在世界油氣技術由低級到高級進化中，每個時期都出現(xiàn)一些里程碑式的重大技術成果，如20世紀80年代電驅動鉆機，90年代自動化鉆機、油藏數(shù)值模擬、旋轉導向鉆井，以及21世紀初出現(xiàn)的3D成像、智能完井等，讓油氣全產(chǎn)業(yè)鏈智能化夢想照進現(xiàn)實。

今天，在距離挪威西海岸80英里的地方，一座石油鉆井平臺正在浪花之中生產(chǎn)作業(yè)。令人驚訝的是，這個平臺上既沒有直升機停機坪，也沒有廁所，甚至沒有救生艇。這座“詭異”的鉆井平臺由挪威國家石油公司運營，其設計理念就是智能化、無人化運營。該平臺9口油氣井都被一個相距5英里以外的數(shù)控中心所控制，現(xiàn)場無需工作人員。2017年5月，挪威國家石油公司成立了數(shù)字化中心，專注于大數(shù)據(jù)分析、機器學習、人工智能等數(shù)字化技術研發(fā)。同年11月，該公司投資4500萬美元研發(fā)的鉆井機器人，應用在JohanSverdrup油田DeepseaAtlantic號半潛式鉆井平臺上。這個系統(tǒng)由4種電動機器人組成，有望大幅度提升效率。

目前，除挪威國家石油公司外，美國阿帕奇石油公司、國民油井華高公司，以及油服巨頭斯倫貝謝、哈利伯頓、貝克休斯等多家公司都介入智能機器人鉆探領域。美國國民油井華高公司和斯倫貝謝已研制出新式智能鉆桿，內裝高速數(shù)據(jù)傳輸纜，可使鉆頭向地面工人傳送信息。而阿帕奇石油公司則更進一步，已在開發(fā)新軟件，鉆頭可自行思考并與地表裝備直接交流，控制鉆速和方向。隨著人工智能技術的應用，未來鉆井可能不再需要人工，自動鉆井裝置可利用衛(wèi)星定位，自動進入井場，自行裝配起14層樓高的井架后開鉆，完畢后再自行移向下一個井場。

越來越多的公司希望自己成為智能鉆井新賽道上的運動員，能夠快速鉆穿地層，進入每個儲層，以創(chuàng)紀錄的速度越過終點線獲得第一桶石油。但所有選手都會告訴你，單靠設備并不能贏得比賽。對智能鉆井而言，除制定一個比賽計劃并進行實地測試外，還需要發(fā)展智能技術，以準確知道在什么時間、什么地點、如何發(fā)現(xiàn)油氣儲層。

未來的智能鉆井主要由智能鉆機、井下智能導向鉆井系統(tǒng)、現(xiàn)場智能控制平臺、遠程智能控制中心組成，它們構成一個有機的整體，實現(xiàn)閉環(huán)控制。具有機器學習能力的智能鉆臺機器人和智能排管機器人將取代鉆臺工和井架工，實現(xiàn)鉆井作業(yè)的少人化甚至無人化。鉆井工人也能從復雜的操作中解放出來，現(xiàn)場智能控制平臺將代替人工完成所有操控。地質導向、井下事故處理等關鍵作業(yè)，可由遠程智能控制中心的智能控制平臺完成，從而實現(xiàn)操作的遠程化。在超級鉆頭配合下，未來的智能鉆井將推行水平井超級一趟鉆，即表層井段一趟鉆，余下井段一趟鉆，有望大幅度降低鉆井成本。預計2025年，鉆井進入智能鉆井初級階段，開啟智能鉆井新時代。未來的智能鉆井不是現(xiàn)有技術的簡單升級，而是鉆井技術的一次全方位深刻革命。對鉆井業(yè)和鉆井人產(chǎn)生深刻影響，大幅度提升鉆井效率、質量和安全性。

以智能鉆井為代表的油氣技術革命拉開序幕，納米驅油、原位改質等新一代勘探開發(fā)智能化技術體系正在形成，新一輪技術革命蓄勢待發(fā)。

在智能油田方面，經(jīng)過20多年的發(fā)展，智能油田已在數(shù)字油田基礎上，開始利用大量知識及經(jīng)驗對數(shù)字油田進行智能化開發(fā)。相應地，數(shù)字油田技術的應用范圍也逐漸從井筒、油井擴展到油氣藏、油氣田，并將最終實現(xiàn)全資產(chǎn)的覆蓋。智能油田是數(shù)字油田未來的發(fā)展方向，未來將以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)智能分析控制平臺為中心，無論固定資產(chǎn)、移動設備還是工作人員都將成為數(shù)據(jù)的收集者和接受者并直接同控制中心建立聯(lián)系。智能控制中心結合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，通過分析海量的數(shù)據(jù)實時完成資源的合理調配、生產(chǎn)優(yōu)化運行、故障判斷、風險預警等，最終實現(xiàn)全部油田資產(chǎn)的智能化開發(fā)運營。

在納米智能驅油技術領域，跨國石油巨頭如埃克森美孚、殼牌和道達爾，都開始嘗試利用納米技術與提高采收率技術（EOR）融合集成，解決傳統(tǒng)EOR技術不能解決或難以解決的問題，如波及效率低、費用昂貴、苛刻環(huán)境下的不適應性及潛在的儲層傷害等。納米智能驅油技術的研發(fā)思路是：納米驅油劑“尺寸足夠小”，能夠基本實現(xiàn)全油藏波及；“強憎水強親油”，遇水排斥，遇油親和，具有自驅動力，能夠實現(xiàn)智能找油；“分散油聚并”，能夠捕集分散油，形成油墻或富油帶并被驅出。納米智能驅油技術有望成為提高采收率的戰(zhàn)略接替技術，預期將大幅度提高最終采收率，具有廣闊的應用前景。未來油田開發(fā)將以納米材料為基礎，以化學改性為手段，在同一納米材料上集成多種功能，真正賦予納米材料“目標性”與“智能性”，將“一劑多能”“一劑多用”變?yōu)楝F(xiàn)實。

在井下油水分離技術方面，高含水是成熟油田面臨的重大挑戰(zhàn)之一。井下油水分離技術，是將油水混合物在井下直接分離，石油、天然氣和剩余水被開采出地面，地面產(chǎn)出液大幅降低，含水率大幅下降，可極大緩解地面處理站油水處理壓力，降低潛在的環(huán)境風險，是實現(xiàn)高含水油田經(jīng)濟穩(wěn)定開發(fā)的有效措施之一。該技術正朝著結構小型化、功能集約化、管理智能化的方向發(fā)展，將開辟“井下工廠”開發(fā)新模式。

在高精準智能壓裂方面，美國Quantico能源公司利用人工智能技術，將靜態(tài)模型與地球物理解釋緊密耦合，對不良數(shù)據(jù)進行質量控制，形成高精度預測模型，用于壓裂設計，在二疊紀盆地和巴肯的100多口油井中使用了該項技術。與鄰井對比結果表明，優(yōu)化后的完井方案不僅可以使產(chǎn)量提高10%-40%，還可以降低整體壓裂作業(yè)成本。近年來，水平井分段壓裂呈現(xiàn)壓裂段數(shù)越來越多、支撐劑和壓裂液用量越來越大的發(fā)展趨勢。從長遠看，實現(xiàn)壓裂段數(shù)少、精、準，才是水力壓裂技術的理想目標。目前業(yè)界在探索大數(shù)據(jù)、人工智能指導下的高精準壓裂技術和布縫優(yōu)化技術，但是真正能夠“聞著氣味”走的壓裂技術還有待研究和突破。隨著“甜點”識別、壓裂監(jiān)測技術和人工智能技術的發(fā)展，未來的高精準智能壓裂技術有望使每一級壓裂都壓在油氣“甜點”上，對降本增效意義重大。

在地下原位改質技術方面，殼牌開發(fā)了獨有的冷凍墻技術，可以避免生產(chǎn)區(qū)域在頁巖加熱、油氣采出和后期清理過程中地下水的侵入。該技術通過緩慢加熱提升產(chǎn)出油氣的質量，相對于其他工藝可以回收極深巖層中的頁巖油，并減少地表污染，同時省去地下燃燒過程，減少對環(huán)境的危害。根據(jù)試驗結果，該原位改質工藝所生產(chǎn)油氣的能量值是所消耗能量的3倍。地下原位改質技術一旦規(guī)模化應用，將對重質油、頁巖油和油頁巖開采具有革命性意義。

在人工智能地震解釋技術方面，國外已經(jīng)有公司開始將機器學習應用于地震解釋。例如，Geophysical Insights公司利用機器學習與大數(shù)據(jù)分析進行地震屬性分析，將地震多屬性分析機器學習技術應用于薄層解釋等方面，減少地震解釋的不確定性，推動定量解釋的發(fā)展。2017年，帕拉代姆公司開始了基于機器學習的地震解釋技術的應用，用多層神經(jīng)網(wǎng)絡做巖相預測。該公司開發(fā)了用于巖相分類的機器學習算法，并嵌入SeisEarth解釋平臺，通過概率的方法得到巖相數(shù)據(jù)體來描述巖相類型和分布。這種方法運行速度快，減少人力，能夠在量化不確定性分析時減少猜測，提供更加穩(wěn)定的油藏描述結果。應用巖相分類的機器學習算法對美國以外地區(qū)二疊紀地層數(shù)據(jù)進行分析，獲得了由各類巖性組成的3D地質體?；谌斯ぶ悄芗夹g的地震解釋，充分利用海量數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析，大大縮短模型處理的時間，改善地震道屬性的實時計算以及復雜地區(qū)盆地的視覺分析，獲得更精確的地下信息，提高鉆探成功率。