破解世界級難題，為祖國石油勘探貢獻“中國芯”。多類型復(fù)雜油氣識別是世界級難題，面對重大技術(shù)難題，科研人員迎難而上，充分發(fā)揮先鋒作用和科研生力軍作用，歷時十年艱苦攻關(guān)，研發(fā)了具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件23套，三項原創(chuàng)核心關(guān)鍵技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，為油氣識別貢獻了“中國芯”，研究成果獲“國家科技進步二等獎”。

　　相信很多人都有這樣的經(jīng)驗，在收到中石油“今晚油價下調(diào)”的短信時，還能看到一段溫馨提示，大意是：芯片中數(shù)據(jù)與加油卡服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是分開的。加油前，先要去加油站圈存，把服務(wù)器上的金額同步到加油卡芯片上。

　　一塊帶著芯片的加油卡，正是芯片技術(shù)在油氣行業(yè)最常見的應(yīng)用。因為有了這塊芯片，加油卡好比一個“小電腦”，它集成了微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和其他外圍電路。此外，這塊芯片中還裝有操作系統(tǒng)COS，它可以幫助后臺實現(xiàn)對油卡金額等數(shù)據(jù)的計算和管理。

　　除了加油卡，家用燃氣表也安裝了芯片——安全芯片。安全芯片可以與物聯(lián)網(wǎng)安全管理平臺配合使用，實現(xiàn)對用戶信息的安全管理，優(yōu)化用氣管理，是用戶安全用氣的重要保障。

　　加油站地下的油庫，則配備了基于RFID芯片的無線傳感器，它可以把采集到的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，經(jīng)監(jiān)控中心處理分析后加以顯示，實現(xiàn)對油庫運行的監(jiān)控，保證安全。

　　無論是油卡、燃氣表還是加油站，都是芯片在油氣行業(yè)下游應(yīng)用的場景。當下，芯片技術(shù)已經(jīng)覆蓋包括上中下游在內(nèi)的油氣行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈。無論是勘探、開采、運輸還是加工，芯片技術(shù)都在發(fā)揮重要作用。當下，芯片技術(shù)在油氣勘探和開采的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍。其中，微流控芯片(Micro-fluidics)技術(shù)備受關(guān)注。

　　在油氣田勘探中，油藏實驗室發(fā)揮著重要作用。作業(yè)者利用實驗室對地下油藏取出的巖心進行各種特性參數(shù)實驗，獲取關(guān)于地下油藏參數(shù)信息，如溫度、壓力、飽和度、孔隙度、滲透率等，以確認如何勘探。

　　但近幾年，由于全球油價處于低位，再加上勘探難度不斷增加，常規(guī)油藏實驗已經(jīng)難以滿足需求。于是，微流控芯片技術(shù)應(yīng)運而生。這項技術(shù)將油藏實驗室“微縮”到一個手掌大小的集成裝置中，僅憑少量原油或氣體，就可以對來自油氣田地層的樣品進行各種測試，獲取包括溫度、壓力、飽和度、滲透率等各種物理參數(shù)。今天，這種芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實驗室和實際勘測。

　　在實驗室里，外力驅(qū)動液體從芯片右上角進入，通過作為模擬儲層的巖石芯片，最后從芯片左下角排出。通過顯微鏡就能清楚獲得液體通過芯片時所流經(jīng)的面積比率，以判斷該液體在儲層的驅(qū)油效率。

　　在油氣實地勘測中，微流控芯片則安裝在地層儲層附近，發(fā)揮傳感器的作用，準確采集地下石油資源的蘊含量，并且能夠探明石油的質(zhì)量。

　　當下，隨著微細加工技術(shù)的發(fā)展，具有復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的微流控芯片或?qū)⒊霈F(xiàn)。加上高精度的3D打印技術(shù)，可以很大程度地提高實驗效率，并有望繼續(xù)降低高難度油氣開采的成本。除了判斷油藏品質(zhì)，芯片技術(shù)還有望應(yīng)用于甲烷檢測。

　　甲烷是一種公認的溫室氣體，其儲熱能力大于二氧化碳，因此在應(yīng)對全球氣候變化的當下，減少甲烷氣體排放成為多方關(guān)注的話題。甲烷的重要來源之一，就是天然氣的生產(chǎn)和運輸。

　　在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，天然氣經(jīng)過井口節(jié)流閥，最終放空或外輸銷售，油罐和水罐中都存在甲烷泄漏。在運輸環(huán)節(jié)，輸氣站場的接頭、溫度計下面的連接器等部位，都可能出現(xiàn)甲烷泄漏，這與輸氣站場的生產(chǎn)規(guī)模和輸氣能力相關(guān)。

　　近些年，隨著輸氣管線的增多、管線距離的增長，由于腐蝕或材質(zhì)的缺陷以及人為破壞等因素，甲烷泄漏的概率大大增加。

　　一直以來，油氣行業(yè)通過人工手持紅外攝像機來檢測甲烷泄漏，但這種方法效率不高。如果要對整個工廠進行氣體泄漏檢測，需要耗費一整天的時間。不僅如此，紅外攝像機僅對大的泄漏源敏感，容易遺漏小的甲烷泄漏點，留下安全隱患。

　　IBM與哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)研究人員合作，設(shè)計了一個邊長5毫米的微型傳感器芯片。傳感器包含激光和玻璃纜線通道，激光從光纜向空氣中發(fā)射，當甲烷分子飄過傳感器上方時，會吸收特定波長的光線，芯片將其轉(zhuǎn)化成電信號，再通過繪制光吸收圖譜來測算甲烷泄漏量。如果把這些傳感器嵌入井壁或壓縮機站周圍，光吸收中非常微小的變化數(shù)據(jù)便可自動發(fā)送到計算機，結(jié)合風(fēng)力、湍流、適度、溫度等復(fù)雜動力模型，幫助后臺判斷甲烷泄漏源。

　　我國也研制出新一代半導(dǎo)體激光氣體傳感器國產(chǎn)芯片，并在當年具備量產(chǎn)條件。如果實現(xiàn)量產(chǎn)，并用于甲烷檢測，將提升油氣儲運的安全和環(huán)保水平。