人工智能在油氣田工程領域應用及影響

李謝辰

摘要：隨著智能油田戰(zhàn)略的實施推廣，國內(nèi)石油廠商有望實現(xiàn)技術突破。經(jīng)過不斷的信息化建設和技術革新，數(shù)字油田體系已經(jīng)日趨完善，當前主要的發(fā)展方向是在數(shù)字油田系統(tǒng)基礎之上，以油氣田數(shù)據(jù)的深入挖掘和綜合應用為突出特征，進一步深化信息技術應用，形成智能油田“加強云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息新技術的研發(fā)與應用，通過工業(yè)化與信息化的深度融合，降低成本，提升石油石化行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量和效益”。

關鍵詞：智能;油田;應用

油田工業(yè)環(huán)境中都需要將工作過程中每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集并且集中，通過這些狀態(tài)數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效監(jiān)控， 從而確保油田工業(yè)環(huán)境工作的正常展開。這種需求以及工作模式，在當前信息技術的推動之下，又有了進一步的深入發(fā)展，數(shù)字油田就是將每一個工作細節(jié)的數(shù)據(jù)都展開采集，并且依據(jù)數(shù)據(jù)特征和處理需求決定送達到對應的數(shù)據(jù)節(jié)點展開處理，從而形成信息層面的油田反應。經(jīng)過多年的發(fā)展，數(shù)字油田體系已經(jīng)日趨完善，當前主要的發(fā)展方向是在數(shù)字油田系統(tǒng)基礎之上，以數(shù)據(jù)的深入加工為突出特征，進一步深化形成智能油田。

一、慨述

智能油田是油氣藏勘探開發(fā)技術、油氣開采配套產(chǎn)業(yè)、油氣田生產(chǎn)及決策、現(xiàn)代信息技術應用等多種業(yè)務智能化協(xié)同發(fā)展的必然結果。智能油田的建設就是讓計算機或智能設備逐步代替人工腦力勞動的過程。從應用角度來看，“數(shù)字油田”代替了人的重復性的統(tǒng)計工作，是應用知識的過程，“智能油田”代替的則是人的分析歸納工作，是創(chuàng)造知識和知識共享的過程。從目前來看，智能油田建設將是一項持久的工作，它會隨著計算機技術中人工智能應用程度的提高而不斷發(fā)展。

目前，智能油田的發(fā)展趨勢正朝著“一體化、協(xié)同化、實時化、可視化、共享化”的方向發(fā)展，即業(yè)務應用一體化、決策部署協(xié)同化、生產(chǎn)管理實時化、綜合研究可視化、信息資源共享化。智能油田是一個面向應用和服務的油田，智能油田的目標是建立一個由新工具、新技術支持的涵蓋油田生產(chǎn)、管理及服務全生命周期的新油田生態(tài)系統(tǒng)。同時，通過管理理念、管理方式的變革，實現(xiàn)跨地域、跨學科、跨部門的協(xié)同工作，提高油氣田研究與決策的質(zhì)量和效率，轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，實現(xiàn)由傳統(tǒng)油田向新興油田的跨越式發(fā)展。

二、智能油田核心技術

對于智能油田環(huán)境，由于其將數(shù)字油田作為發(fā)展基礎，尤其是環(huán)境層和數(shù)據(jù)層的建設，在數(shù)字油田階段基本都已經(jīng)趨于成熟，有著良好的數(shù)據(jù)采集物理基礎，并且在數(shù)據(jù)層環(huán)境中，專業(yè)性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也都比較完善。對于數(shù)字油田而言，其建設是自下而上的，即在各個數(shù)據(jù)庫的基礎之上展開對于相關知識體系和模型的建設，而后通過應用層與相關工作人員實現(xiàn)溝通，并且進一步對戰(zhàn)略領域形成記錄和整理。但是對于智能油田體系而言，其發(fā)展是從兩側朝中間應用層的，底層的狀態(tài)與數(shù)字油田系統(tǒng)類似，但是高層的戰(zhàn)略層，其依靠的主要技術包括人工智能在內(nèi)的諸多數(shù)據(jù)分析技術，所產(chǎn)生的決策支持信息同樣需要反饋給應用層實現(xiàn)人機交互。從技術層面看，鑒于智能油田和數(shù)字油田本身的發(fā)展差異，可以看出智能油田的發(fā)展技術更加傾向于數(shù)據(jù)的深入加工和理解，而數(shù)字油田則更多傾向于數(shù)據(jù)的收集與整理。具體而言，作為智能油田的核心技術包括如下方面。

1、數(shù)據(jù)集成、管理與挖掘技術。智能油田的數(shù)據(jù)集成工作，是將多個領域相關的數(shù)據(jù)集成在一個環(huán)境中，便于從中提煉出更具價值的信息。其數(shù)據(jù)管理面向?qū)ο蟀说刭|(zhì)、地震、測井、分析化驗、生產(chǎn)、試油試采、地面管網(wǎng)、地理等多個領域數(shù)據(jù)，不同領域中的數(shù)據(jù)既相互獨立又彼此保持依賴狀態(tài)，只有放在同一個體系中互相作為背景加以理解才能獲取到更為完整的有價值的信息。在這一方面，智能油田系統(tǒng)的職責在于加深多個領域數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而為人工智能等相關技術提供良好的數(shù)據(jù)背景。

2、智能鉆井與完井技術。智能鉆井與完井技術是智能油田在油田專業(yè)領域的深入應用，其整個過程包括數(shù)據(jù)采集、模擬、分析與決策。實現(xiàn)方式是利用內(nèi)嵌導線的智能油井管建設一套連接地面與井下的閉環(huán)信息系統(tǒng)，可伴隨作業(yè)過程實時指導各項技術的應用和勘探開發(fā)方案的執(zhí)行與管理。在此基礎上以Web 頁面前端技術作為支持，積極引入虛擬現(xiàn)實技術，來實現(xiàn)基于網(wǎng)絡環(huán)境的遠程協(xié)同決策工作體系。此種方法的應用， 一方面對于鉆井與完井過程中可能出現(xiàn)的狀況，以計算機作為基礎實現(xiàn)預測和及時告警;另一方面還能夠?qū)ぷ鬟^程做出提前模擬和分析，并且通過網(wǎng)絡環(huán)境實現(xiàn)專家資源的跨區(qū)域共享。

3、人工智能技術。人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。在智能油田體系中的應用價值，在于讓計算機成為人腦的有益擴展和補充，以模擬人腦思維作為重要手段，來最終實現(xiàn)這一目標。人工智能在當前智能油田環(huán)境中的應用并不成熟，但是作為未來發(fā)展的必然方向， 對其關注不容降低。目前，人工智能暫時停留在對告警信息更為智能化處理方面，對提升油田工業(yè)環(huán)境的安全水平有著毋庸置疑的積極價值，但諸如從更廣闊的數(shù)據(jù)環(huán)境中提煉出能夠切實支持決策的數(shù)據(jù)并且以一種合理的方式展示，還有待于進一步發(fā)展。

目前，國內(nèi)油田已經(jīng)步入數(shù)字化油田階段，正朝著智能化油田的方向邁進。一個能夠全面感知、自動操控的油田，一個能夠預測趨勢、優(yōu)化決策的油田，才是一個在國際上有競爭力的油田。智能油田是未來油田領域信息管理技術的主要應用發(fā)展方向，其必然會隨著媒體技術的成熟而逐步進步，唯有深入分析當前油田環(huán)境中對于信息的需求，緊跟信息相關技術發(fā)展步伐，才能對整體狀況作出準確判斷，才能形成推動整個智能油田體系發(fā)展的有效力量。

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