1. “源—渠—汇”系统研究有效指导多类沉积盆地油气勘探
“源—渠—汇”系统研究是国际地质领域的重大前沿科学问题，强调从物源地貌、搬运通道及沉积体系的分布、耦合及演化规律分析地质历史过程中的沉积作用与机理，为生、储、盖及岩性—地层油气藏的分布预测提供重要依据，有效指导油气勘探。
物源区基岩性质、年龄及汇水面积决定母岩风化程度与沉积物供源能力，古地貌特征与沟谷体系确定沉积物汇聚方向与搬运总量，边界断裂、构造坡折及变换带类型控制沉积物堆积方式与砂体分布规律，预测受物源与搬运通道控制的沉积体系发育规律，明确源渠汇要素之间的耦合关系与主控因素。
该系统将地球表面的物源—汇聚沉积过程作为整体来研究，成为油气勘探中重要的预测理论与方法技术，在国际多类型沉积盆地及中国渤海湾盆地沉积体系研究与勘探工作应用，成效明显。该系统作为地质学领域重要研究方向，为提高岩性—地层油气藏勘探准确性和效率起到重大作用。
2.非常规“甜点”预测技术有望大幅提高勘探效率
非常规油气“甜点”预测技术是油气勘探的重要环节，快速精准布井，可大幅提高储层钻遇率和产量，降低开发成本。
预测新技术包括：①“甜点”综合识别技术。利用地球物理方法，联合微地震及岩芯数据，通过大数据分析识别“甜点”，有效降低成本。②页岩资源评价综合方法。利用三维含油气系统模拟油气生成和预测剩余油气分布，量化评价区带圈闭质量、充注条件等重要参数，以确定有利区面积，计算资源量。③人工神经网络法。将已知井的井位坐标、地震、测井、储层等油田数据应用于训练集，根据工作流程生成模型，可客观确定未钻目标区，提高工作效率和经济效益。④GeoSphere油藏随钻测绘技术。可对30米范围内的地层进行全方位的连续成像，在井眼四周空间内探测油藏“甜点”并优化井眼轨迹，降低钻井风险。⑤核磁共振(NMR)因子分析技术。通过核磁共振测井和先进的光谱数据把干酪根中的液态烃分离出来，可识别流体类型和孔隙特征，计算含油量，识别“甜点”。
该技术提高了资源预测精度，显著提高工作效率，为油气资源勘探部署提供重要的支持。
3.内源微生物采油技术研发与试验取得突破
内源微生物采油技术是通过注入营养物等激活地层中的有益微生物，利用其在油藏环境下的生长繁殖和代谢活动，产生有利于驱油的代谢物质，作用于油藏和油层流体，实现提高油井产量和原油采收率的目的。
技术创新与进展：利用现有生产设备和基础设施，在注入水中连续添加低浓度无机营养物质，激活油藏内微生物使其快速繁殖，降低油水界面张力，改变水流方向，扩大波及体积，以较低的成本开采剩余油。先前，在北美地区35口生产井应用38次，30口注水井应用68次，成功率89%，产油量平均提高127%。近年，在堪萨斯、南加利福尼亚和阿尔伯塔的商业化试验表明，水驱后应用该技术，单井产量提高4倍多，增产原油的成本约10美元/桶，提高原油采收率9%~12%。
该技术已在地层温度20~93摄氏度、渗透率10~1000md、原油相对密度0.82~0.96、地层水矿化度1.8万~14万ppm,甚至双孔介质油藏条件下成功试验，其成本低、见效快，为老油田提供了经济有效的开采技术。
4.太阳能稠油热采技术实现商业化规模应用
太阳能热采技术改变了目前需要燃烧大量天然气的传统热采方式，直接利用太阳能产生高温水蒸汽，其节能环保特性符合当今绿色发展潮流和需求。
主体技术包括：①槽式集热技术，封闭式结构类似于玻璃温室，由玻璃和钢结构组成，内部有数十列轻质槽式反射镜组成。阳光被反射到水循环管线上，生成符合热采要求干度80%的蒸汽，昼夜采用不同的注汽量，降低天然气消耗量。在美国和阿曼现场应用中，系统生产功率达7兆瓦，每天可产生50吨蒸汽，蒸汽压力达10兆帕，温度312摄氏度，全年运行效率为98.6%；百万英热单位蒸汽总成本4.5美元，与传统燃烧天然气生产蒸汽价格持平，可以稳定的价格供应蒸汽30年。②机器人全自动清洁技术。生产装置可耐受海湾地区特有的高浓度粉尘和沙尘暴，清洁后性能可100%恢复，90%的清洁用水可重复利用。
目前，在阿曼建设了世界上最大的太阳能集热工厂用于稠油热采，占地面积近3平方公里，峰值输出功率高达1吉瓦，每天产生6000吨蒸汽，每年节约燃气消耗约1.58亿立方米，减少碳排放超过30万吨。
5.新型烷基化技术取得重要进展
固体酸烷基化技术和复合离子液体碳四烷基化技术，分别采用固体酸沸石催化剂和离子液体催化剂替代了传统的硫酸和氢氟酸催化剂，消除了酸油、废酸对环境的污染以及废酸泄漏造成的安全问题。
固体酸烷基化技术(AlkyClean)由CB&I Lummus公司和Albemarle公司联合开发，该技术核心是AlkyStarTM固体酸催化剂，AlkyStarTM以铂金为活性载体，在铝沸石催化剂载体上形成酸性中心。全球首套20万吨/年AlkyClean工业示范装置在山东汇丰石化投产，生产出的烷基化油辛烷值96左右，硫含量低于1ppm。
复合离子液体碳四烷基化技术(CILA)由中国石油大学(北京)自主研发，该技术创新性地设计合成了兼具高活性和高选择性的双金属复合离子液体，发明了催化剂活性监测方法和再生技术，研制了新型管道式反应器、旋液分离器等专用设备。全球首套10万吨/年CILA装置在山东德阳化工投产，生产出的烷基化油辛烷值高达97以上，烯烃转化率100%。
固体酸烷基化技术和复合离子液体碳四烷基化技术，为汽油清洁化和全面质量升级提供了崭新的解决方案，有广阔的应用前景和推广价值。
6.低成本天然气制氢新工艺取得突破
工业制氢方式中应用最多的是利用化石燃料制氢，而由澳大利亚Hazer公司和悉尼大学合作开发的Hazer工艺可以采用天然气和铁矿石生产氢气，并副产纯度高达99%的石墨，极大降低了氢气的生产成本。
常规的甲烷裂解制氢气是在高温下(750摄氏度以上)热裂解甲烷，制氢成本高。而Hazer工艺通过将铁矿石用作催化剂，能够将天然气和类似原料有效转化为氢，并通过一次化学提纯生产出纯度高达99%的石墨。该工艺成本低、催化剂无需再生并可重复使用。Hazer工艺的氢气制取成本是0.5~0.75美元/公斤，每使用1吨铁矿石进行催化反应，能够制造10吨的氢气。
目前Hazer工艺处于实验室试验阶段，工业试验装置有望于2017年投产，预计年产氢气30吨。该工艺如果成功，将有效促进用氢工业的发展，是一项开创性的革新技术。
7.逆时偏移成像技术研发与应用取得新进展
逆时偏移(RTM)成像技术采用双程波动方程，可以精确描述波的传播过程，已成为复杂地质构造成像的主要技术手段。常规RTM技术受采集数据质量约束，在处理深层成像问题时存在低频噪音、分辨率有限、深部幅值弱且振幅不均衡等问题，很难实现保幅成像，制约了逆时偏移技术在深层勘探中的推广应用。
国际上在逆时偏移成像领域开展了大量研究，随着精细各向异性速度建模的实现，发展了VTI、TTI、正交晶格等各向异性介质的RTM成像方法，在世界各地广泛应用，更好地发挥了RTM成像技术的优势，更有效地提高复杂地层的成像精度；最小二乘逆时偏移技术研究不断深入，相较于克西霍夫、单程波动方程及逆时偏移方法具有更好的保幅性和更高的精度，并对不规则数据具有更强的适应性；基于频率峰值位移法的Q层析成像，解决了TTI逆时偏移中Q补偿问题；结合高斯束的高效灵活和逆时偏移的高精度，发展了高斯束逆时偏移，保留了克西霍夫偏移方法的灵活性及波动方程偏移对陡倾角等的成像优势。
目前，最小二乘逆时偏移(LSRTM)技术、Q补偿RTM技术已经完成测试应用，良好的应用效果已引起业内重视。随着速度建模技术及计算方法的不断进步，RTM技术将更加完善，为地震解释与静态油藏描述提供有力的技术支撑。
8.随钻前探电阻率测井技术取得突破
随钻前探电阻率测井技术能够在水平井钻井过程中“看到”钻头前方地层的电阻率特性，有利于在更靠近油气藏顶部的位置钻进，降低上覆层坍塌的风险；在钻入目的层前，更准确地选择取芯点；同时探测钻头前方多个地层界面，减少非生产时间，降低钻井风险和保持井眼的完整性。
目前，国际上研制出适用于12-1/4～14英寸井眼的随钻前探电阻率测井仪样机，并进入现场试验。样机采用模块式结构，将多频发射天线(距钻头1.8米)集成到旋转导向系统中，电磁波电阻率测量传感器距钻头3米，2～3个倾斜接收天线短节置于旋转导向上方钻柱的不同位置。测量原理类似于现有的远探测方位电磁波电阻率测井仪，通过海量测量数据反演来获取钻头前方地层特性。仪器前探能力取决于发射—接收天线距离、频率、周围地层电阻率、目标层厚度以及钻头前方各层电阻率对比度。
该样机已进行多口井模拟测试及现场试验，特别是近期在墨西哥湾的盐下储层试验获得成功。盐层极高的电阻率为随钻前探电阻率仪器提供了极佳的试验环境，仪器采用3个频率准确探测到了钻头前方30米的盐层界面。测试结果显示，仪器可大幅提高钻头前面数米岩石特性变化的探测精度，利于在钻入潜在的灾害地层之前做出快速、准确反应。
9. “一趟钻”技术助低油价下页岩油气效益开发
低油价下，北美非常规油气开发通过进一步降本增效求生存，其中“一趟钻”技术的普遍应用起到了关键作用。2015年美国主要非常规产区的钻井成本较上一年下降了7%~22%，较三年前下降了25%~30%，所钻水平段长度显著延长，钻遇率显著提升，成本不断下降。
“一趟钻”技术是指用一只钻头、一套井下钻具组合、一次性下入钻完全部目标进尺的钻井技术，具有节省起下钻时间、减少钻头用量等综合降本增效的特点。其技术核心是优化的钻井方案设计、“等寿命”高效钻头、螺杆及井下钻具组合、旋转导向系统、优质钻井液等，高造斜率旋转导向系统的技术进步推动了“一趟钻”效果的进一步提升。
在北美页岩油气开发中，大量水平井最后开次的钻进都可以“一趟钻”完成，使作业效率大幅提升、作业成本大幅降低。2016年，美国Utica页岩产区利用“一趟钻”技术，仅耗时17.6天就完成近6000米的井段钻进，其中水平段长度达5652.2米，创下美国陆上水平井水平段长度新纪录。
10.天然气水合物储气技术取得突破
天然气水合物储气是指水和天然气在高压低温情况下(8.27~10.34兆帕、2~10摄氏度)形成的类似于冰晶状固体，在其形成的孔洞中储存轻烃或其他气体分子，1立方米水合物可储存150~180立方米的气体，可以实现常压、-5~-15摄氏度储运。
该技术目前的难题是如何提高水合物生成速率和增加储气密度，近年研究发现超声波、初始压力、含水率等参数在一定条件下可促进水合物的生成，添加活性炭、十二烷基硫酸钠和氧化铜纳米颗粒可有效提高天然气水合物的转化率。其中最为重大的发现是与纯水体系相比，添加石墨烯纳米颗粒可使水合物的诱导时间缩短61.07%，储气量增加12.9%。日本、美国、英国、挪威等加大了该技术研发力度，日本已经拥有日产600吨天然气水合物的技术，将在2020年使天然气水合物储运占LNG份额的8~12%。美国国家天然气水合物研究中心正在开展使用表面活性剂的储气中试研究以及与天然气水合物汽车相关的探索研究。
与LNG相比较，水合物的运输成本降低25%、生产成本降低3%、气化成本降低9%，同时对温度压力要求较低，储运过程中能源损耗少，运输安全性高，在小型、分散、边缘油田伴生气的开采、运输方面具有很大的优越性。
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