石油工程技術是發(fā)現(xiàn)油氣藏、建立油氣通道、提高單井產量、降低油氣綜合成本、實現(xiàn)高效開發(fā)的重要手段，在油氣勘探開發(fā)中起到舉足輕重的作用。
石油工程技術進步推動北美“頁巖革命”，美國頁巖氣年產量從2014年的335億立方米增至2024年的8312億立方米，占美國天然氣產量的79%、全球天然氣產量的21%，重塑了世界能源格局。石油工程技術進步使油氣勘探開發(fā)盈虧平衡點下降，全球主要區(qū)域致密油氣盈虧平衡點從2014年的80美元/桶降為2024年的40美元/桶左右，海洋油氣盈虧平衡點下降近35%。隨著油氣勘探開發(fā)向更深、更復雜、更極端環(huán)境挺進，工程技術進步成為突破地質、環(huán)境和經濟三重極限的核心驅動力。
石油工程技術不斷取得創(chuàng)新突破
深井超深井技術推動油氣勘探進入萬米時代，國內外已實現(xiàn)萬米級鉆井與裝備突破。海洋油氣工程向超深水推進，水下生產系統(tǒng)與高端裝備支撐深水開發(fā)。頁巖油氣通過長水平段鉆井與高效壓裂大幅降本提效。老油田通過智能分支井與側鉆技術激活低品位資源。地熱、氫能等新能源工程技術取得突破，智能化技術顯著提升鉆井效率與安全性。
深井超深井工程技術裝備發(fā)展迅速，推動油氣勘探開發(fā)向萬米深地邁進。NOV（國民油井華高）、Cameron（卡麥龍）等公司研發(fā)了適用于萬米鉆探的1.5萬米鉆機裝備和配套設備，采用套管/尾管鉆井技術快速鉆穿復雜地層，利用工具擴大井眼拓展井身結構，研發(fā)了高性能鉆頭和井下工具、高溫高密度工作液、抗溫耐壓測量儀器，推動深地油氣探測進入新階段。美國墨西哥灣萬米深層油氣實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)，區(qū)域內萬米級特深井鉆井周期約260天。國內研發(fā)成功1.2萬米鉆機、DQ-120系列頂驅、70兆帕泥漿泵等關鍵裝備，形成了特深井鉆探工程技術能力，支撐保障了塔里木盆地、四川盆地、準噶爾盆地特深層油氣勘探開發(fā)。2025年1月，我國首口萬米科探井——深地塔科1井鉆至井深10910米完鉆，陸上鉆深能力成功突破萬米極限，是繼“深空”“深?！敝螅谏畹仡I域取得的又一重大進展，標志著我國邁進萬米深地油氣探測時代。
海洋油氣工程技術正在向更深水域推進，深水鉆完井技術和裝備日趨成熟。國外海洋油氣探井中約50%水深超過1200米，鉆井平臺（船）發(fā)展到第七代，最大作業(yè)水深3658米，最大鉆深能力達15240米。為消除風、浪、流、冰等對作業(yè)的影響，海底工廠已現(xiàn)場應用，利用水下設備對生產出來的油氣進行處理，實現(xiàn)海洋油氣經濟高效開發(fā)。國內通過跟蹤學習、合作引進和自主創(chuàng)新，實現(xiàn)從淺水、中深水到超深水的重大跨越，研發(fā)了以1.5萬米超深水半潛鉆井平臺、7500噸級全回轉起重船、“深海一號”生產平臺等為代表的一批“國之重器”，具備了深海油氣勘探開發(fā)全產業(yè)鏈技術裝備能力，深水油氣成為我國油氣產量重要的增長極。LW22-1-1井鉆探作業(yè)水深2619米，創(chuàng)西太平洋海域鉆井作業(yè)最大水深紀錄。
頁巖油氣工程技術持續(xù)升級迭代，綜合成本不斷降低。北美形成了水平井超級一趟鉆技術，二疊盆地單井鉆井周期從2008年的35～40天，縮短至2024年的14.7天。Expand Energy（擴展能源）公司在美國西弗吉尼亞尤蒂卡頁巖區(qū)完鉆的BW Edge MSH 210H井，井深10518米、水平段長8430米、一趟鉆進尺9256米。綜合考慮地質稟賦、技術能力和經濟效益等因素，改變壓裂理念和作業(yè)方式，采用拉鏈式和雙井同步壓裂，平均作業(yè)效率10.8段/天，正在推廣三井同步壓裂和四井同步壓裂技術，壓裂效率可達27段/天。國內通過非常規(guī)油氣鉆井、壓裂工程技術攻關研究，在復雜地質挑戰(zhàn)中走出了一條自主創(chuàng)新之路，建成涪陵-川南、長寧-威遠、云南昭通等國家級頁巖氣示范區(qū)，以及新疆吉木薩爾、大慶古龍、勝利濟陽等國家級頁巖油示范區(qū)，頁巖油氣邁進大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)新階段。
老油田及復雜儲層提產工程技術進一步解放低品位油氣資源。國外采用智能多分支井、新型魚骨刺井、老井側鉆等技術，讓老井復活，實現(xiàn)儲產量再次增長。沙特阿美石油公司在多分支井鉆井技術基礎上，發(fā)展了極大儲層接觸技術（MRC）和最大儲層接觸技術（ERC），采用無線控制技術，實現(xiàn)地面對井下多分支完井系統(tǒng)的控制，智能多分支井SHYB-220井與油藏接觸位移12.3千米，日產油1644噸。與水力壓裂、調剖等提高老油田油氣產量技術相比，側鉆井技術在老油田挖潛方面的應用有著更大的優(yōu)勢，俄羅斯側鉆作業(yè)數(shù)量占全球側鉆總量60%，年側鉆井約3500口，側鉆水平井比例不斷增加，占側鉆井總進尺的76%。國內組織實施勘探開發(fā)、地質工程、科研生產、組織管理一體化，推廣應用大井叢、老井側鉆、分支井技術，拓展水平井+體積壓裂應用領域，新建產能貢獻率和效益逐步提高。
新能源新領域工程技術助力能源轉型與綠色低碳發(fā)展。國外油氣公司積極布局地熱、氫能、儲能等新能源領域，并與油氣開發(fā)工程協(xié)同，實現(xiàn)油氣綠色低碳開發(fā)。美國Fervo（費爾沃能源）公司Cape Station注采雙井地熱項目采用水平井鉆井+分段壓裂技術，注采井垂深2590米、水平段長1500米，完成多井拉鏈分段壓裂80級，每日獲取195攝氏度高溫液量9245立方米，創(chuàng)造了增強型地熱系統(tǒng)單井流量和功率輸出世界紀錄。美國ACES項目采用220兆瓦堿性電解槽制氫并儲存于地下鹽穴，鹽穴直徑66.88米、高364.8米、頂部深度1064米，儲能容量300吉瓦·小時。國內開發(fā)了強制對流取熱、低成本分支井工具，形成多層立體采灌高效取熱關鍵技術，300兆瓦·小時鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目投產運行。
智能化石油工程技術快速發(fā)展，作業(yè)效率和安全性大幅提高。國外自動化鉆井技術不斷完善，石油工程技術與大數(shù)據、人工智能等數(shù)字化技術融合發(fā)展。斯倫貝謝公司利用AI模型預測井筒完整性風險并優(yōu)化超深水作業(yè)流程，在Performance Live?中心集中管理定向鉆井、隨鉆測井（LWD）和完井服務，顯著縮短非生產時間（NPT）。哈里伯頓公司的智能壓裂系統(tǒng)利用井下傳感器連續(xù)測量射孔簇均勻性和裂縫幾何形狀，基于測量值進行智能決策、優(yōu)化壓裂參數(shù)。中國石化智能鉆井技術在勝利油田頁巖油國家示范區(qū)完成8口井集成應用，實現(xiàn)了鉆機、儀器、決策系統(tǒng)與集成控制中心數(shù)據交互聯(lián)動，機械鉆速提高17.44%、風險診斷準確率達92%、優(yōu)質儲層鉆遇率100%、鉆井周期縮短19.87%。
石油工程技術面臨的挑戰(zhàn)
勘探對象復雜化與資源劣質化增大了增儲穩(wěn)產難度，也提高了對工程技術性要求；碳中和目標加速石油工程綠色低碳轉型；數(shù)字化與智能化融合面臨多源數(shù)據整合困難、算法適應性不足及實時決策依賴人工等挑戰(zhàn)。
我國2024年原油對外依存度73.6%、天然氣對外依存度41.5%，油氣安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。隨著油氣勘探開發(fā)向深層超深層、深水超深水、非常規(guī)油氣發(fā)展，呈現(xiàn)勘探開發(fā)對象復雜化和資源品質劣質化趨勢，油氣規(guī)模增儲和穩(wěn)產難度越來越大，對石油工程技術創(chuàng)新提出了更高要求。
全球應對氣候變化行動正在對油氣行業(yè)產生廣泛而深刻的影響，我國提出在2030年前實現(xiàn)碳達峰，力爭2060年前實現(xiàn)碳中和。油氣勘探開發(fā)作為重要的碳排放源，碳減排實施效果直接影響碳達峰與碳中和整體目標的實現(xiàn)，石油工程需要加大力度推動綠色低碳發(fā)展，提升低碳運營能力。
數(shù)字化、智能化正在引領新一輪科技及產業(yè)變革，并向油氣行業(yè)不斷滲透與融合，但石油工程多源異構數(shù)據整合困難、數(shù)據清洗難度大，跨部門數(shù)據共享存在制度障礙，深度學習算法對異常工況適應性不足，實時決策模型迭代更新依賴人工經驗調整，尚未形成自主進化能力。
新一代石油工程技術發(fā)展方向
技術發(fā)展將聚焦“兩深一非”增儲上產、數(shù)智降本與綠色轉型。重點突破萬米鉆探、深水鉆完井、非常規(guī)提效、老油田挖潛、新能源融合和智能建井等六大方向，構建高端化、智能化、綠色化的新一代技術體系。
經過多年持續(xù)攻關，我國石油工程技術體系基本滿足了油氣勘探開發(fā)的需要，但在保障國家能源安全和實現(xiàn)凈零碳排放的雙重要求下，石油工程技術既要實現(xiàn)整體經濟效益的提升，也要走好低碳發(fā)展之路。新一輪科技革命和能源變革背景下，“兩深一非”增儲上產、數(shù)智賦能降本增效、綠色低碳轉型發(fā)展成為共識，油氣與新能源融合發(fā)展對石油工程技術創(chuàng)新提出了更高要求。面向油氣與新能源主戰(zhàn)場，我們要錨定“高端化、智能化、綠色化”方向，夯實傳統(tǒng)油氣產業(yè)發(fā)展的技術基礎，布局培育支撐未來新興產業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢技術，增強原始創(chuàng)新能力和關鍵技術供給能力，支撐打造油氣上游新質生產力。
一是針對超深層特深層油氣復雜工程地質條件下安全高效成井技術難題，攻關突破工程地質風險超前預測技術、1.5萬米重載鉆機裝備、硬地層高效破巖工具、220攝氏度井下測控儀器、260攝氏度化學劑及密封材料、超高溫超高壓儲層完井改造技術，建立涵蓋“理論方法、關鍵裝備、工作流體、工具儀器及配套工藝”的萬米油氣建井工程技術體系，提升超深特深層極端環(huán)境作業(yè)能力。
二是針對海洋深水地質環(huán)境復雜、鉆井作業(yè)風險高等難題，持續(xù)推進海洋工程高端技術裝備國產化進程，提升深水作業(yè)安全及應急保障能力，突破深水控壓鉆井、高溫高壓鉆完井、高性能環(huán)保鉆井液、海上長壽命完井等關鍵技術，構建深水、超高溫高壓工程技術體系，為海洋油氣資源高效開發(fā)利用提供技術保障。
三是針對非常規(guī)油氣開發(fā)效益差、降本增效難度大等難題，研發(fā)儲層精細識別評價、5000米超長水平段水平井鉆井、隨鉆遠探測、高性能旋轉導向、精細化壓裂等提速提效提產技術，形成新一代非常規(guī)油氣工程技術體系，滿足頁巖油、深層頁巖氣、深層煤層（巖）氣勘探開發(fā)需求，大幅降低噸油成本，實現(xiàn)非常規(guī)油氣經濟高效開發(fā)。
四是針對老油田挖潛油氣水關系復雜、單井產量低等難題，研究高級別分支鉆井、最大儲層接觸（ERC）鉆井、超短半徑徑向鉆井、老井側鉆、調流控水與壓裂控水、多薄層大規(guī)模均衡壓裂等特殊工藝技術，實現(xiàn)“一井多控、少井高產”，降低單井綜合成本，滿足多套儲層立體開發(fā)、難動用油氣效益開發(fā)需求。
五是圍繞高溫地熱/干熱巖開發(fā)、地下空間儲能、二氧化碳封存與利用、油氣開發(fā)全過程節(jié)能減排等方向，持續(xù)攻關復雜結構地熱井高效破巖、熱儲改造、采灌增效技術，突破深層地熱資源開發(fā)高效成井與長效取熱等關鍵技術；開展地下空間儲能技術研究，攻關突破鹽穴腔體庫容評價、大口徑井筒長效密封固井、鹽穴沉渣層排采一體化技術，實現(xiàn)儲氣、儲氫、儲能協(xié)同發(fā)展；拓展二氧化碳壓裂、提采、地質封存技術應用，提高CCS/CCUS經濟效益，打造負碳示范工程；采用低能低耗設備、優(yōu)化發(fā)電機組運行效率，降低燃料消耗和溫室氣體排放，構建碳中和能源工程技術體系。
六是圍繞油氣行業(yè)數(shù)字化轉型和智能化發(fā)展，拓展大數(shù)據、人工智能、數(shù)字孿生等技術在鉆完井、測錄井、完井測試、壓裂改造等場景的應用，開展數(shù)據感知、智能決策、智能控制技術研究，搭建智能決策、數(shù)字孿生平臺，借助自動化鉆井裝備和高端智能新材料，實現(xiàn)“全方位感知、云平臺計算、大數(shù)據分析、一體化決策、最優(yōu)化調控”建井目標。
全球油氣鉆井市場動向
海上業(yè)務逆市爆發(fā)。2024年全球鉆井市場規(guī)模達1013億美元，鉆井市場總體微增2.2%，但陸上與海上冰火兩重天，海上鉆井比上年增長14.2%（378億美元），陸上鉆井萎縮3.4%（654億美元）。2025年，預計全球鉆井市場增長2%，自升式平臺、鉆井船和半潛式平臺及平臺服務市場增長4%以上，定向井、固井、鉆井液保持穩(wěn)定。
全球市場區(qū)域分化顯著。2025年，中東、歐洲、俄羅斯及其他市場預計將實現(xiàn)5%以上增長，南美和非洲市場預計增長2%左右，亞太、北美市場下滑3%左右。
總體來看，在全球能源版圖重構的背景下，鉆井企業(yè)需“向海而行”，強化技術壁壘，同時關注新興區(qū)域政策紅利。
全球油氣完井市場動向
整體市場規(guī)模收縮、結構分化。2024年，受非常規(guī)油氣勘探開發(fā)投資比上年下降的影響，全球完井市場規(guī)模小幅下降，比上年下降4.7%，至961億美元。2025年，受全球油氣勘探開發(fā)投資保持穩(wěn)定影響，完井市場需求保持穩(wěn)定，預計全球完井市場保持穩(wěn)定，細分專業(yè)市場層面，測試市場預計增長3%左右，連續(xù)油管裝備與服務、有線測井和射孔市場增長2%左右。
區(qū)域市場方面，2025年，南美、俄羅斯及其他市場預計實現(xiàn)10%以上增長，中東和非洲市場預計增長5%以上，亞太、北美市場預計下滑3%左右。
競爭態(tài)勢上，完井市場供應競爭更加激烈，巨頭壟斷加劇。CR8（前八大企業(yè)市場份額之和）提升至38%，大型油服公司持續(xù)提升完井業(yè)務競爭力，保持部分細分專業(yè)市場的領導地位。
總體來看，面對市場分化，企業(yè)可以適時將資源向海上業(yè)務、新興業(yè)務等高潛力賽道傾斜，同時強化技術壁壘以應對巨頭競爭。
（資料來源：《全球油氣工程行業(yè)發(fā)展報告（2025）》）
（ 責任編輯：王瑩 ）
