2018年，美國能源安全研究合作組織（RPSEA）向國會提交了題為“長期堅持下去——簡單的事情已成過去”的技術(shù)路線圖，旨為確定美國未來十年油氣行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和優(yōu)先攻關(guān)的方向。該路線圖要求在提高陸上油田作業(yè)效率的同時提高采收率，建議加大超深水資源的研究力度，重點關(guān)注邊際油田，特別是如何預(yù)防非常規(guī)油氣井過早邊緣化的研究。

 

RPSEA

RPSEA成立于2002年，其成員包括9所首屈一指的研究型大學、5所國家實驗室，及一些美國主要研究機構(gòu)、能源生產(chǎn)商以及能源銷售商，負責170多個研究項目，其中一些項目已經(jīng)商業(yè)化。

 

01陸上研發(fā)主題

RPSEA提出的近期至中期陸上油氣研發(fā)方向包括：

 

● 在提高鉆井作業(yè)效率的同時降低生產(chǎn)成本。非常規(guī)井二次完井將提高油氣采收率并延長油氣井生命周期。

 

● 通過開發(fā)新技術(shù)來延長老油氣田的生命周期，提高常規(guī)和非常規(guī)油氣田的采收率。

 

● 開展有助于運營商遵守法規(guī)的研究。

 

● 減輕頁巖資源開發(fā)帶來的環(huán)境破壞，包括井場建設(shè)、氣體排放、噪音及地表水污染。

 

● 在完全動用儲層并盡量減少重復(fù)壓裂作業(yè)的前提下，盡可能降低水力壓裂的用水量，包括無水壓裂和開發(fā)減少用水量的方法。

 

● 研究處理與頁巖氣開發(fā)相關(guān)廢液的新方法，包括天然存在的放射性物質(zhì)和鉆屑。

 

02海上研發(fā)主題

墨西哥灣深水區(qū)作為未來美國能源供應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域，面臨來自全球各國深水油氣生產(chǎn)商的競爭日益激烈。美國需要繼續(xù)保持此領(lǐng)域技術(shù)的領(lǐng)先地位，但北海和巴西正在增加研發(fā)投入，而美國的研發(fā)投資正在減少。RPSEA提出應(yīng)優(yōu)先發(fā)展以下方向：

 

● 優(yōu)化超深水油氣井的設(shè)計和施工，包括研究水泥配方在凝固過程中及凝固后的物理化學性能，重點是識別出潛在失敗路徑。

 

● 改進超深水海底測量和監(jiān)測儀器，如遙感或監(jiān)視設(shè)備，包括繼續(xù)開發(fā)自主水下航行器。

 

● 可用于觀察海底設(shè)施的高分辨率識別和表征成像技術(shù)。

 

● 開發(fā)超深水條件下可能導(dǎo)致水合物形成和堵塞管道情況的詳細描述與模型。

 

● 改進以天然氣為主的系統(tǒng)中水合物栓塞形成和解離的建模，提高預(yù)測水合物特性的能力。

 

● 使用模型預(yù)測極端超深水壓力、溫度和裝備體系大范圍變化條件下的兩相、三相和四相流體系統(tǒng)的特性。

 

● 在極端井底溫度和壓力條件下（>19000 psi，>250ㄈ），更好地了解水、氣和油混合物的壓力-體積-溫度關(guān)系。

 

● 開展溶解了硫化氫或二氧化碳海水的流變研究。

 

● 通過實驗來預(yù)測超深水壓力和溫度條件下的石油流體特性，包括極端高壓-高溫條件。

 

● 開發(fā)和驗證用于極端高溫高壓井和油藏的先進混合流體模型。

 

● 研究傳感器、儀器儀表、電子控制設(shè)備和先進的數(shù)據(jù)解釋技術(shù)，包括超深水海底生產(chǎn)設(shè)備的控制技術(shù)。

 

● 解決與長流線回路管線相關(guān)的安裝和操作風險，并開發(fā)工具和設(shè)備以降低此類風險。

 

● 開發(fā)長流線回路管線，包括高完整性壓力保護系統(tǒng)，其隔離閥能夠在故障安全位置和多個傳感器上運行，利用傳感器和硬件可執(zhí)行遠程停機決策。

 

● 識別、表征和量化現(xiàn)有的海底電氣連接技術(shù)保持最佳運行模式的極限條件。

 

● 開發(fā)能夠改善超深水架構(gòu)和電連接器故障的技術(shù)。

 

● 通過改進油藏描述、油藏模擬和開發(fā)方法，降低對開發(fā)新油田和鉆新井的依賴。

 

● 改進地震地下成像，以減少通過鉆新井評價和描述油藏的需求。

 

● 開發(fā)不受環(huán)境影響的測試技術(shù)。

 

● 改進適用于墨西哥灣深水資源的開發(fā)方式方法。

 

● 開發(fā)能夠提高超深水資源采收率的技術(shù)。

 

● 開發(fā)能夠在1萬英尺深水下進行鉆井和生產(chǎn)，安全、可靠的干式采油樹浮式系統(tǒng)。

 

● 改進地下和海底設(shè)備的腐蝕控制技術(shù)，延長設(shè)備壽命并降低溢油的可能性。

 

● 改進供電方式，并為海底和地下應(yīng)用開發(fā)出效率階躍變化的電源，從而實現(xiàn)更可靠的傳輸、控制及測量。