2018 年，我国石油和天然气进口量分别达4.4×108t和1254×108m3， 对外依存度分别攀升至69.8% 和45.3%。为此，国家提出要大力提升国内油气勘探开发力度，保障国家能源安全。油气工程是决定油气勘探发现、提高产量、实现经济开发重要的决定条件。通过阐述我国油气工程技术在油气勘探开发中的作用，分析我国油气工程领域存在的“卡脖子”技术瓶颈，结合内外部环境变化对油气工程“卡脖子”技术的需求，提出我国油气工程“卡脖子”技术发展对策建议，对于提高我国油气勘探开发效益、保障国家能源安全具有重要意义。
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油气工程技术在油气勘探开发中的作用
油气工程投资约占据上游投资的60%，油气工程技术及装备的水平决定了可开采资源量及开采的经济性，其在增储上产、降本增效、推进油气勘探开发转型升级方面正扮演着举足轻重的作用。
1.1 油气工程技术进步拓宽了油气勘探开发领域
1.2 油气工程技术进步大幅降低了油气勘探开发成本
1.3 油气工程技术跨界融合促进了油气勘探开发转型升级
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我国油气工程“卡脖子”技术
经过多年科研攻关，我国油气工程技术取得了重大进步，实现了关键技术装备的国产化，形成了较为完善的技术体系，基本满足了我国油气勘探开发需求。但在精细勘探技术、深海油气工程技术、超高温井下工具、高性能智能导钻技术、油气储层精准改造技术、地质工程一体化决策技术等高端技术方面还存在“卡脖子”技术瓶颈，一定程度上影响了我国油气的高效勘探和效益开发。
2.1 精细勘探技术
当前，油气勘探面临的地层环境越来越复杂，对勘探仪器的精度要求越来越高。组件式百万道级地震仪器可以通过组件增减快速实现有线或节点模式采集，满足不同施工环境下的勘探需求，是提高油气藏发现的重要手段。目前，法国地球物理公司地震勘探仪器具备100 万道的采集能力，能满足不同环境作业需求，国内没有相应的产品可替代。光纤地球物理采集系统以光纤为媒质，光为载体，感知传输信号，具有工作频带宽、噪声低、灵敏度高等特点，是高温高压、强电磁强辐射油气勘探的关键技术。目前国外公司只提供技术服务，我国自主研发的系统在背景噪声、灵敏度及去噪能力方面与国外公司还存在一定差距。
2.2 深海油气工程技术
2.3 超高温井下工具
2.4 高性能智能导钻技术
我国非常规油气资源非常丰富，是陆上油气勘探的重大战略接替资源，技术是制约其开发的核心要素。智能导钻技术是以精密随钻地质导向系统为手段，通过新型旋转导向钻井工具，实现“闻着油味”钻井，是非常规油气藏和薄层油气藏勘探开发提高油气产量必不可少的技术，也是实现一趟钻钻井、缩短钻井周期、降低作业成本的有效手段。国外智能导钻技术已经发展成为常规的水平井钻井技术，钻井过程中能够探测井筒径向60m 的地层，可实现井眼轨迹的精准控制。哈里伯顿公司研发的iCruise 智能旋转导向钻井系统，与GeoTech 钻头配合使用，可通过快速钻进、精准导向、精确预测，达到提速、提效、降本的目的。研发的EarthStar 超深电阻率随钻测井技术能够探测到井眼周围60m 范围内的油藏和流体边界。我国智能导钻技术尚未形成体系，其关键组件主要从国外引进或直接由国外提供技术服务。
2.5 油气储层精准改造技术
截至2016 年底，全国累计探明石油地质储量和天然气地质储量中，低渗透油气分别占12% 和39%。低渗透油气藏要实现经济高效开发，需要利用精准改造技术对储层进行体积最大化和目标精准化改造，以达到提高单井产量的目的。目前，我国储层改造优化设计软件、压裂裂缝监测技术还主要依赖国外技术。6000 型大功率超长寿命压裂装备已经研制成功，但其核心部件需要国外引进。国外AF Global 公司DuraStim 压裂泵功率为4474.2kW，完全自动化，电气化长冲程泵，专门用于连续水力压裂作业，具有低频率（约20 次循环/min）特点，为传统设备的10%，避免了传统柱塞泵由于高循环频次造成的液力端损坏，大幅延长了设备使用寿命。
2.6 地质工程一体化决策技术
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内外部环境变化对油气工程“卡脖子”技术的需求
面临油气勘探开发对象日益复杂、油价中低位震荡、安全环保日趋严苛、大国竞争进一步加剧等内外部环境，油气勘探开发面临提高产能、降低成本、保障安全等多重压力，对油气工程“卡脖子”技术提出了迫切需求。
3.1 油气勘探开发对象日趋复杂，增储上产难度不断加大
随着油气勘探开发向深水、深层、非常规、极地等转变，油气资源品质劣质化和作业环境复杂化进一步加剧。油气勘探面临更深、更小、更薄、更低渗透等复杂地质对象，2016年，全国新增探明石油地质储量9.1× 10 8t，其中低渗透、致密油占67%；新增天然气地质储量6540× 108m3，其中低渗透、致密气占73%。已开发油田整体进入“双高阶段”，从中国陆上已开发油田来看，截至2016 年底，全国油田采出程度为78.13%、含水率为87.7%，大庆、胜利等主力油田已进入特高含水阶段。稳产难度日益加大，成本控制也日趋困难。
3.2 油价中低位震荡，降本增效压力前所未有
2014 年以来，在全球油气供给过剩和需求疲软的双重驱动下油价暴跌，由每桶110 美元以上降至2015年40 多美元的低谷，而后在50 ～ 60 美元/bbl 上下波动。业内普遍认为油价中低位震荡将成为“新常态”，2025 年前将维持在80 美元/bbl 以下，油气工程技术的发展不能把希望寄托于高油价。油价波动使石油公司对油气项目的投资更加谨慎，并不断压减油气工程费用，降本增效压力巨大。
3.3 安全环保日趋严苛，技术升级换代迫在眉睫
为了更好地保护和改善环境，国家实施了更加严格的安全生产、生态环境保护与节能减排政策，制定了生态保护红线、排污许可、污染物总量控制等环保制度，油气勘探开发的环保压力和环保支出不断增大，对油气工程技术的升级换代提出新的要求。同时，对于油气工程作业来说，安全永远是第一位，需要不断提高油气工程自动化、智能化、无人化水平，促进转型升级，保证作业安全。
3.4 中美贸易摩擦倒逼油气工程“卡脖子”技术的研发
中美贸易摩擦升级后，美国以知识产权保护为由，限制对中国高新技术产品出口及外商直接投资技术转让等，以阻断中国“干中学”通道，使得高端油气工程技术采用引进消化吸收再创新的模式不确定性增大。为避免在关键领域被对手卡脖子，要求我国集中力量进行核心技术攻关，形成推进自主创新的强大合力，确保把大国重器牢牢掌握在自己手中。
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我国油气工程领域“卡脖子”技术发展对策建议
油气工程技术是保障油气勘探开发的核心手段，为了解决我国油气工程领域“卡脖子”瓶颈，保障国家能源安全，建议从战略布局、政府支持、协同攻关等方面发力，促进大国重器发展。
4.1 做好“卡脖子”技术战略布局
围绕国家战略需求和科技发展趋势，研判我国油气工程技术水平，分析与国外先进水平的差距，研究可能形成的技术突破，做好重大科技发展战略布局和规划部署，确定未来油气工程“卡脖子”技术需要重点发展的领域、亟待突破的关键技术、优先发展的技术，确立技术发展路径， 提升油气工程技术能力和水平。同时，加强耐高温橡胶、耐高温电子元器件、耐磨材料、智能芯片、高精度传感器、精密仪器等基础研发，为油气工程“卡脖子”技术的攻克提供战略支撑。
4.2 加大国家专项支持力度
油气工程领域的“卡脖子”技术由于其产品和工艺的复杂性，技术研发周期长，成本风险高，需要从国家层面加大对科研攻关力度，制定重大专项研发计划，设立专项攻关基金，针对共性问题开展攻关研究，加强基础研究、应用研究、成果转化的有机衔接，加快“卡脖子”核心技术的研发进程，防范化解油气工程科技领域重大风险。
4.3 加快建立实质性的产业联盟
油气工程“卡脖子”技术涉及石油、信息、机械、电子、化学、材料等学科，仅靠一家单位或少数几家单位难以攻克，需要政府部门牵头，建立以石油企业为核心，科研院所、高等院校、信息企业和基础材料企业相配合的科研生产体系。加大不同学科领域机构之间的交流合作，推动产学研合作，加快研发进程，降低研发风险。注重开放式研究和合作研发，利用全球研发资源，进行内外资源相互补充，协同共进，提升基础研究、关键技术突破、创新人才培养等方面的能力。刊登期号：《石油科技论坛》2019年第5期，32-39页。
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