7位两院院士把脉页岩气、能源互联网发展
2019-12-11 10:55:53
摘要：中国工程院院士曹耀峰、中国科学院院士郝芳、中国工程院院士李阳、中国科学院院院士高德利、中国工程院院士邱爱慈、中国工程院院士刘合、中国工程院院士汤广福
近日，由北京市人民政府和国务院发展研究中心共同主办的 2019全球能源转型高层论坛在北京未来科学城召开。
据了解，作为能源领域的高规格、高品质、高规模的行业盛会之一，本届论坛共吸引了国内外来自政、产、学、研等领域共700余名代表出席。北京市委常委、副市长殷勇、国务院发展研究中心党组书记马建堂、国家能源局监管总监李冶、澳大利亚社会科学院院士、前澳大利亚驻华大使Ross Garnaut教授、国务院发展研究中心副主任王一鸣、国家电力投资集团有限公司董事长、党组书记钱智民等来自政府机关、企业的重量级嘉宾莅临现场，就我国能源转型与发展大计出谋划策。
学术、研究机构领域同样“群星”荟萃，共有中国石油化工集团公司副总经理、中国工程院院士曹耀峰、中国石油大学（华东）校长、中国科学院院士郝芳、中国石油化工集团公司原总工程师、中国工程院院士李阳、中国石油大学（北京）、中国科学院院院士高德利、西安交通大学电气工程学院院长、中国工程院院士邱爱慈、中国石油勘探开发研究院副总工程师、中国工程院院士刘合、国家电网全球能源互联网研究院有限公司院长、中国工程院院士汤广福，共计7位两院院士参加。
会上，来自中国工程院、中国科学院的两院院士们就我国能源转型发展的路径、模式等热点话题进行了专业的分享，为我国深入推进能源“四个革命，一个合作”方针路线，构建安全、高效的现代能源体系提供了极有价值的参考和借鉴。
曹耀峰：推动天然气高质量发展是实现能源转型升级的现实选择
曹耀峰表示，作为优质高效的清洁能源，加大天然气的利用，推动天然气的高质量发展，是推动能源革命向纵深发展，实现能源转型升级的一个现实选择。近年来我国石油天然气对外依存度不断攀升，随着中美贸易摩擦升级，贸易保护主义抬头，地缘政治更加复杂，所以说天然气的供应形势愈发严峻，制约着能源转型升级的进程，当下我们各地都在落实总书记的指示，全面加大油气勘探的力度。
中国工程院院士李阳：能源革命与油气行业绿色低碳发展
李阳表示， 2014年6月习近平总书记在中央领导小组第六次会议上提出了我国能源发展“四个革命、一个合作”的战略思想，在能源革命战略的推进下，这对解决我国能源和环境双重制约这一难题起到了非常好的推动作用，同时也推动了能源转型，实现了高质量发展。从具体实施来说，大概有三个阶段：也就是2020年，2030年和2050年，但到2050年应该是我们非化石能源和化石能源有可能形成平分天下的格局。
十九大报告进一步指出推进能源生产和消费革命的关键是建立清洁低碳安全高效的能源体系，从这个能源体系的图上来看，通过构建这个体系来实现气候、国家安全、资源整合的统筹协调。在能源革命战略的推动下，我们也见到了非常好的效果，一是推动新能源的技术进步，我们国家的新能源在全球范围来说，其风能和太阳能的装机规模最大，投资也是最多。从技术上看，现在成本大幅度下降，技术进步了。这里引用了国际可再生能源机构的数据，自2010年起七年间可再生能源的发电成本大幅度减少，全球太阳能发电成本下降73%、陆上风力发电成本下降23%，这个成本的下降促进了可再生能源发电的快速发展。2025年风电和光电的成本要低于现在煤电的成本。
技术的进步也推进了能源结构的调整，当然在相当长的时间内化石能源仍然是主导地位。能源革命也为应对气候变化注入了活力，现在大家也形成了共识，全球二氧化碳浓度在不断上升，温度也在不断上升，联合国气候大会有一个比较公认的数据，现在全球平均温度上升已经到了一度，最近西班牙马德里的联合国气候大会也在讨论这个问题，这次的气候大会把碳减排、数字化和新兴就业作为一个主题。对于碳减排，我们国家做出了郑重承诺，实际情况是到了2018年我们提前达到了2020年的碳减排的目标，这是能源革命推动的结果。
目前，能源和环境的约束依然存在，对油气行业来说，有三个方面的责任：一是保障国家的油气安全供给，二是绿色低碳发展，三是高效可持续的发展。这里面油气消费预测还要继续增长，到2030年有可能达到峰值，但这个峰值也要到6.6亿或者7亿吨左右。这里面从供求来说，主要是交通用油和化工原料用油，这样占到石油总需求70%～78%，并且从增长幅度来看也主要增长在这两个方面。对于天然气，我们现在进入了一个快速增长时期，这次大会也是以能源转型作为主题，天然气在整个能源转型中具有重要的地位。虽然我国天然气行业起步比较晚，但发展比较快，从2004年进入快速发展期，现在年均增速达到14.5%，但如果按照能源结构调整的需求来说，可能我们的数量还会继续增加，这是一个形势。
从国内的生产情况来看，我们所面临的挑战是怎么保障国内原油产量2亿吨的同时还要保障天然气的快速发展。从保障国家2亿吨产量来说也需要我们技术的进步，天然气产量现在还是一个持续增长的过程，我们预计未来有可能会达到3000～3500亿方。全球生产面临的矛盾，一是稳定的油气供应与资源劣质化的矛盾；二是老油田的设施老化与安全环保的矛盾，特别是东北油田，已经开采了几十年，设备比较差，就会存在安全和环保的风险；三是绿色低碳与协调持续发展的矛盾，污水带来的泥沙、污油泥也会越来越多，这样会给低碳、协调发展带来挑战。
对于绿色低碳发展来说，大家已经形成了共识，特别是各个油公司也在全面开展这方面的工作，我把几项工作和发展的方向给在座的各位做个交流。一是加快天然气的发展，大家说现在都在加快天然气的发展，天然气为什么要发展呢？刚才说了能源转型中它具有重要的地位，主要是低碳属性，它的碳排放量比石油、煤都少。第二是燃烧之后不会产生任何残留物，这就是天然气的优势。另外中国天然气资源也比较丰富，处于快速的发展阶段。对于天然气的发展阶段来讲，现在是推进的储气库建设的重要时期，当前我国储气库建设与世界平均水平差距较大，去年储气库的能力大概在3.4%，全球是平均11%。现在这几年应当加速推进，实际项目推进来看，到了明年就会形成工作期的150亿方的能力，从这个数据来看我国储气库建设发展还是非常快的。
天然气的增长领域来说，深层天然气这一块发展非常快，潜力也非常大，另外我们的待探明储量也是比较多。第二是页岩气，页岩气特别是深层和常压页岩气，昨天我参加了一个资源新一轮的评价会议，从初步结果来看，深层页岩气大概能占到2/3甚至还要多一点，将来我们页岩气的发展目标会放在深层页岩气的有效开发上，当然还有常压页岩气的有效开发。
第二个方面是发展微生物柴油技术，微生物柴油技术在油厂中已经广泛应用，除了在油厂的应用，还有在污水处理、土壤修复中的应用。目前整体来看微生物柴油技术是绿色的技术。就整体区块的应用情况来看，大庆、胜利、大港、克拉玛依都在开展这些工作，产生了非常好的前景。同时污水处理这项技术已经非常成熟，处理效果也非常好。
第三个是CCUS和EOR技术，单纯二氧化碳领域来说，北美技术是非常成熟的，因为他们的土层天然具备这样的条件，我们CCUS的发展还要补足二氧化碳的相关技术，我们从方案到机理到经济效益评价和优化，这方面都具备了现场实验的技术。当然随着技术的需要这个可以进行现场实验，当然石油方面这项技术也是非常成熟的。但现在国家可能缺乏相应政策，怎么顶层设计一下，进行优化，解决目前一些环保问题，具非常重要的意义。
第四个方面，在油田过程中预测开发，预测开发的核心是什么？油、气、水、电，热气怎么综合利用，我们的油田主要是三个系统，开发系统、产量系统和绿色生产系统，实现这三个系统的正耦合，优化调整用能系统，循环利用，大幅度的降低生产能耗、污耗，减少排放。现在我们普遍都建立了用能和供能这个耦合的优化模式，但是在具体环节问题上仍需进一步探讨。
第五个方面，基于大数据和人工智能的智能油田的系统，我们国家数字油田已经过了二十年，从初期命名的话，1.0、2.0、3.0阶段，1.0阶段主要是资料的数字化阶段，2.0阶段进入计算机时代，现在正在往智能化时代发展，其核心通过生产运行的一体化，建立智能油田和智能地面控制来进一步的优化整个系统。当然关键环节，要真正解决泛在感知和协同优化，数字孪生油藏，逐渐进行修正，通过大数据的需要，逐渐完善数字油藏这个系统，最终是实现方案设计和生产的一体化。
中国科学院院士郝芳：油气资源与科技创新
郝芳表示，世界的能源转型，主要是指油气向新能源的转型。这个转型就有两个，从油气向新能源的转型，可以分两种情况。第一种情况，原来认为油气的产量达到高峰，油气资源逐渐枯竭，人类社会被迫由油气时代向其它能源时代转化，这是被动转型。因为看到比较早的这种预测曲线，石油的峰值出现的都比较早。但由于页岩革命明显增大的油气资源的总量，因此大大降低了被动型这样能源的转型，我们说石器时代的结束不是因为石头没有了，同样的油气向新能源转型也可能不是由于油气没有的，而是新技术的进步，这是第二种主动转型，主动转型必须要有可靠、廉价的新能源技术，但这个转型多快应该是仁者见仁智者见智。这是《科学》杂志给出的人类面临的最具挑战的难题，第24个题目，什么时间什么能源替代石油？还有一个问题，核聚变将最终成为未来的能源吗？到现在这些问题都没有得到答案。
奥巴马时期是强烈发展新能源，但很多资本家用了很大资源投入新能源的，赔钱了，所以最后他又转到了页岩气，这是新能源技术的进步，太阳能和风能技术进步非常快，但它能够在人类一次能源中占多大比例？确实是一个目前要思考的问题。因此，我们认为未来相当长的时间内，煤炭依然是中国一次能源的主题，而油气在相当长的时间里仍然是决定中国能源安全的一个战略资源。
郝芳称，预计2035年，中国油气增量最大的是最复杂陆上非常规的油气，目前中国天然气的基本构成，预测到2035年天然气非常规和常规各占50%，由此可以看到未来油气勘探的主体是非常规和更加复杂、勘探成本更高的领域，包括深层深水和极地。我们看到从国际来看深层深水北极是被认为非常重要的勘探，这样一些地质条件越来越复杂，地表条件越来越复杂，气候条件越来越恶劣的条件下，油气的勘探开发取决于技术，这里给出了中国天然气地质理论的进步和天然气储量的增长图，可以看到是正相关。同时，我也给出人类历史上技术的进步与石油产量的增量，第五次技术革命同样要需要创新。
从油气勘探开发的角度来讲要有三个方面是非常重要的，地质理论的革新，探测技术的进步，开采技术的进步。这（后）两个方面在科技部的主导下，应该说都制定了非常好的未来的发展计划，实际上我可以给出一个例子，地质理论如何来推动油气勘探开发。
郝芳指出，我们说一个非常重要的方面，要从全球视野看中国的油气资源，页岩革命的核心是页岩在能源中发挥重要作用，而页岩又是人类历史上研究最薄弱的这样一套岩石。特别是板块构造，板块构造也是20世纪自然科学最重大的进展，如何从板块运动的角度来认识一个资源是我们需要解决的问题，特别是地球经过了一系列气候变化，现在的海洋跟历史海洋是不一样的，必须从板块运动、气候变化、海洋演化、油气资源消耗的角度来认识中国油气资源，我认为这是一个我们未来降低勘探成本，更有效的预测油气的一个非常重要的方面。
中科院院士高德利：推进我国页岩革命的技术对策与建议
高德利表示，北美的页岩革命，大家也公认了，刚才也说了，是一场技术革命，主要是钻井压力，大家都知道在原岩里面的油气，原来剩下的残渣没有开采价值，结果后来发现量比常规的石油天然气还要多，而且通过这样一个技术革命把这些原来的石油天然气经济有效的开采出来，这就是页岩革命，同时它有回报。当然页岩革命再延伸一点，就是把那些难开采的，原来认为不可开采的石油天然气就有望可以高效开采。刚才说了页岩革命为美国的能源独立奠定了坚实基础。除了技术因素以外，还有其它的因素，我们国家有些方面，我们本来就是国有企业，这个没什么问题，但对于我们小公司来说实现这个页岩革命可能比较难，小公司有没有勇气实现中国的页岩革命，当然中国的页岩革命已经取得了进展，虽然还不够理想。
高德利说，从全球来看，不光是中国，可供人类开发利用的油气资源仍然是十分丰富的。但是以后全人类面临的石油天然气资源是难开采的，不是那么容易的，不像中东有个窟窿就往外冒，页岩油气难开采，可以说要长期面对这样一个问题，可以说对技术前沿工程的依赖度越来越高，我们国家更需要这场革命，需要一个全面的页面革命的大爆发。因为我们现在和美国相比，我们的产量还差的比较多，当然难开采还有其他的，今天就不说了。
高德利称，实际上，要把这些原来不可开采的，难开采的石油天然气资源给经济有效的开采出来，高效的开采出来，说一千道一万，也就是在一些约束条件下，你的投资有回报，就是这么一个道理。北美的页岩革命告诉我们钻井的压力，当然它的钻井压力不是一般的压力，它的水平钻、定向钻、目标钻非常强。压力也不是一般的压力，是大型的体积型的压力，要把土层压碎，要把流动性很差的也流动起来，因为我们的石油天然气的开采法是让它流出来，通过高技术的工程改造变成流动性，要自己流出来，其实变成常规的油气那样，打个孔就出来，这个要求很高。为了达到这点，规模大、要求高，对环境方面的压力也是非常大，恰恰现在在我们国家，环境保护的约束条件越来越强，这对我们油气行业的压力是很大的。所以说我们怎么在保护环境，同时要节约土地。我们山区老百姓的土地是很少的，以后还要生产几十年，不光是钻井压力，投资生产那么长时间对企业来说是一个巨大的压力，对我们降本增效也是一个巨大的压力。我今天这个报告很重要的一个概念是在一个钻采平台上，钻更多的井，控制更大的面积，少一点作业平台，这个对企业也有好处，对后面的生产运营都会降本增效，当然这里面我们面临着挑战。
高德利指出，现在的页岩气国家级的示范区基本在四川盆地，我们都面临这样一个挑战，尽管我们也取得了一些突破，我们也有超过一百亿的产量，产能可能更高一些。但我们的技术、经济指标，和北美尤其和美国相比还差的很远，这个不是我说的，我们企业的老手在那调研回来之后说的，差别太大。那么以后，我们面临的挑战更大，因为刚才李院士也说了，深层页岩气的资源量占2/3，越来越深，过去一个井厂打四口、六口井，最多八口，我觉得还是比较少的，以后更深了，还要打多，怎么办？这是一个巨大的挑战。当然这个打多，从设计上，我们是显而易见的，这里核心技术也是很清楚的，就是你的钻井压力，到底能打多远、控制多大的面积，包括后续的压力，这个压力跟传统的压力不一样，是交井前的压力和完井压力，这也是需要企业高度重视的。根据这个我提出了八个设计工程理念，实际上是地质工程市场一体化的解决方案，有一个短板存在都会影响很大，大家一起齐心协力，地质工程市场一体化来填补。然后就是压力，这个压力的学问很高，而且以后越来越深，你的压力装备是不是做的越来越大，你能不能做得出来，用起来是不是可靠，这里面值得思考。还有一个很重要，就是一趟钻，现在因为我们的井都是不同的尺寸，井眼从大到小，一套钻井就可以。这个要求是很高的，这个就是降本增效。如果做不好，尽管你把页岩气、页岩油或者其它弄出来，但你成本很高，投资者没有成效，赔钱的，也是没用，所以打得准，打得快，打得远，打的省。总而言之，我觉得几个方面都需要，当然了我们提高单井产量，提高最终的采收率，就是要给我们油气一个通道，井型技术是很重要的，现在是水平井，我们的目标很复杂，就不细说了。这是一个复杂的油气藏地质和油气藏工程技术，这是很有学问的，如果你把目标选的准选的好，后面打不打得准是另外一个问题，这是最重要的第一步。当然我们的技术，很大程度上体现了一个国家的工业水平，材料、机电液一体化，盾构机被称之为国之重机，我们这个小的旋转导向工具，比那个还难，我们现在差距很大，实际上涉及到多学科，是挑战一个国家的综合工业水平，包括加工，精密材料、精细加工等等，测量控制，信息化、智能化，当然我们也一直很重视，从七五、八五，我这一辈子就一直在做，两个国家一等奖。可以说我们的理论，我们2017年国外的技术评价，在世界上发表了SCA文章我们是世界第一的，我和基金委做了一个调查规划，也是这样的，但我们的技术差距仍然很大。比如我们的大位移井技术，这个很重要，但也是一个巨大的挑战，我们这一方面的工作和发表的论文很多，也是高水平的，为什么能发？理论创新，但是怎么转化成技术，转化成公司作业的能力，恐怕还需要思考，我们的体制机制方面需要思考，这个不说了也是很复杂的问题，中国人的脑瓜还是勤于思考，创新能力还是比较强的。
全球作业能力当然也是有限的，也不是说所有国家都有能力满足，美国也有唉声叹气的地方，这是统计全球的，每个点都是创世界纪录的一些井，把井口放在原点，横轴是位移，纵轴是垂深，现在基本上12公里水平位移、12公里垂深，全世界的井也达不到一半，油气也是这样，钻头不到，油气不冒，它是个必要条件，当然我们国家也还在进步。
高德利指出，测量信息化，整个国家仪器仪表应该说是个软肋，都在加强，但是我们落地更难。落地难到什么程度？比如说我们的通讯，手机，上天很好，可电磁波一落地就不行了。我们现在的水钻还是机械脉冲，我们希望测量的数据越来越多，几何的、历史的、地质的，可我们现在传不上来，传上来的量和质都非常慢，解决这个问题非常难，当然全世界也没有解决很好。我带着一帮学生，现在正在做，这些测距技术，这些年做的还不错，但我们的传感器精度还不够，包括其他的加速度计这些。
高德利称， 最后，我就说新时代，我们能源消费向着清洁绿色发展，石油和天然气还是要分开的，石油还是个动态问题，我们第三次能源革命应该是向清洁绿色，天然气当之无愧，这是毫无疑问的。推进页岩革命，当然我们也需要页岩油，页岩油也是页岩革命的对象，甚至可燃冰甚至其他的能源都需要，我们应该加快建设创建特别是山区，当然其它的丘陵、黄土塬可能都需要大型丛式水平井高效开发模式及其工程技术支撑体系，随着信息材料、人工智能等相关学科的科技进步，我们肯定也要加大信息化智能化及自动化的方向。再一个是体制机制，特别是机制上，我们国家到现在还没有一个大家都知道的技术服务公司，有竞争力的，我们必须得建立这样一个公司，为什么？我们人多，我们人才也不少，我们人多人才优势变成技术优势，应该有竞争力的技术服务公司。
邱爱慈：多渠道保障油气能源供应安全的思考
邱爱慈表示，我国石油对外依赖度高达70%，进口来源比较集中，进口通道单一。多渠道寻求补充油气资源的手段和方法势在必行，我们认为有三个主要的渠道，从长远看提高非常规油气的采出程度是补充油气资源的主渠道。提高已开油井的采出程度是补充油气资源的重要补充渠道。从寻找替代资源看，开发清洁高效的富油煤是补充油气资源的重要渠道。我们国家在863等国家项目的支持下，发展了以脉冲功率为基础的可控冲击波技术和设备，形成了三代可控冲击波技术。可控冲击波技术的是幅值、冲量可控，作业区域可控，重复次数可控，可精准控制作业位置和作业强度，较低强度，多次多点均衡作业。而且很节能。
装备组成有三部分，通过电能转换成冲击波，要能量转换器，储存和推送结构。我们研发了一套脉冲波能源驱动五种不同的能量转换器。我们可控冲击波的技术装备，在非常规油气的运用情况，也是我们能源对外依赖度主要的手段。美国由于多年技术发展和积累，完成了页岩油和页岩气的开发能力，美国的油气工艺出现了第二个春天，彻底改变了美国的安全形势。明年美国可能会宣布能源独立。深刻改变全球能源供给格局，LNG出口正在重塑全球天然气贸易格局。水平井+体积压裂，经过改造以后，单井产量下降很快，同时我们再进行水力压裂二次改造的话，是存在很多问题的。所以缺少这种技术。
我国非常规油气资源从页岩气、页岩油、致密气，储量是很丰富，但是埋深大，压力强，地表条件差，缺乏水资源，单井开发成本高。压裂投产工艺复杂，费用高。大量压裂液进入地层深部，污染储层。井筒复杂，气井后期作业难度大，从煤层气来讲，我国的资源很丰富，占全球资源量11.2%到13.7%，但是我们国内直井我们有1.8万口，经水力压裂措施后的煤层气井，其中有近万口是低产，甚至不产气的直井，期待新技术。煤矿瓦斯开发现状，目前采用的是密集钻孔，穿层钻孔抽采瓦斯。也需要新的技术。
我们可控冲击波技术在非常规油气中的应用。我们可控冲击波技术在延长国家级陆相页岩气示范基地开展2口探井的现场试验，实施作业后产量分别提高了130%和300%。我们通过测量说明冲击波可以致裂油页岩。随着次数的增加，波出现变化，作用范围可以达到20米。
下面讲一下可控冲击波在煤层气开发中的应用；放一个视频大家看一下；经过我们的作业效果可以提高到3000方。对于我们今后可控冲击波我们有几个设想，一个是可控冲击波的技术与水力压裂串联工作，再进行水力压裂，也可以同时负荷工作，更有利于降低成本。第二，可以用在水力压裂以后，很难进行二次压裂，我们用水力压裂孔二次作业。页岩油采用原位开采，用这种超临界的气体注入进去，更加容易开采。通过我们看到的矿井下面的作业情况，这是非常有效的。如果说这个技术进一步的发展，一旦突破了以后，将为我国非常规油气开发提供新的技术途径。
提高已开油井采出程度是重要补充。我国的常规油气资源，到了2028年以前，我们储存是可以的，但是我们采出程度很低，我们累计采油69.5亿吨，采出程度17.4%，对天然气来讲，我们采出程度13.8%，老油井进一步提高它的产收率的话，发展的潜力是很大的。四大石油公司有30.9万口井，我按照2018年统计，我们总共的产油量是1.89亿吨，达到了我们2亿吨的标准，单产在全国来讲平均领先1.7吨，不算中海油的话，陆上的油田每天采油1.3吨，这些老井进入开发后期，低产低效井比例逐年升高。根据我们这样的情况，我们有上百口的油水井进行作业，注水有效率达到85%，综合油井和水井的效果，平均单井生产率可以提高到67%。按照这样一个实验的结果，我们预测一下，因为我们海油单井产量比较高，我们统计了中石油、中石化、延长石油这些油井，按照30、40、50%来看，对于我们延长石油单井可以提高50%，按照中石油和中石化的单井可以提高30%，这么预算的话，对于开采20%的油井年产可以达到800多万吨。对于30%的作业可以超过1000万吨，如果说我们的技术推广应用以后，每年增加的产量是非常客观的。对于降低我国石油对依赖度意义重大的。
讲一下富油煤资源现状，焦油产率在7—12%的低煤阶煤炭资源，富油煤通过热解，每吨煤可以得到10%左右的油。资源量这块来说，富油煤资源丰富，仅陕西省资源总量就129亿吨，其中油的资源量可达12.9亿吨。利用现状比较低，常规的开采技术浪费严重，严重污染，常规煤制油技术，资源转化效率低。新技术富油煤高效提油新技术，引用CCSI的技术，以粉煤为原料，在9.5秒内获得15%的优质中低温煤焦油，CCSI技术在工程化层面同步实现了煤利用效率，能源转化效率和煤炭附加值的最大化。因为新的集油技术跟传统的有很大的优势，首先碳利用效率提高16.2%，投资回收年限减少5.95年。吨油生产成本下降约45%，CO2排放强度下降42%，吨油煤耗下降约30%。我们计划2020年以前，搞一个单系统的转化原煤100万吨，可以转化为油气45万吨，到2020年的时候，可以把原煤提高大每年160万吨的原煤，油气总当量可以达到每年75万吨。单系统的基础上，希望能够实现多系统的并联运行。希望能够在2027年的时候转化煤的原料达到每年3300万吨，油气总产量达到1500万吨。2030年以后，转化原料煤一亿吨一年以上，油气总产量可以达到5000万吨，可以造一个新的大庆。
可控冲击波在富油煤中的作用是什么？可以破解多项难题，比如说弱化煤层、预裂顶煤、预裂夹矸等技术。煤的提油是加热以后在地下开采出来的，这个也需要用我们可控冲击波技术。最后讲一下结论；从上面来看，我们可控冲击波技术装备，在常规石油开采和煤层气开采中已经得到了成功应用，目前急需工程化的工程示范，如果尽快推广应用的话，有望在2025年前使常规原油生产达到1000万吨量级，煤层气可以生产300亿方。可控冲击波技术是CCSI富油煤提油技术的重要支撑，若能加大支持力度，进一步攻克工程化技术，实现工业化应用，可望在2030年建成并投产运行5000万吨一年的煤提油工程。可控冲击波技术在非常规油气开发中展示了诱人的前景，若能加大科研投入，从基础理论、关键技术和装备各方面加以突破，我们现在可冲击波设备只能用在20兆帕以下的井下环境，页岩油可能会达到50兆帕的环境，应该在这方面进行突破，从根本上改变我国油气供应的安全问题。
中国工程院院士刘合：石油工程大数据技术创新与应用潜力
刘合表示，我们整个中国石油的板块是按照“六统一”的原则持续开展信息化建设，相继建成90个项目。初期的建设都是20年前的事，我们的数据量不能说不大，我们1.7PB以上，油田数据动态数据和静态数据是海量的，但是有一条这些数据的存储模式和数据质量是需要有待于商榷的，数据大不等于大数据！
首先是数据孤岛现象，没有形成统一的及时更新的工程数据库，也没有行业内具有兼容和独立的专门的咨询公司对其进行分类管理和二次开发。这些模式就变成了孤岛现象，目前企业既有横向的条块分割，也有纵向的条块分割。需求不到位，标准不统一。数据孤岛现象制约了工程一体化的深入应用，我们看到的数据源的开放程度和数据源加工能力和交换水平都不够，概念大于实际应用成分。
效率降低也是显而易见的，我们常常是重复简单的资料收集，我们的地震数据由于它的多点性我们开发探测过程中都有数据，你去修改原始数据是基本不可能的。建立高效的一体化平台十分重要，大数据并不在于大，而在于有用。
第一，我们要充分利用现有的数据资源；第二，要以油气藏为核心布局各项工作；第三，要实现参数交互优化，行业相互推进；第四，要为不同专业和部门沟通搭桥。第五，记录过程，积累经验传承知识，事半功倍。这件事对传统大型的综合性企业来说很难做到。我们想怎么做呢？以油田勘探开发油藏评价的业务为对象，依托现有的数据库，专业软件和展示平台，通过全生命周期精细化管理与考评，实现各种数据的图形化展示与对比分析，有效支撑项目研究中地震、地质、开发油藏等问题。
这是我们便捷合理的业务流程串联勘探开发工作，穿透部门边界。因为管理的体制和机制不一样，管理的人不一样，所以想法不一样。洞察的数据从工程开发勘探的数据还是很难实现的事，这必须是一把手工程，大家真正的制定一套数据管理模式，才能实现数据的真正的穿透。可喜的是中国石油近几年在云平台上做了很多的工作，我们刚刚发布的梦想云平台，对这个有一定的促进作用，因为这个平台加工的数据也好，一系列的应用模式也好，概念上比较多，真正和实际的应用和接触还需要很多的工作量去做。细化到每一个专业上，这个工作量是巨大的。这就是我们现在的数据存储的管理机制。下面怎么样跨区域的数据共享？还需要我们很多细节上的问题来等待解决。
数据标准体系建设是至关重要的，所有数据质量必须要标准的控制，我们要制定出一套完整的标准，这样才能把数据源抓住，数据质量抓住。第二大问题，数据质量问题，大家都知道这是全世界通信的问题，历史上的体制和机制存在的问题，包括考核数据的要求等，这些问题都严格的控制了数据质量的水平和精准性。我们传统的工艺技术对于我们传统的数据采集和录用也存在这个问题。数据质量的管控必须加强源头治理，现在看我们的数据不能光靠人为因素，一定要加强对物联网和数据实际采集，真实的数据采集我们认为这是最重要的，数据采集首先要采集的不是光靠地面，其实我们搞石油的人都知道，是注产平衡系统，注产是相对的，光靠地面上数据是解决不了的。油藏的数据都解决不了，地面做的再花花，降不了成本也不能减少投资。增加的硬件投资只能增加投资，增加培训运营成本！这是非常致命的！我们要考虑地下的情况，所以地面要疏通地下。
数据的采集真实和准确性，地下的数据采集真实才能知道地面的工作。我们把数据采集系统和录用标准提升上来。另外是数据入库标准，这些数据入库是多点性的，后期不断的反复的钻井，测井和开发，油藏建模的过程中，对于前端的数据，包括核心的数据，都是需要不断的反复认证，要追回到原始数据里，谁来评价这些数据？就需要我们建立数据标准规范，这是至关重要的。
第三，对我们数据的流通过程中，包括现在的区块链，包括我们的数据质量保障体系，都需要我们去做，现在的石油数据都是分块存储，各个系统不一致。
打破数据孤岛，促进一体化数据融合。这些流程需要我们不断的认识，不断的深化，不断的纠错，这些功能才能实现我们在工艺油藏和整体认识形成核心的数据源。我们提高数据使用效率，不是从头到尾全都把关，核实，这是发展方向，目前来看这种体制的机制下，成本控制下我们还做不到，我们要建立一个数据的流程，这些核心的数据有多少？这些数据要搞准了，对我们整个的流程来说就提高了准确率。我们想分五步走。我们充分利用现有的资源，结合数字化建设进程，现有数据库建设为基础，以一体化示范项目为载体，逐步建设大数据系统和一体化支持及协同指挥环境。这些数据我们可以把核心数据掌握到手，这样我们做的过程中就能够逐渐的修正和完善，把我们的数据流程修正到最合理，把我们的数据结构修正到最合理，因为我们的动态数据质量是存在很大的问题，所以我们在数据实施的过程中找一个新的区块，从建设初期对数据的质量、管控就有严格的要求，这样我们才能把一体化的流程真正的实施起来。我们在老油田管理过程中真正实施一体化是很难的，对新油田，我们目前的技术和能力是可以实施的。
第四，智能油藏管理，可行的技术路线和“价值”，我们现在传感器，通信系统等都能做到。这是从数据评价方面开始，生产方面的验证再优化，有效的迭代，油藏管理是我们的核心，从地面、地下，没有精准的油藏管理模型，你所有的产能预测，和单点控制都只能是成本上的浪费，和我们所说的投资上的浪费。这是我们采取金字塔的方式，把我们的实时采集的数据在我们的体制上进行完善和不断的发展。现在我们必须要结合一套先进的注采技术，首先解决井筒数据的采集问题，这是注采数据智慧化管理。一个注，一个采，这样才能把地面的问题解决。
这个是我们智能油藏管理的具体实施，把两端的井口问题解决掉，这样才使得我们通过数据的采集送到我们的指挥中心，通过指挥中心与现在的数字模拟和配产配注的技术方案组合在一起，才能实现我们真正的油藏智能化管理。实现真正的动态管理。我们首先是解决“注”方面的数据管理，第四代注水技术，能够实时的采集和录取我们现在所说的分层数据，分层压力包括我们的流量，这样为我们整个的工作提供依据。这是我们的核心数据。
数据资源化，如何描绘和制定标准政府的大数据和企业大数据和个人大数据等方面的关系！第二，数据的安全和质量，我们都在喊怎么去做？需要我们方方面面去做，还得是政府主导为基础。第三，数据与工程管理相融合成为核心竞争力，除了技术问题，管理是最重要的。
汤广福：能源互联网支撑能源转型的关键技术问题
汤广福表示，能源转型，现在生产总量37亿吨，消费总量46亿吨，能源对外依存度20%，石油70%，天然气45%，煤不到10%，总的20%，这是对外依存度，这是能源现状。2035年的目标，产量控制在47亿吨标准煤，消费总量57亿吨，化石能源有望从85.6%降到75%、73%。非化石能源到底怎么发展？政府想推动能源加速转型。加速转型已经达成共识了，清洁化、绿色转型。2030年，清洁能源发电总成本低于化石能源，现在光伏、风电平价上网，现在光伏风电平价上网还是质量比较次的，后面会说到，还希望更高质量的光伏和风电真正能够具备自主运行的发电企业。所以老天爷似乎给我们的清洁能源总量，全球开发万分之几够全球人使用了，关键怎么实现可控，这个是关键。
我们看看装机19亿，可再生能源38%，这是含水的，发电量是26.7%，这是到2018年底，今年的数没出来，到2030年人均电量是韩国的60%，美国的38%，人均用电量，人们生活还在改善，用电量还在持续增加，到2035年保守估计10万亿，装机到30亿千瓦，我们还有11亿千瓦，这是基本的保守目标。10亿千瓦，有碳减排的约束，基本上碳减排火电维持小幅增长，核电绝对值仍然很小，即使到1.6亿装机，政府还是谨慎发展，安全第一。我们的水电到3.5到5.3亿，现在看来电价各方面，梯级水电站开发不具备经济性，能看得见的就是风光，最好的和其他可再生能源，未来装机主要靠风光，我们驾驭它挺难。能源转型的目标，到2050年，我们一次能源非化石能源占比超过50%，现在整个速度非常快，压力很大。
这是能源的生产，能源的消费侧，最大的电能替代，对中国而言，能源安全、能源对外依存度，能源替代一定要走在发达国家前面，否则我们国家各方面都很难，能源替代，电能替代2050年到50%，原来是40%，现在加速推动供电环节的电能替代。用户最大的变化是电动汽车，2030年保守估计汽车工业协会是8000万辆电动汽车，如果都是特斯拉等效电容80亿度，到2030年每天的日均用电量240亿度，它占了四分之一，除了空调负荷之外，电动汽车负荷这么大的当量是整个对电网的冲击很大，发电侧是风光为主，10亿主要靠它，用户侧又除了空调又增加了一个巨大无比的电动汽车到中国这个市场。
所以电网加在中间面临挑战，2030年风电装机超过10亿千瓦，现在3.5亿，控制到5%以下，所以这个压力能不能转成功，实际上可再生能源消纳。我们国家能源转型最大问题是上午讲的灵活电源没有，最好的华北地区灵活电源0.8%，欧洲国家，德国最低15%，英国40%左右，他们能源转型最大是天然气这种发电，一分钟能起停补偿可再生能源的波动的我们国家没有，灵活电源也很有限，中国能源转型带来的巨大问题，很难。所以源网荷储的挑战很难，两面夹击，互动用户比较弱，老百姓没有电的获得感。还有技术支撑很薄弱，电力市场没有放开，这后面都需要说到。
第五个方面的挑战，电力汽车改革带来的挑战，放开两头，监管中间。电力体制，我们国家电网怕被管道化，主动变革，防止被革命，所以能源的转型，清洁能源是关键、风光是关键、电网是核心，能不能把风光驾驭住送到千家万户是核心，能不能转成功，电网就变成尤其重要的核心环节。
下面是能源互联网，我们属于国家电网公司下属研究院，提出了泛在电力物联网、智能电网两个电网，八方面的技术，简单跟大家说一下，我认为这八个方面都是未来重要的能源转型加大攻关力度支持的方向。一个智能电网方面高比例可再生能源的消纳和调控的问题，第二个是源网荷平衡的，多元用户互动，用户互动比较弱，技术支撑这方面的技术。可再生能源并网调控，一个是发电功率预测，俗称天气预报，据说国家电网公司做的比气象局做得还准，现在85%，但是不行，将来要做到日均一天到90%以上，每天到95%，解决气风气光，光这个预测还不行。常规发电和我们风光发电集群的协调控制，这是将来要推动灵活电源建设、火电技术改造、风光水火的联合运行等等这方面的技术都要进行投入储能能源转化说得比较多，现在主要是价格的问题，一方面价格太低、另一方面储能还没有降小区。第四个并网的主动支撑和运营，国家电网公司做了大量的准备，我们在各方面完成了很多示范，将来可再生能源不能像现在这样，可再生能源要求具备自主运行的能力，也就是具备自主的惯量能力，各方面同步能力等等，将来可再生能源发电成本还要进一步的优化，要提高它的并网质量，这是可再生能源并网调控四个方面。
第二个电网柔性互联及安全运行，一个是大电网再造和仿真，国家电网公司做到世界顶级水平，最高电压等级，最大的电网驾驭者，没有安全稳定的问题，所以做得很厉害。但是随着新能源的融入，电力电子化，所有的基础理论全部要再造，仿真要再造，这方面需要进行基础理论方面的变革， 未来的电网到底怎么驾驭，未来电子化都是非线性的，怎么驾驭这些电网。第二个是智能调度技术，现在调度是大电厂和电网之间，电网和大用户之间进行调度远远不够，将来的调度进入泛在互联网、泛在云的概念，互联网整个云计算、大数据、人工智能，我们让虚拟电厂，所有的风电厂和大用户之间全网参与调度，也就是说西部晚上不要弃风了，晚上开工、白天不开工，全年度的参与，整个电力市场要打开，这方面政府也在推。第三个和第四个柔性交直流通电有一些案例，我们的电网100多年前是刚性电网，铜铁铝的，很不灵活、很不柔性，国家电网公司做了大量的示范，就是让我们的刚性电网变得更加灵活、更加柔性，能够接纳更高比例的可再生能源，提升可再生能源的接纳，一条线路增加一倍到两倍原来的输送能量，增加可控，2007、2004年做了可控示范，统一潮流示范器在江苏、南京和上海做了几个示范，对常规的交流电力系统，所有参数的综合调节，现在占地大，损耗大、投资大、运行复杂，你不喜欢它还不行，将来改造成柔性的，不喜欢它也得用，这是面临能源转型的现状。直流，我们国家几千供电能源分布的特点决定了未来的十几二十年还有西电东送的规模，10亿的装机，中东部可再生能源还不够，还需要海上的风电。特高压直流，一条现在到一千万，一千万相当于最高负荷接近一半，可靠性要求特别高。所以在这一块建设了30个直流和特高压直流工程，后面还在继续加速。
西电东送还在继续支持，第二个是柔性直流，这个是非常好的技术，它理论上可以接纳不存在气风气光的问题，但是它有各种各样的优势把电力系统的参数进行调节。这个名字是我取的，在中国纳入了电网，建设乐观这么多的工程，2011年开始建，越建规模越大，世界上最高的已经投入运行半年，南网，国网上升到800，这是厦门的柔性直流，相当于四条220千伏的，主要是整个的隧道资源紧张。所以这是非常好的。这是谕鄂背靠背，全国一张网，有优势又能隔开。我们又解决了直流开断的问题，被誉为百年难题的200千伏，最终在张北做了冬奥会的示范的国家电网公司投资100多亿，张北和康宝两个完全通过丰宁抽水蓄能送到昌平，这个工程极具示范意义，国家项目研发投了1个多亿，我牵头作为项目负责人来做的，现在在现场已经安装完了，明年1月份投运，这是在做的试验，这些应该来说就是百分之百的绿色能源能够送北京。
第三个技术多元用户供需互动与能效提升，源网荷友好互动，综合能源与智能用电，校长已经说了，现在电表不智能，我们国家电网公司把电费收上来了，我们希望老百姓参与能源转型，我们区长大人支持能源转型，我买风电、水电，广义的风电能源比常规电价高一毛钱，将来让老百姓参与能源互动，德国的能源转型高素质、高水平在支持能源转型。但是能源转型是要有代价的，我觉得电价必须往上走，要考虑这方面。车联网技术前面说了，没有车联网我们要给电网增加多四分之一的重资产，不太现实。电力市场这方面要打开，不打开不行，想推现货市场。基础支撑不说了，电工、材料、大功率器件、电力芯片、人工智能，全网调度、人工智能调度，人工智能维修，大功率器件张北工程是ABB供的，对我们国家是卡脖子，我们要有专门的一条中试线在国家电网公司投入做，北京市政府支持，未来都在支持我们。
简单说一下，我们现在提出泛在互联网，是一张虚拟的网，智能电网是一张实体的网，很让大家模糊，我现在说说两张网的关系。怎么解决感知能力，智能传感和智能终端，融合创新物联平台怎么开放，都打开了，电网安全怎么办？实际上智能传感，国家电网公司传感做得最不好，电网公司做得传感不行，不像航空航天石油领域、能源其他领域，包括空天等等一系列，我们的传感这一块基本上全部依赖集成或者依赖国家，国家电网公司四个多月前在我们这里成立一个电力传感技术研究院，要加强攻关，要泛在。智能终端就是智能电表，怎么打通最后一公里让宽带进入家庭，让老百姓全部来参与电网的互动，支持能源转型，这是全民的事儿，光靠电网公司一家不行，我们能源发电所有的能源行业都得参加，全民参与。电信网架结构很简单，我们现在的网架结构国家电网公司给牌照就是电信企业，这个不行，将来全网打通之后网架结构光传输网的主干网架的容量还要提升，最后接入到家庭电信无线载波和5G所有无人变电站都得融入进来，智能终端要广泛的覆盖支持虚拟网，来保证电网的融入。
物联平台这一块，大家都说技术怎么放开，电网公司怎么像阿里巴巴、腾讯一样在这块建一个公共平台，让整个平台业务和数据开放共享，让全民能够参与，现在新增数点和电网一样等同了，先进计算，包括图计算以及深度人工智能算法都需要在这方面进行支撑。信息安全，这就很简单，上亿个用户，虚拟电厂大用户，家庭既是消费者，光伏又送到电网，信息要安全，边界打开了，信息安全的技术防护有三道防线，所有参与电网的都要接受约束，同时漏洞挖掘、智能防御各种各样的，现在国家电网公司在我们院还有一个防御部队，整个这一块每月都有黑客攻击，电网保证安全的的确确国网有一个部队在支撑。
说一下展望，能源互联网更多的是解决可再生能源消纳，电网安全可控，然后多能互补，实现了新型供需协调，让老百姓有获得感。所以智能电网有泛在物联网的关系，通过信息感知、要素互联、云端服务让这张泛在网和智能电网紧密结合，泛在电力物联网是智能电网更加智能，接纳更高比例的可再生能源，实业能源转型呼应能源革命的重大战略。泛在电力物联网是天然垄断性的电网公司更加开放，让老百姓有获得感。所以能源互联网会带来电网技术和生产模式的变革，智能电网和电力物联网是相辅相成的，融合发展，共同构成三流合一的能源互联网，形成强大的价值创造平台，为电网运行业务大幅提高促进能源转型。
注：本文系能源新闻网整理自上述嘉宾在2019全球能源大转型高层论坛发言文字实录，未经本人审阅。
