2014年年中国际油价下跌以来,为了适应低油价形势,削减资本支出、提高资金效率、降低人工费用是石油公司普遍采用的应对手段。然而,随着时间的推移,这些常规性措施带来的边际效应逐渐降低,国际石油公司纷纷瞄准技术创新,寄希望通过内部的技术进步以降本增效结合外部资产优化以提高资产质量来不断拉低公司整体资产的盈亏平衡成本,不仅实现低油价下的生存,同时利用低油价时期获取竞争优势。

  石油公司的技术创新策略取得了积极成效,北美页岩油气效果尤为明显。从2014年年底到2016年年底短短两年时间,北美陆上非常规钻井成本降低了38%,完井成本降低了40%。北美页岩油气盈亏平衡成本从2014年油价开始下跌时的每桶70美元降低到目前的40至50美元之间,并使得页岩油经受住欧佩克低成本原油大量供应市场的残酷竞争,顽强生存下来。国际大石油公司擅长的大规模、长周期、投资强度高的深水项目经过一系列的技术创新措施,盈亏平衡成本也不断拉低,愈来愈有竞争力。比如BP在墨西哥湾的Maddog项目,成本已从原来的每桶85至95美元降低至目前的45美元。即使适应能力最差的油砂,其相对优质的油砂项目成本已接近50美元/桶。根据伍德麦肯锡2017年的分析数据,国际大石油公司今明两年的现金流平衡油价为55美元/桶左右,而这一数据在2016年则高达90美元/桶。

制图:杨娜

  国际石油公司依靠技术创新取得了积极效果,地震勘探、钻井工程、非常规、深海油气勘探开发技术等传统领域仍然是石油行业技术进步和创新的主战场。在各个细分领域,油气行业技术进步都取得了重大的进展。如地震勘探技术方面,各向异性反演成像技术能够提供准确的致密储层各向异性的大小、方向、断裂密度和岩石脆性,以更好地实施水力压裂,获取最佳的压裂效果。软件帮助时移地震解释技术提供了一个完全集成的地位地震数据分析的环境。Paradigm在地震数据处理和成像程序方面引入了可视化剧院描述勘探开发工作流程技术。在非常规工程技术方面,丛式水平井及工厂化作业、连续管钻井及MRC井技术、微井眼鱼骨增产技术、宽带压裂技术、高速通道压裂技术等得到了广泛关注和应用。第七代钻井从船作业水深达到3500米、海洋装备大型化、集成化和系列化也取得了重大进展。最近,BP开发的以全波形反演技术为基础、能大幅提高地震资料质量的地震成像技术,帮助BP在墨西哥湾海上Atlantis油田新发现了超过2亿桶的石油储量。贝克休斯在今年5月推出的一项新的被称为DEEPFRAC的深水多级压裂技术,可将深水单井作业成本降低4000万美元。这两个是油气行业在传统领域取得技术进步的典型案例。

  在传统领域之外,人工智能、大数据等数字技术正不断向石油行业渗透。低油价时期,大数据等数字技术呈现加速态势发展,并可能促使石油行业发生革命性突破。全球知名石油战略专家、美国剑桥能源研究会主席丹尼尔·耶金在今年年初公开表示,大数据将是继水平井钻井和水力压裂之后石油行业最具革命性的技术。根据IHS统计,2014年油价大幅下降以来,全球行业技术发展最迅速的领域就是数字技术、人工智能。2012年至2013年期间数据技术、人工智能领域的投资占比为10%,2014年至2015年这两年这一比例大幅上升至15%,而地下工程、地震成像、钻井工程及提高采收率等领域的投资占比则出现不同程度下降。

  人工智能、大数据等数字技术在油气领域的应用非常广泛。石油地球物理勘探领域是人工智能技术应用的天然领域,在计算机视觉及图形图像处理领域有着广泛应用的边缘检测算法;基于人工群体智能的蚂蚁追踪方法,可自动完成地震断层的解释;人工智能领域发展的大量非线性优化技术,如基因算法、模拟退化算法、粒子群算法、马尔科夫链蒙特卡洛方法等,已纳入到地球物理反演技术的研究领域中。人工智能覆盖油田开发全周期。油田开发向智能油田迈进,如雪佛龙的IFields项目、BP的未来油田项目、壳牌的智能油田项目,这些公司都希望通过引入数字技术,提高油藏管理水平、降低操作成本;智能钻井研究不断深入。阿帕奇公司研发的新软件,钻头系统能够与地表装备直接交流,控制钻速和方向;智能化数字油气管道技术日趋成熟。2014年,通用电气和埃森哲公司联合推出全球首个“智能管道解决方案”,以帮助管道运营商全面了解管道的安全性和资产完整性状况。数字技术给石油行业带来前所未有的机遇。大数据分析技术在地震成像领域应用发展迅速;在甜点识别、油藏模拟和钻完井优化方面数字技术大展拳脚;大数据分析已经应用与页岩井位选取、指导页岩钻井,筛选压裂方案等。大数据在石油领域的另一个主要应用便是设备检测。通过对设备运营数据的智能化分析和判断,大数据能够对设备故障进行提前预警,提醒作业者及时进行设备维修或更换,从而提高作业设备的稳定性、减少意外非作业时间、大幅降低作业成本。

  石油公司、油服公司积极拓展应用数字化技术。如挪威国油拟投资2.4亿美元在2020年之前完成数字化中心的建立;壳牌组建了一个70多人的大数据分析研究团队;斯伦贝谢2014年成立软件技术创新中心,专注于研究高性能计算、云、大数据、物联网和工业互联网团建等技术应用。行业外众多科技公司也踏足油气行业的数字领域,力图在油气行业数字技术发展的风口分“一杯羹”。

  石油行业外科技公司更多是发何挥其强大的技术平台,与传统石油公司、油服公司合作来创造商业价值。2016年10月,GE与贝克休斯合并, GE借助其强大的技术平台,与资本密集型的油气业结合。华为公司利用其高性能计算机、数字化生产管理、资产管理等方面的优势,以及在海量长距离数据处理、关键业务数据应用安全等核心技术与中国石油、霍尼韦尔、ABB、哈里伯顿等公司开展合作。目前,华为公司服务于全球油气行业TOP20中的14家石油公司。

  传统领域技术进步仍有很大空间,而人工智能、大数据等数字技术在石油领域的应用方兴未艾。未来,50美元/桶的油价可能成为常态,只有不断开展技术创新的公司才能在新形势下获得生存和发展。(作者为中国石化勘探开发研究院高级工程师)

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