呂建中 楊 虹 孫乃達

（中國石油集團經濟技術研究院）

在全球能源轉型過程中，雖然煤炭、石油的發(fā)展在一定程度上受到限制，但在2050年前，其主體能源的地位基本不會改變，天然氣、新能源、核能發(fā)展更受關注。面對新環(huán)境，國際石油公司優(yōu)化資產組合、調整業(yè)務結構，技術創(chuàng)新重點向降本增效的實用技術和優(yōu)勢技術調整，創(chuàng)新思維更加開放，科研管理體系趨向集中化、一體化。重視數(shù)據(jù)與信息的互通互聯(lián)，搭建開放式的數(shù)字化平臺，推動行業(yè)向清潔化數(shù)字化轉型發(fā)展。

1 加強超級盆地研究，參與短周期項目

2014年油價低迷以來，國際石油公司轉變戰(zhàn)略思路，不斷優(yōu)化資產組合和業(yè)務結構，專注各自核心優(yōu)勢，保持公司核心競爭力。一方面，慎重進入投資風險大、資金回收期較長的中長期項目，如極地、重油及難開采的非常規(guī)油氣；另一方面，積極向已勘探開發(fā)的“超級盆地”挖潛，從已掌握盆地的地質特征、儲層類型、儲量基礎等地質因素進行大數(shù)據(jù)分析。在關注油氣價格、人力資源、工程服務市場和現(xiàn)有基礎設施建設等經濟因素的同時，重視政府態(tài)度、準入制度、法律法規(guī)、環(huán)保要求等社會因素，通過技術創(chuàng)新研究降本增效的技術組合，使油氣產量保持平穩(wěn)或上升[1]。例如，美國二疊紀盆地，在資源狀況、經濟因素和社會因素的共同作用下重新“煥發(fā)青春”。

國際石油公司將資金集中投入資本密度低、靈活性高、風險小的“短周期”項目（圖1），以求提高產量、實現(xiàn)價值最大化，例如，優(yōu)化頁巖油氣生產，增加海底回接。為保持“供應成本”的競爭優(yōu)勢，石油公司轉變開發(fā)理念，尋求技術變革，通過成本的削減和控制，帶動上游單位成本大幅下降，從原來的100美元/bbl以上下降到30～50美元/bbl。

圖1 技術研發(fā)趨向于“短周期”項目

2 研發(fā)投入轉向實用與優(yōu)勢技術創(chuàng)新，加快技術轉化應用

近年，油價下跌降低了企業(yè)的營業(yè)收入和凈利潤，石油公司與油服公司的研發(fā)投入均有所下降（圖2），但以研發(fā)投入占營業(yè)收入比例的研發(fā)投入強度不降反升（圖3）。近5年，斯倫貝謝、哈里伯頓、貝克休斯等油服公司的研發(fā)投入強度年均增長近0.5個百分點，?？松?、殼牌、BP、道達爾、雪佛龍、康菲等石油公司年均增加0.1個百分點。技術創(chuàng)新向降本增效的實用技術和公司優(yōu)勢單項或少數(shù)技術傾斜，并加快了產業(yè)化、商業(yè)化應用的速度[2-3]。

在上游領域，技術研發(fā)聚焦完井技術、儲層改造技術、海底裝備、處理設施、天然氣處理廠、提高采收率與儲層生產優(yōu)化技術的研發(fā)投入；減少了地震獲取、常規(guī)地震處理與解釋、地下整合模擬、常規(guī)鉆井技術與未來數(shù)字油田技術的研發(fā)投入，并加快了轉化為生產力的進程。值得注意的是，在機器人和無人機、無人值守、棄置處理等方面增加了研發(fā)投入，在大數(shù)據(jù)分析、人工智能、能源效率和低碳化方面投入更為明顯。

圖2 國際石油公司上游研發(fā)投入與油價關系

圖3 石油公司和油服公司研發(fā)投入及研發(fā)投入強度對比

3 實施開放創(chuàng)新，新能源、低碳產業(yè)聯(lián)盟、風投活動顯著增加

石油公司與油服公司圍繞公司戰(zhàn)略，以創(chuàng)新思維和更加開放的管理模式，優(yōu)化技術獲取方式，更多地利用外部資源，提高研發(fā)資金投入效率，這已成為油氣行業(yè)共同的應對之策。

在技術研發(fā)方面，利用科技發(fā)展最新成果，彌補自身研發(fā)能力不足，有效縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本和研發(fā)風險，用有限的研發(fā)資金創(chuàng)造更多價值。據(jù)IHS Markit公司調查顯示，隨著環(huán)境變化，石油公司也在調整技術獲取的方式[1]。例如，設施及海底技術，2012—2014年多采用合作研發(fā)，2016—2018年則提高了風險投資的比例。勘探與地球物理技術、提高采收率技術以內部研發(fā)為主，數(shù)字技術多采用合作研發(fā)與風險投資（圖4）。

在轉型發(fā)展過程中，設立了清潔能源板塊，對新能源和低碳化技術，廣泛開展了公司與公司、公司與大學/研究機構的合作研發(fā)，建立產業(yè)聯(lián)盟，引入風險投資，參與工業(yè)聯(lián)合項目。積極培育技術創(chuàng)新生態(tài)圈，把用戶、供應商，甚至競爭者引入企業(yè)創(chuàng)新鏈，形成跨界融合。在基礎應用研究和新興、前沿技術領域的合作與技術聯(lián)盟更加活躍，特別是與數(shù)字化、自動化相關的技術，如移動/通信/過程自動化、計算機、機器人/無人機/自動駕駛、鉆井自動化、分析處理等技術。近5年，石油公司的合作和聯(lián)盟數(shù)量增長1倍以上。

2018年，全球能源風險投資公司數(shù)量達22家，其中清潔能源技術10家、數(shù)字化技術4家（圖5）。清潔能源的產業(yè)聯(lián)盟和風投多集中在能源轉型、可再生能源、新燃料和低碳化方面。如StoreDot與BP的能源轉型聯(lián)盟，AutoGrid Systems與道達爾的可再生能源聯(lián)盟，HyEt Hydrogen的新燃料風險投資，GHGSat和斯倫貝謝降低作業(yè)碳排放的聯(lián)盟等。

圖4 石油公司對技術獲取方式的優(yōu)化組合

圖5 風險投資企業(yè)數(shù)量增長

4 技術創(chuàng)新重點調整，數(shù)字化轉型突顯，重視數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通

石油公司經歷了電氣化、自動化階段，數(shù)字化轉型將給企業(yè)帶來全新的運營模式，這是石油公司發(fā)展的必由之路。數(shù)字化轉型要歷經3個階段：物聯(lián)網(wǎng)技術已經實現(xiàn)了自動化和實時數(shù)據(jù)采集；云技術是數(shù)據(jù)無縫接入、存儲，實現(xiàn)知識共享的關鍵；大數(shù)據(jù)分析、機器學習技術，對數(shù)據(jù)進行分類和預測，通過人工智能、人機交互展現(xiàn)數(shù)據(jù)內部的巨大價值。數(shù)據(jù)與信息標準統(tǒng)一是互聯(lián)互通瓶頸，通過應用技術創(chuàng)新管理工具與方法，可以加快決策過程、優(yōu)化研發(fā)流程、縮短研發(fā)周期、有效降低研發(fā)成本。

目前，油氣公司關注的技術可分為勘探與地球物理、建井、設施及海底設備、提高采收率、數(shù)字與自動化等5類。近兩年，儲層與開發(fā)優(yōu)化、數(shù)據(jù)科學與集成優(yōu)化等技術研發(fā)重視程度提升。在計算能力、物聯(lián)網(wǎng)技術、虛擬化技術、云計算、模擬等技術驅動因素作用下，數(shù)字化相關的核心技術占比不斷提升。相比石油公司，油服公司的數(shù)字化轉型力度更大，注意力已從成像和提高采收率方面的研究，轉向數(shù)字化、自動化、智能化方面（圖6、圖7）。

圖6 石油公司技術發(fā)展方向變化

圖7 石油公司數(shù)字化轉型

哈里伯頓從2013年開始數(shù)字化轉型，以提供上游油氣產業(yè)軟件的下屬蘭德馬克公司為核心，將每一條產品線的技術都整合到蘭德馬克。公司成立了大數(shù)據(jù)科學團隊，研究算法，并將其融入公司產品。哈里伯頓打造了一體化“Decision Space”技術平臺，可實現(xiàn)油田現(xiàn)場數(shù)據(jù)流的實時捕捉、處理和傳輸?shù)臒o縫對接；通過應用深度學習模型可實現(xiàn)鉆井和油氣生產優(yōu)化。2017年，哈里伯頓與微軟達成戰(zhàn)略協(xié)議，共同推進油田智能化。合作研究儲層描述的深度學習、建模及模擬應用，利用機器學習、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、增強現(xiàn)實技術（AR）和嵌入式計算等技術優(yōu)化公司現(xiàn)有的上游業(yè)務解決方案[4]。

數(shù)字化轉型強調的是知識共享，哈里伯頓發(fā)起并搭建了開放式的數(shù)字化云平臺OEC，這是一個可供油公司、軟件公司、硬件廠商、服務廠商協(xié)同合作的環(huán)境。平臺成員可以利用其中資源，進行軟件開發(fā)、模型建設、方案規(guī)劃。目前，已有近300家公司在OEC上注冊，接近2000名活躍用戶，運行開發(fā)的項目多達200個。在該平臺開發(fā)項目，產品經理、開發(fā)人員、合作方、業(yè)務方在一起協(xié)作、創(chuàng)新和開發(fā)，開發(fā)周期可以從數(shù)月縮短到幾天或幾星期（圖8）。

圖8 哈里伯頓公司數(shù)字化轉型與項目管理

在數(shù)字化方面，跨界融合的特點十分突出。例如，斯倫貝謝與谷歌合作研究最新信息化技術、可視化技術在油服行業(yè)的應用，打造綜合性的解決方案技術平臺；BP聯(lián)合GE推動3D打印在油氣行業(yè)應用；?？松梨?、雪佛龍等7家大型油氣公司成立油氣區(qū)塊鏈聯(lián)盟；GE+貝克休斯、道達爾+谷歌云、雪佛龍+微軟、殼牌+惠普、威德福+英特爾等跨界融合。數(shù)字化轉型的快速發(fā)展將改變未來尋找油氣方式，石油公司將競相著力打造這一技術優(yōu)勢。

5 科研管理體系向集中化、一體化方向發(fā)展

近年，公司科技管理體系由總部集中統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，凸顯集中力量辦大事的一體化優(yōu)勢。科技管理部門負責制定公司中長期規(guī)劃，與其他業(yè)務部門平等合作，開展基礎性和前沿技術研究，為各業(yè)務部門提供所需的技術研發(fā)，進行技術支持、培訓和推廣。這種管理體系有利于公司對技術創(chuàng)新活動整體把握，有利于對技術發(fā)展方向、科技創(chuàng)新活動進行宏觀指導，有利于監(jiān)控科技創(chuàng)新戰(zhàn)略和科技計劃實施情況。目的是追求精益管理，優(yōu)化創(chuàng)新管理流程，提高創(chuàng)新管理的敏捷性，降低管理成本。高度一體化的技術創(chuàng)新體系，能夠綜合利用整個集團內的技術力量，在集團層面進行知識管理，實現(xiàn)集團內部的知識和技術共享，為具體業(yè)務部門提供最優(yōu)化的技術解決方案。

這種集中一體化的技術創(chuàng)新組織模式在國際油氣公司日漸普遍，殼牌、挪威國家石油公司等都進行了技術創(chuàng)新組織的一體化整合[5]。雪佛龍將技術創(chuàng)新活動集中在技術與服務業(yè)務板塊，與公司的上游、天然氣與中游、下游等業(yè)務板塊并列。雪佛龍技術公司由總部CTO直接管理，下設3個專業(yè)公司：能源技術公司（Energy Technology Company）、科技風險投資公司（Chevron Technology Ventures）和信息技術公司（Information Technology Company）（圖9）。

圖9 雪佛龍公司科技管理體系

能源技術公司是公司主要科研機構，包括地球科學、鉆井與完井、油藏與開發(fā)工程、設備工程技術、技術計算、全球儲量規(guī)劃、HSE、下游技術與服務共8個研究部門，負責制定公司中長期的技術規(guī)劃，開展基礎性和前沿技術研究，滿足公司發(fā)展戰(zhàn)略以及當前和未來的業(yè)務需求，為各業(yè)務部門提供戰(zhàn)略研究、技術開發(fā)、解決方案及技術服務，其中戰(zhàn)略研究子項目經費由公司總部提供，技術開發(fā)項目經費由業(yè)務單元分攤，技術服務費用由各業(yè)務單元承擔；戰(zhàn)略研究和技術開發(fā)由公司R&D管理層統(tǒng)一管理。

科技風險投資公司關注世界前沿技術領域，面向社會尋找和發(fā)現(xiàn)未來在油氣領域具有應用前景的技術，選擇符合公司發(fā)展戰(zhàn)略、有應用潛力的前沿和新興技術，進行風險投資，促進技術的開發(fā)和商業(yè)化，適時將新技術整合應用于公司業(yè)務部門，投資領域包括石油天然氣、新興和替代能源、先進材料、通信及網(wǎng)絡、信息技術等。信息技術公司負責整合公司信息技術，保障人員、想法、流程和數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

6 啟示與建議

在全球能源加快轉型的大背景下，技術創(chuàng)新已成為國際石油公司、技術服務公司的核心競爭力。我國石油企業(yè)迫切需要重視技術創(chuàng)新，推進企業(yè)轉型升級，找到降本增效的新技術、新工藝、新方法，提升技術創(chuàng)新能力。

6.1 進一步明確技術創(chuàng)新戰(zhàn)略定位

國際大石油公司根據(jù)自己實力和市場定位確定技術創(chuàng)新戰(zhàn)略，聚焦核心優(yōu)勢技術，采用差異化領先的技術戰(zhàn)略是新形勢下多數(shù)公司的選擇。建議我國石油企業(yè)聚焦戰(zhàn)略發(fā)展需求，按照選擇性領先的技術策略，突出重點領域和關鍵環(huán)節(jié)，在主營業(yè)務領域中形成一批世界領先、具有自主知識產權的核心技術，在部分領域成為引領全球油氣行業(yè)技術發(fā)展的領軍企業(yè)[6]。

6.2 擴大開放式創(chuàng)新，打造技術創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

開放式創(chuàng)新可以幫助企業(yè)以快捷、低成本的方式獲得實用的技術，其中既包括向企業(yè)外部的開放，也包括向科研系統(tǒng)外部的開放，核心是發(fā)揮好各種創(chuàng)新資源的作用。建議石油企業(yè)積極參與或主導有關產業(yè)技術聯(lián)盟，探索建立風險投資和外部創(chuàng)新基金，廣泛吸引和利用外部創(chuàng)新資源，打造我國油氣行業(yè)技術創(chuàng)新生態(tài)圈[7]。在應用基礎研究領域，與高校、科研院所建立長期、穩(wěn)定合作與深度融合；在新興、跨界技術領域，積極加入業(yè)內的有關產業(yè)聯(lián)盟，或探索風險投資和外部創(chuàng)新基金。同時，認真落實好各項科技激勵政策，充分調動企業(yè)員工參與技術創(chuàng)新和推廣的積極性主動性，大力營造鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)造、寬容失敗的文化氛圍。

6.3 及時調整科研重點，著力優(yōu)化技術組合和加快產業(yè)化應用

在全球能源加快轉型的大背景下，石油企業(yè)突出強調實用性、針對性，降低投入風險，提升研發(fā)效率。建議技術研發(fā)聚焦于能夠降低成本、提高效率的實用技術，并加快產業(yè)化、商業(yè)化應用的速度，如完井技術、儲層改造技術、海底裝備、LNG處理設施、提高采收率、儲層生產優(yōu)化技術以及數(shù)字化技術等。

6.4 推進數(shù)字化轉型，做好知識與數(shù)據(jù)共享

石油企業(yè)數(shù)據(jù)內核是由勘探開發(fā)數(shù)據(jù)、生產經營數(shù)據(jù)、倉儲物流數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)等組成。云計算技術為海量數(shù)據(jù)的分析提供了應用基礎，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)安全和標準化是面臨的主要挑戰(zhàn)，也是數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的主要障礙。目前，我國石油企業(yè)的科技資源和成果、數(shù)據(jù)資源缺乏共享和各類業(yè)務系統(tǒng)缺少協(xié)同，迫切需要完善科技創(chuàng)新資源共享機制，推動科研基礎設施、大型科研儀器、科研成果、數(shù)據(jù)資源、培訓資源等在企業(yè)內部的開放共享，實現(xiàn)各類管理和生產業(yè)務信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，讓數(shù)據(jù)在不同的系統(tǒng)之間無縫的連接和移動。同時，要完善信息資源授權使用機制，建立共享績效評價與補助獎勵等激勵機制。對于海量各類數(shù)據(jù)，需要提前謀劃，做好各類數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，避免“信息孤島”。

能源轉型雖然給油氣企業(yè)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，但是在未來一個相當長的時期內，油氣的主體能源地位不會變，油氣企業(yè)要堅定信心，跟上人工智能、大數(shù)據(jù)、新材料等的發(fā)展步伐，切實依靠技術創(chuàng)新，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。油氣企業(yè)要按照價值驅動理念，依靠技術創(chuàng)新降本增效、實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略、轉變發(fā)展方式，增強國際競爭力和價值創(chuàng)造力，打造世界一流能源公司。

【致謝】本文整理撰寫過程中，經研院侯亮、焦姣、中國石油大學（北京）范文君提供了大力幫助，深表感謝！

相關鏈接：2019年石油企業(yè)技術創(chuàng)新管理國際研習會報道

中國石油天然氣集團有限公司從2000年啟動“科技項目人才引進計劃”，2005年正式將“企業(yè)技術創(chuàng)新管理研習會”納入該計劃，委托中國石油集團經濟技術研究院（簡稱經研院）承辦，主要根據(jù)相關科研課題研究的需要，邀請國外公司、研究機構、大學等領域的專家來華參與專題研討、分享成功實踐。經過多年努力，研習會已成為重要的石油技術創(chuàng)新管理國際交流平臺。

5月30日，經研院成功舉辦“2019年石油企業(yè)技術創(chuàng)新管理國際研習會”，邀請了國際石油公司雪佛龍、油服公司哈里伯頓以及能源咨詢公司IHS Markit的高管和技術專家進行專題講座和知識、經驗分享。來自集團公司總部機關、專業(yè)板塊、油氣田、工程技術服務企業(yè)及科研院所的近百名領導、專家、代表參加了會議交流。雪佛龍（中國）總裁助理、非作業(yè)者合作機構資產經理趙明先生詳盡介紹了公司的技術創(chuàng)新理念、組織構架及業(yè)務流程；哈里伯頓（中國）首席研發(fā)顧問王麒元、售前技術經理羅斌分別介紹了公司的數(shù)字化、智能化技術創(chuàng)新成果及其利用前景；IHS Markit公司上游研發(fā)總監(jiān)Oscar先生系統(tǒng)介紹了全球油氣行業(yè)技術創(chuàng)新的新變化、新特點、新趨勢，特別是大型石油公司、油服公司的創(chuàng)新戰(zhàn)略調整等。

集團公司原總工程師劉振武在會議結束的講話中指出，能源轉型雖然給油氣企業(yè)帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，但在未來一段相當長的時期內，油氣的主體能源地位不會變，我們必須堅定信心，跟上人工智能、大數(shù)據(jù)、新材料等的發(fā)展步伐，切實依靠技術創(chuàng)新，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。經研院呂建中副院長在會議總結時強調，面對油氣行業(yè)的新形勢、新挑戰(zhàn)，經研院將繼續(xù)把技術創(chuàng)新戰(zhàn)略研究作為重要領域之一，用好研習會這個平臺和網(wǎng)絡，按照“改變、開放、合作、分享”的辦會宗旨，促進多出成果、出好成果，為集團公司實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略、建設世界一流示范企業(yè)，提供強有力的智力支撐和決策支持。