朱日祥院士：技術創新推動能源革命
解決中國能源安全的出路是技術革命
向地球深部進軍，找尋能源突破口
記者：您剛剛提到了智能導鑽技術，我們也了解到，近年來您作為中國科學院A類戰略性先導科技專項——“智能導鑽技術裝備體系與相關理論研究”的專項負責人、總體組組長，一直在推動智能導鑽技術的創新突破。我們國家為什麼要在這項技術上發力？
朱日祥：在2016年5月30日的國家科技創新大會上，習近平總書記明確指出，從理論上講，地球內部可利用的成礦空間分布在從地表到地下1萬米，目前世界先進水平勘探開採深度已達2,500米至4,000米，而我國大多小於500米，向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題。2018年，習近平總書記又進一步提出，要站在保證國家能源安全戰略高度，加大油氣資源勘探開發力度。
從習總書記的指示中可以看出，深地、深海油氣資源的開發已經成為國家科技戰略。那麼，我們再看看國內深層—超深層油氣調查現狀，就會發現深部油氣將是未來的能源突破口。
近年來，我國陸上油氣調查已在塔里木、准噶爾、四川、松遼等盆地4,500—8,000米深層發現了油氣。然而對應的我國技術現狀是，深層鑽井精確制導能力弱，鑽井周期長，探井成功率低，勘探開發效益差，所以是有資源也用不上。
再來看海洋石油資源的調查情況，在近海待探明的石油資源中深層佔65%，南海中南部的原油資源量59%位於深水地區。可是中國在深層/深水、稠油方面是不具備國際先進勘探開採能力的，深層/超深層、稠油在我國油氣資源佔比越來越大，成本越來越高，導致高效開發越來越難。
由於深部物理化學狀態複雜，深層水平鑽井制導能力一直是我國深層—超深層油氣資源勘探開發面臨的重大科學難題和技術瓶頸。我們國內企業包括石油公司早已深刻意識到這一點，國家863項目不斷支持這方面的技術研發。不過我國在這方面的已有研發多是以引進、消化、跟蹤國外技術為主，進行單一參數、單一功能的技術攻關，總體技術尚處於歐美上世紀末的水平。
其中，水平井是深層—超深層油氣勘探開發的關鍵技術，但水平井開發涉及的核心技術裝備主要由斯倫貝謝、哈里伯頓、貝克休斯等大型油田服務公司壟斷，佔據了全球高端服務市場90%左右的份額。而且這些外國公司對我國長期實施技術封鎖，他們不銷售高端產品，只提供“打包式服務”。
所以，我們必須走核心技術自主創新之路。只要我們瞄準深層油氣勘探開發、佔領國際能源戰略的制高點，我們也同樣可以引領下一場全球能源革命，這就需要攻克“深地智能導鑽理論與技術體系”。正是在這一背景下，2017年7月18日，中國科學院正式把它作為A類戰略性先導科技專項來攻關研發。
記者：所以根據您的介紹，智能導鑽技術就是未來勘探開發深地、深海油氣資源的“金鑰匙”。那麼它與現有的旋轉地質導向技術相比，性能會有哪些提升？
朱日祥：我們可以解剖一下導鑽技術體系，其中地質導向就像“眼睛”，進入地下後既要看得遠、還要看得清；旋轉導向像“四肢”，行動要靈活，試想一下不管是採油採氣，我們都是要在固體介質打鑽，這就肯定要用一個剛性的東西去打，而且需要這個剛性物能夠靈活轉向、靈活行動；導向決策就是一個“大腦”，你想讓它去哪兒就去哪兒，對比在空氣介質中的空中制導，在介質密度更高的地下環境制導其實要難得多，這也是我們今天仍然不能對地下像在空中導彈一樣有那麼好的智能和一些智能系統的原因。
我們現有的地質導向看得不夠遠和清晰，旋轉導向行動不夠靈活，導向決策又依賴於人的經驗。對比之下，智能導鑽技術能夠精準刻畫、摸清目標，高效執行、打準目標，且能依據地質認識和實時觀測數據實現智能控制。
圖為我國自主設計建造的全球作業水深、鉆井深度最深的半潛式鑽井平台“藍鯨2號”
智能導鑽技術是從深層石油地質理論出發，輔以高精度油儲刻畫，以精密隨鑽地質導向系統為手段，通過新型旋轉導向鑽井工具，實現深部鑽井智能“巡航”。簡單概括它的性能亮點，就是“圈得準”、“定得準”、“打得準”。
記者：智能導鑽技術對保障我國的能源安全以及提升我國的科技創新能力會產生哪些積極影響？
朱日祥：智能導鑽這項關鍵技術一旦攻克，就能夠破解深層油氣勘探開發難題，形成地下6,000米深層油氣資源開發整體技術解決方案，從而支撐我國未來20年深層油氣和地熱能勘探開發，保障國家能源安全。
不僅如此，智能導鑽技術還是一個國家科學技術創新水平的標誌，可以有力地解決我國石油工業“卡脖子”與“走出去”的問題。因為我們的石油工業和石油公司要“走出去”，總不能拿著別人的裝備“走出去”。
研發智能導鑽技術裝備體系與相關理論，應該形成解決石油工業創新的完整技術鏈條，這是我們這代人必須解決的問題。同時，為中國的能源戰略立足國內、開拓海外提供理論和技術支撐，這也是我們必須要面對和必須著力解決的問題。
我認為，未來智能導鑽技術創新將主導新的能源革命。因為智能導鑽涵蓋了地質、地球物理、電子、機械、材料、自動控制、計算機、通信等多學科領域範疇，因此需要多學科的尖端人才和研發平台來共同參與。另外，我們研發智能導鑽技術的核心是“用”字當頭，強調“產—學—研—用”，發揮舉國體制的綜合優勢，突破技術壁壘，實現技術創新。
其實我們過去很多儀器研制在實驗室中的技術參數並不比歐美的差，那麼我們又是差在哪裡呢？我們差在沒有把實驗室的研發走到生產實踐中去。所以，我們現在要致力於能源裝備“理論研究有進口，成果轉化有出口”，真正建立“產—學—研—用”相結合的戰略合作平台，使技術創新“用得上”，也要在國際上“有影響”。
時不我待，我們一定要把握引領下一場能源革命的歷史機遇。錯過了的話，可能十年以後，我們這一代人還得說外國人取得了哪些能源革命成就，我們還得去接受別人的啟示。
走好創新道路上的“最後一公里”
記者：把創新科技從實驗推廣到生產實踐中去，這條路要怎麼走？
朱日祥：我認為，技術推廣是我國創新路上的一個難題，也就是“最後一公里”不容易走。不過我現在有充分的信心，我們正在研製的智能導鑽會比我們在申請項目立項時承諾的做得更好。樣機是能看不能實際用的，真正有價值的是要在生產實踐中使用，哪怕指標比國外的差一點，但是只要它能用，就能解決實際問題。
要想達到實用，僅有國家的科研經費和科研人員的努力是不夠的。科研團隊不具備企業家的素質，也就是我們不具備把技術向市場推廣的素質，所以任何創新技術的實際應用還需要依靠市場，有投資人和企業家來推動。
我們可以回想一下中國家電業的發展過程。上世紀80年代初，那時候能買到一台日本彩電的可不是一般家庭，但是今天這種東西你還珍惜嗎？中國廠家製造的家電不比日本的差啊。可這條路也是走了很長時間，所以我們不要期望一上來就能比別人做得好，這對我們的科研要求太高了。但是我們中國人應該有這個信心，現在已經有了國家前期的經費投入和對科研人才的培養，我們有能力、有信心經過若干年的努力，能把智能導鑽技術做得和歐美一樣好。
我們希望在國家“十三五”規劃結束的時候，能把智能導鑽項目的實驗室技術完成。然後在接下去的五年，把它推廣、做到歐美今天的水平，這將意味著我們國家在這方面與歐美的技術差距能夠縮小15年。
記者：您又如何看待創新技術對未來石油工業的市場化影響？
朱日祥：我們經常說科技是第一生產力，但是我認為科技要成為第一生產力，必須是“科技創新+金融+市場”，必須有金融和市場的雙輪驅動，缺一不可。
首先，頁岩氣革命把我們帶入了一個新的能源世界，使我們今天再看這個世界的時候，似乎感覺化石能源和過去不一樣了。所以石油工業需要重新思考商業模式與戰略定位，而不僅是要考慮再生新能源，也就是說化石能源本身也需要新的定位。
其次，技術進步讓油氣工業煥發活力。美國通過水力壓裂井使得石油產量逐年增加，甚至從過去世界第一能源進口大國變為了能源可以自給。這是一次革命，也給予了我們很多的啟迪。我們今天所說的非常規油氣，也許到了下一個十年都會成為常規油氣。
那麼我們展望一下，下一個十年以後的非常規化石能源是什麼呢？也許我們還沒有想明白。所以，這就需要科技界、金融界和市場共同開動腦筋，去想想未來究竟會是什麼。
記者：按照這樣一個科技創新的發展路徑，您認為未來中國能不能出現大型的世界級油服公司去參與全球競爭？
朱日祥：這是一個富有挑戰性的問題。世界上大多數石油公司都沒有自己的勘探服務隊伍，可中國的情況不一樣，中國最早搞石油工業的時候是舉國體制，我們的石油公司啥都有，樣樣都能做。我個人理解，正是由於中國的石油公司和世界其它石油公司原本的模式不太一樣，所以要想在中國這片土地上造就一個和世界其它大型油服公司一樣的企業可能有難度。
但是隨著全球經濟市場化步伐的加快，我們非得走專業化油服公司這條路。大家注意到，現在我國的三大石油公司都開始搞自己的油服板塊，油服業務的相對獨立性比過去要強。所以我認為，只要我們努力，總有公司能長成為世界級的油服巨頭。
本文發表於《紫荊》雜誌2020年1月號
責編：莫潔瑩、趙珊
編輯：余婧、李博揚、邸倩