實驗室是用於模擬太空失重環境下的水下訓練設施,宇航員可以在那裏模擬太空艙外活動,其目前是包括國際空間站艙段組裝、太空行走等在內的所有美國現代太空任務的基石。
遠在3400萬英裏之外的火星也有油氣行業技術應用於太空 探索 的成功案例。2013年,好奇號火星探測器利用沖擊鉆井技術在這顆紅色行星上鉆了第壹口井,雖然總深度僅2.5英寸,但這次鉆探行動帶來壹個重大發現,即火星上的地化條件曾經能維持生命。
為了更深入了解火星上是否真有生命存在過,美國國家航空航天局可能需要在後續的載人任務中鉆更深的井,而這就需要更強大的鉆井系統,將油氣行業現有的商業技術進行改進或小型化,可能用到的技術還包括高壓井下流體取樣、井孔成像、現場流體分析、連續油管和防噴器等。
石油行業與可再生和可持續能源
長期以來,地熱資源的開發過程和油田的勘探開發生產過程是類似的,從最初的勘探、鉆井、完井,壹直到最終的生產。壹般來說,目的層的水源或巖石的溫度越高,地熱井的熱能也就越高,涉及壹些高溫地熱項目的開發利用時,普通的鉆完井體系難以達到施工要求,需要借助油氣行業先進的高溫高壓鉆完井工藝和技術體系。
以地熱王國冰島的壹個地熱項目為例,由於目的層溫度太高,傳統穿透及泥漿體系經受不住高溫而導致作業失敗。2017年,項目組利用油服公司貝克休斯專門設計的鉆頭和泥漿體系成功鉆探第二口井,這種新的鉆完井體系極限工作溫度高達299攝氏度,這是普通井下設備額定值的兩倍。項目組計劃今年鉆第三口井,這次鉆井將測試隨鉆測量設備的適用性,如果成功可將現有地熱井的能效提高5～10倍。
油氣行業跨界融合的還有二氧化碳捕集和應用領域。二氧化碳的捕集有利於減少全球碳排放量,但如何處置二氧化碳是個大問題。石油人的做法是,將二氧化碳註入幾千米的地下驅油來提高采收率。國內外各大石油公司目前在該領域持續投資,從註入系統到建模軟件,工程師研發出的二氧化碳捕集和存儲所需的許多技術越來越成熟。深埋地下的油氣資源曾開創過壹個豐沛而廉價的能源時代,但伴隨著老油田的逐漸枯竭,地下儲層的空間可被重新利用來存儲二氧化碳,又為環保產業提供了新的思路和方案。
目前,石油勘探開發生產相關的技術輸出已涵蓋地球與生命科學、太空 探索 和可再生能源等,或許未來大量石油公司、油服公司、油田裝備制造企業依托過去積累的 科技 成果會實現華麗轉身,進入惠及民生的各個領域。
來源: 中國石油新聞中心