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，重點關注邊際油田，特別是如何預防非常規(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、能源生產商以及能源銷售商，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、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)相關廢液的新方法，包括天然存在的放射性物質和鉆屑。

 

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的關鍵區(qū)域，面臨來自全球各國深水油氣生產商的競爭日益激烈。美國需要繼續(xù)保持此領域技術的領先地位，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提出應優(yōu)先發(fā)展以下方向：

 

● 優(yōu)化超深水油氣井的設計和施工，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)視設備，包括繼續(xù)開發(fā)自主水下航行器。

 

● 可用于觀察海底設施的高分辨率識別和表征成像技術。

 

● 開發(fā)超深水條件下可能導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，提高預測水合物特性的能力。

 

● 使用模型預測極端超深水壓力、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、電子控制設備和先進的數(shù)據(jù)解釋技術，包括超深水海底生產設備的控制技術。

 

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

 

● 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和電連接器故障的技術。

 

● 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。

 

● 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。

 

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

 

● 改進地下和海底設備的腐蝕控制技術，延長設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。