當下，跨界創新已成爲油氣行業的最重要命題之一，因爲局限于行業內部的創新，已不足以滿足油氣行業發展需求。在這一趨勢下，人工智能、量子計算等高新技術，無不在加速“入侵”傳統油氣行業。
爲了促進油氣行業同跨界高新科技的融合發展，同時讓油氣從業者看到一個更廣闊的世界，“石油Link”同《石油商報》在聯合推出“當代油氣行業十大技術突破”出爐了（權威榜單發布）（點擊鏈接查看）後，又推出了“影響油氣行業未來的十大跨界科技”榜單。
“影響油氣行業未來的十大跨界科技”展現了當下一些在油氣領域發展迅速的跨界新興科技，盡管這些科技並不源自油氣行業，但卻在改變著油氣行業的傳統生産方式。油氣行業該如何打破邊界更上層樓？認識下這些新興科技或許可獲得更多啓發。
影響油氣行業未來的十大跨界科技▼▼
以下爲榜單詳細內容及技術解讀:
01
人工智能
如果要問油氣行業的第一生産力是什麽，人的智能可能是最佳的答案之一。“石油存在于地質學家的大腦裏”，這句廣爲流傳的名言正好反映了這一觀念。
倘若能夠提高油氣行業的智能力量，無疑可讓油氣行業躍升到一個新水平。而當下，人工智能技術則提供了這樣一種契機。
人工智能技術集合了計算機、心理學、生物學等衆多領域科技，其目的在于使機器承擔那些通常需要人類智能才能完成的工作。在某些時候，人工智能甚至可表現出超越人類智能的水平。
已有應用表明，人工智能所具備的“深度學習能力”，能夠發現一些人類所不能發現的關聯或規律。谷歌的人工智能程序阿爾法狗在同人類的圍棋大戰中屢次獲勝，充分展現了這一點。
在油氣領域，人們也在試圖利用人工智能尋找一些現實的石油人所“看不見”的規律。利用這些規律，可找到一些地質工程師無法找到的隱秘油氣藏、預知一些普通工人無法預見的設備故障。
目前，人工智能也已經開始在油氣領域蔓延。例如2018年谷歌就和道達爾開展了戰略合作，研發用人工智能技術處理地質數據；GE貝克休斯公司已推出了用于優化油氣生産的人工智能軟件，並在北美的油田開始了實際應用。
技術主要研究者：微軟、谷歌、C3 IoT、IBM、NVIDIA、Belmont Technology、埃森哲、甲骨文
02
增材制造
諸如定向井鑽井、深水油氣生産等作業，都需要使用一些極其特殊的裝備。這些裝備的生産對精密度有極高要求，而且生産工序複雜，無形中增加了石油公司的經營成本和風險。
爲了簡化特殊裝備的生産過程，增材制造技術越來越多地進入了油氣行業的視野。
增材制造技術目前也被廣泛稱爲“3D打印”，這一技術采用材料逐漸累加的方法制造實體零件，可實現特殊零件或者複雜形狀的快速制造。
3D打印目前在工業領域推進頗有成果，已被應用于飛機零件生産等高端制造領域，在石油領域也有不錯的商業化應用。
例如通用電氣就借助增材制造技術生産燃氣輪機的部件，將産品測試和驗證的時間縮短了近50%；中石油還和南風股份合作，利用重型金屬3D打印技術制造高壓長輸管線的三通，解決了手工焊接三通效率低、焊縫沖擊韌性差的傳統問題。
3D打印對裝備制造過程的改變，未來可能重塑整個裝備供應鏈結構。這種定制化的生産方式，可減少石油企業的産品庫存，大大降低其經營風險。
技術主要研究者：通用電氣、澳洲Aurora Labs、中國南方增材、西門子、德國eos公司。
03
增強現實
油氣設備的維修保養，一直是令企業頭疼的問題，因爲其拆解組裝過程複雜，往往需要經驗豐富的人員到現場指導，費時費力。而借助增強現實技術（AR）則有望改善這一情況。
增強現實技術，是指把原本在現實世界中難體驗到的信息，通過計算機模擬仿真後疊加到真實世界當中的技術。佩戴上AR裝備，虛擬信息可被轉化成視覺、聽覺等信息，由此被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。
例如借助增強現實技術，可將油氣設備維修工作程序導入AR智能眼鏡工作輔助系統內，使用者可獲得生動、形象的維修教程，爲維修工作提供實時指導，減少人爲差錯、提高維修質量。
不僅如此，資深工程師還可以通入AR系統遠程對現場人員進行指導，無需再千裏迢迢遠赴現場。
目前，AR技術在油氣行業的應用也已開始。2019年4月，殼牌石油公司公布計劃，將在12個國家推廣AR耳機應用，實現對員工作業的遠程指導。GE貝克休斯也已嘗試應用AR頭盔，開展燃氣輪機的遠程維修工作。
技術主要研究者：RealWear、VRMedia、Upskill、MIT 、Fieldbit 、Microsoft
04
量子計算
三維地震勘探、隨鑽測井，這些油氣行業關鍵技術無不是基于計算機誕生的。計算機技術一旦迎來大變革，油氣行業勢必也將隨之風起雲湧。而商用量子計算機的問世，正在掀起這樣一場風暴。
在傳統計算機中，信息單元爲比特位，其不是處于“ 0” 態就是處于“ 1” 態。而二進制量子計算機中，信息單元稱爲量子位，它除了處于“ 0” 態或“1” 態外，還可處于疊加態。配合量子力學演化的並行性，量子計算機計算速度可達到傳統計算機難以企及的程度。
量子計算機未來除了影響地質勘探、油藏模擬等涉及大量數據處理的領域，對石油化工行業也可能帶來一次顛覆。
目前，量子計算機一個極被看好的商用領域是用于分子模擬，通過精確建模找到化學反應的最佳結構，這有望大大提高石化産品的生産效率。
在2019年1月，埃克森美孚宣布和IBM開啓合作，探索量子計算在油氣領域的應用。同期，IBM也推出了全球首款可商用的量子計算系統 Q System One。
技術主要研究者：IBM、中國科學技術大學、D-Wave、Rigetti、Lockheed Martin
05
金屬有機框架材料
天然氣的存儲運輸，一直是這種能源發展的重大阻礙。因爲相對于液體和固體，氣體的運輸存儲極爲不便，盡管液化天然氣（LNG）産業的出現改善了這一局面，但儲運的便捷程度仍是有限的。
天然氣的儲運未來還會有突破嗎？金屬有機框架材料（MOFs）可能就是未來。
MOFs是一種具有微孔結構的結晶有機–無機雜化物，由于其微孔特性，這種材料具有很大的內比表面積，可吸附大量氣體，能在有限體積內儲存高密度的氣體。這種材料的出現，未來有望讓天然氣的儲存更加便捷。
目前在汽車領域，天然氣的存儲主要通過壓縮方式（CNG）或者LNG。但CNG方式存儲量十分有限，限制了汽車的續航能力，而LNG儲罐的體積較大，不適用于小型汽車，所以天然氣燃料汽車至今難以普及。
目前有不少研究者在攻堅MOFs存儲氣體技術，嘗試用其取代傳統的CNG和LNG存儲方式。此外，還不少研究人員在探索用MOFs進行天然氣的淨化處理，即利用吸附作用去除硫化氫、二氧化碳，以降低天然氣的生産處理成本。
技術主要研究者：巴斯夫公司、Immaterial Labs Ltd、Immaterial 、新加坡國立大學、佛羅裏達州大學、勞倫斯伯克利國家實驗室、匹茲堡大學
06
區塊鏈
石油是全球貿易量最高的大宗商品，不僅貿易規模大，且貿易環節多、頻率高。這意味著，石油貿易的執行需要消耗大量時間，且石油公司和投資者難以實時追蹤貿易數據。
如果能夠簡化石油貿易的流程，並提高貿易數據的透明度，將爲石油公司和投資者節省巨大成本。區塊鏈技術因此備受油氣行業青睐。
區塊鏈是一種去中心化的數據庫，也被稱之爲分布式賬本技術。采用這種技術可實現數據庫共享，自動實時更新，並可借助計算機演算法在極短時間內處理交易並結算，無需第三方驗證。在過去一年，全球不少大型石油公司都已嘗試應用區塊鏈優化貿易流程。
在2018年，荷蘭銀行、柯氏集團、貢渥集團、摩科瑞、BP、殼牌、Equinor等公司，聯合推出了基于區塊鏈的大宗商品交易平台Vakt，雪佛龍、道達爾、印度信誠實業也在2019年加入了該平台。據Vakt的組建者表示，該平台預計可將石油交易效率提高30%-40%，並把能源交易費用降低40%。
同年，阿布紮比國家石油公司也推出了基于區塊鏈的自動記賬系統，該系統適用于油氣全産業鏈。從油氣出井到消費終端，中間每一個環節的交易都可利用該系統進行跟蹤、確認和執行，從全産業鏈上提高石油公司的運作效率。
技術主要研究者：Linux基金會、螞蟻金服、以太坊基金會、EthHub、摩根大通、R3CEV
07
新一代工業機器人技術
提高生産的無人化水平，一直是油氣行業所熱衷追求的。因爲這不僅可將石油工人從一些艱苦的崗位中解放出來，還能夠降低企業運營成本。近年來新一代工業機器人技術發展的加速，爲實現這一目標打開了新窗口。
傳統的工業機器人大都只能在流水線上工作，且可控性十分有限，而新一代工業機器人則突破了這些限制。新材料、物聯網等技術的進步，使新一代工業機器人可具備更強的環境感知力和靈活性，這使得機器人可以進入複雜的環境中從事更精准細致的操作。
在2018年，ANYbotics公司就推出了一款自動機器人——ANYmal，用于在海上平台執行巡檢工作。
ANYmal擁有靈巧的四足和自動導航系統，可以奔跑、跳躍或上下台階。這款機器人可以替代人工在海上平台進行日常巡檢，包括監測機器運行狀況、監測油氣泄露等。
除了用于巡檢，機器人取代部分鑽工也在成爲趨勢。通常情況下，在鑽台上完成一次鑽具的抓取組裝操作至少需要3名以上鑽工，而借助更靈活的機器人，只需要一名操控人員就可以了。NOV、Canrig Robotics等公司，目前都已生産出此類機器人。
技術主要研究者：ANYbotics、Canrig Robotics、NOV、Eelume AS、Kongsberg Maritime、Oceaneering、Taurob、MIT
08
5G通信
物聯網是油氣行業未來最重要的基礎設施之一，但傳統物聯網主要采用有線方式連接設備，這使得物聯網的建設成本較高。並且按照傳統的信息傳輸方式，信息的傳輸速度仍舊是較低的。
受制于這些因素，雖然油氣行業物聯網建設已呼籲多年，但成效和規模目前還十分有限。而5G通信的興起，有望扭轉這一局面。
相比4G網絡，5G網絡不僅具有高帶寬、低時延的“增項能力”，更具有低能耗、大連接、深度覆蓋的低成本優勢，這一特點更符合物聯網所需要的基本特性。
借助5G網絡，油氣領域的物聯網建設可承載更多設備連接、傳輸更大流量，這將推進油氣行業物聯網建設進入真正的大規模時代。
目前，中石油等公司已開始探索5G通信在物聯網建設中的應用。在2018年，華爲展示了基于4.5G面向5G的無線窄帶離散頻譜聚合創新技術-eLTE-DSA離散載波聚合解決方案，助力油氣行業構建能源物聯網。
技術主要研究者：華爲、愛立信、中興、高通、諾基亞、三星、英特爾
09
石墨烯材料
提高油氣裝備材料抗高溫、高壓、腐蝕性氣體和液體的能力，一直是油氣行業技術研發的熱點。近年來石墨烯材料的出現，爲實現這一目標提供了全新可能。
石墨烯是目前已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，可以彎曲，並具備良好的阻隔性能和屏蔽性能。
研究適用于油氣管道的石墨烯防腐塗層，是油氣行業當下的一大技術熱點。在2018年，曼徹斯特大學就公布了一種將石墨烯摻入聚合物襯裏的方法，可適用于海底油氣管道內部防腐。
研究人員通過將石墨烯納米層壓到一種常用油氣管道塑料襯裏——聚酰胺11（PA11）之上，生産出了一種阻隔性能極好的結構。
測試結果顯示，這種阻隔結構將二氧化碳滲透率降低了90%以上，硫化氫的滲透率則降到了無法檢測的水平。
除了應用于油氣管道，石墨烯防腐材料在鑽井、采油領域也有廣闊的應用前景，尤其是用于增強井下工具的耐腐蝕能力。
技術主要研究者：GRAPHENEA、北京碳世紀科技有限公司、AGM、HAYDALEGRAPHENE、NanoXplor
10
智能材料
閥門、管道等常見油氣設備在遭受意外損壞時，能否實現自我修複，而不依靠人工檢測和維修？這一設想聽起來不可思議，但智能材料的出現，有望將其變爲現實。
智能材料是指可感知外部環境，並隨環境變化做出可控響應的新型材料，具有自診斷、自修複、自適應等能力。
例如隨著外界溫度、壓力的改變，智能材料可自動改變其形狀；當材料出現裂縫或損壞時，智能材料可像生物一樣自動“愈合傷口”。
目前，智能材料已在油氣行業有初步的應用。例如一些油服公司，利用了記憶材料生産完井工具和設備。
貝克休斯公司曾利用具有記憶性的聚合物，開發出了新型的防砂系統。壓縮後的多孔記憶性聚合物在下入到井底後，可在井底溫度、液體條件下膨脹並貼合井壁，起到防砂功能。這相比傳統礫石防砂作業，流程大大簡化。
類似的記憶性智能材料，還可能用于實現無水地層壓裂、輸油管道修複等。除了記憶材料，智能材料種類還包括電（磁）致流變流體、電致伸縮材料等，這對制造新型的油氣閥門、傳感器、靈巧石油機器人等都提供了可能。
技術主要研究者：麻省理工大學、Stratasys Ltd.、惠普、ExOne Co.
聯系方式：010-64523401
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