石油和天然气是化石能源中的优质能源，加速我国油气资源勘探开发、发展油气产业，对保障我国能源安全、优化能源结构及推动经济增长具有重大意义。
2008年，我国组织实施了“大型油气田及煤层气开发”国家科技重大专项。专项实施至今，突破了一批天然气勘探开发的核心关键技术，发现与建成一批大型气田，我国石油产量稳中有升，天然气产量实现跨越式发展。原油产量从2007年的1.85亿吨稳步增长至2016年的1.98亿吨，我国继续保持第5大产油国地位；天然气产量从2007年的677亿方快速上升至2016年的1371亿方，成为世界第6大产气国。
向下勘探8000米
对于油气开采而言，地质条件决定了勘探开发的难度。我国的油气开采面临着非常复杂的地质条件，不少油气资源低渗透、大埋深、勘查开采利用难度大，特别是跟中东、北美等地区相比，我国油气开发的“先天劣势”更加明显，直接拉高了本国油气价格，形成与国际市场价格倒挂的不利局面。
“就拿塔里木盆地库车天然气来说，一般的井埋深2000米到3000米，而这里的井埋深6000米到8000米。开发油气田首先要通过地震勘探技术，把地下面貌刻画出来，这项技术埋深越大越难，而对于钻井而言，8000米超深层的钻井在深度和难度上排名肯定世界前三。”油气开发专项技术总师贾承造说，“我们依靠自己的技术搞清了地下面貌，确定了钻探目标，依靠自己的钻井技术，成功在库车深层发现5个千亿方大气田，形成万亿方规模大气区。这是通过国家专项攻关，集聚了全国石油工业各方力量实现的”。
我国不仅在深层天然气成藏理论及配套技术方面取得重大进展，形成前陆深层成藏理论及复杂山地地震、超深层高温高压钻井等勘探关键技术，而且还创新发展古老海相碳酸盐岩油气成藏理论和储层预测技术，使得我国地层最古老的特大型气田安岳气田浮出水面，成为我国天然气发展史上的重大发现。
原来挖不到、采不出的资源被利用起来，一批新的大油气田逐渐被发现。伴随着技术创新，我国在海洋油气勘探开发领域逐步从近海走向深海，深水油气工程技术跻身国际先进水平。3000米深水半潜式钻井平台在我国南海深水钻探成功，实现了作业水深从500米到3000米的跨越；深水油气工程技术取得重大突破，开发了南海1500米深水荔湾3-1大气田；海上稠油开发新技术提高采收率5%至10％，“十二五”末我国海洋油气年产量突破5000万吨。
此外，在非常规油气勘探开发领域，我国实现了煤层气产业化和煤矿区采气采煤协调开发，引领了页岩气新兴产业的发展。煤层气低成本勘探开发技术形成，建成沁水、保德2个煤层气产业化基地，2016年地面产量45亿方；煤矿区采气采煤协调开发保障了煤矿生产安全，2016年井下抽采128亿方；页岩气开发关键技术初步形成，建成了涪陵、长宁-威远等产业化示范区，2016年页岩气产量78亿方。
企业牵头闯难关
与其他重大专项不同，“大型油气田及煤层气开发”是唯一由企业牵头组织实施的国家科技重大专项。
“中国石油工业作为一个完整的石油工业体系，在全球是不多见的。中石油、中石化是全球排名前几位的超大型石油企业，他们代表企业自身，也代表了我国石油行业的整体水平。”国家能源局副局长李凡荣说，“中石油作为油气开发专项牵头组织单位，联合中石化、中海油等石油企业，以及高校和科研院所组成产学研用联合攻关团队，加快成果转化与应用，取得了良好成效”。
企业牵头的创新模式让油气开发专项的实施呈现出鲜明的特点。贾承造表示，一方面，以“三桶油”为代表的龙头企业充分发挥已有的科技创新管理体系，在项目管理、力量配置、协同组织等方面表现突出。另一方面，模式创新让国家目标和企业目标得以紧密结合。企业有产业和利润目标，也有科技攻关目标，这些目标和国家目标能否结合好尤其重要。国家经费投入并不多，但是发挥了引领作用，带动企业加大投入。
“此外，模式创新便于在部署研究项目的同时设置示范工程，最大优势是研发成果可以及时到示范工程现场进行试验，及时解决生产中的重大技术问题，缩短成果转化流程。”贾承造说。
协同创新强化项目与示范工程结合，使得专项形成了6大技术系列20项关键技术，研制了13项重大装备，建设了22项示范工程。中石油、中石化和中海油充分利用国家科技重大专项这个平台，加强联合攻关，提升了石油科技自主创新能力。
贾承造介绍，项目形成了全面覆盖石油工业上游科技的百家企业以及由教育部50多所高校、中科院20多个科研院所组成的高水平研发团队，其中10人当选两院院士；依托国家“千人计划”引进19名海外高层次人才；建设9个国家级、23个省部级重点实验室和研发中心等高水平创新平台。相关成果获国家科技进步特等奖3项、一等奖5项、二等奖19项，申请发明专利2143件，制定国家、行业标准185项。
能源结构更优化
当前和未来较长一段时期，化石能源的主体地位不会发生大的改变，但是化石能源不可再生的特征以及带来的环境污染和气候变化问题，已经引起全社会的高度关注。
专家表示，天然气是一种清洁、高效、丰富和廉价的主要能源，且剩余探明和待发现资源还很丰富，是未来相当长时期内保障我国能源安全、改善能源结构的最现实品种。加速天然气的勘探开发，是我国石油工业面临的重大任务。
贾承造介绍，专项实施前，天然气仅占我国一次能源消费的2%至3%，而天然气占全球一次能源消费的三分之一。世界能源消费大国中，美国和俄罗斯油、气消费当量比例均为1∶1；而我国能源基本格局是“缺油、少气、多煤”，专项实施前，煤炭占比近70%，余下30%中，天然气200亿方、石油1亿吨，油、气比为7∶1。“国家最紧迫的需求就是改变以煤为主的不可持续能源结构，加大天然气在一次能源消费中的比重，争取‘十三五’时期末提升到8.3%至10%。”贾承造说。
油气开发专项不断创新和发展我国海相、深层、深水及非常规天然气地质理论和勘探开发关键技术，发现与建设一批大型气田，为天然气储产量持续增长提供理论技术支撑。我国天然气的行业发展水平大幅度提升。
“天然气产量在专项实施期间实现翻番，累计探明储量也实现翻番。这两个翻番使我国在国际油气行业中的地位得到很大提升，我国天然气产量从2007年全球第9位上升到去年的第6位，累计探明储量由第14位上升到第9位。”李凡荣说。
专项实施期间，天然气在我国一次能源消费结构中占比已经提升到6%。专家表示，天然气的跨越式发展取得了巨大效益，为我国能源结构优化、环境改善作出重大贡献。未来几年，我国天然气消费量将持续增长，中国工程院等单位预测，2020年、2030年我国天然气消费量将分别达到2800亿方、4500亿方，天然气勘探开发任务依然艰巨。