論智能油田的發(fā)展趨勢(shì)及必要性

于文娟

摘 要：智能油田是數(shù)字油田發(fā)展的高級(jí)階段，是油田企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文就智能油田的內(nèi)涵和發(fā)展趨勢(shì)及必要性進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：智能油田；數(shù)字油田；物聯(lián)網(wǎng)；必要性

引言：

創(chuàng)新是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的原動(dòng)力。以信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化為主導(dǎo)的技術(shù)創(chuàng)新，已不再是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的外生變量，而成為世界經(jīng)濟(jì)的真正主題。國(guó)家、城市和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，在很大程度上取決于其技術(shù)創(chuàng)新能力。

二十世紀(jì)80 年代，美國(guó)通過信息化主導(dǎo)的技術(shù)創(chuàng)新，成功實(shí)現(xiàn)了信息產(chǎn)業(yè)的突破發(fā)展，支撐并帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)家創(chuàng)新能力與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高。日本、韓國(guó)等則借助制度創(chuàng)新主導(dǎo)的區(qū)域創(chuàng)新，通過政府對(duì)戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)支持、促進(jìn)合作，形成了獨(dú)具特色的區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展模式。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體戰(zhàn)略正在由速度增長(zhǎng)型和數(shù)量擴(kuò)張型向求質(zhì)量、講效益的創(chuàng)新型發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主題。以信息化為主導(dǎo)的技術(shù)創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的基本途徑。

當(dāng)世界漸融在“1”“0”的編碼組合中，信息化如一只“看不見”的手推動(dòng)著時(shí)代前進(jìn)的腳步。在信息化的社會(huì)里，我們不僅要與信息化前進(jìn)步伐合拍，更要在前進(jìn)中領(lǐng)先。而從數(shù)字油田到智能油田的發(fā)展是油氣田企業(yè)在信息化建設(shè)的必然結(jié)果，并且伴隨著IT技術(shù)快速發(fā)展和深入應(yīng)用而不斷的得到提升、完善。

1、數(shù)字油田和智能油田的內(nèi)涵

所謂的數(shù)字油田是數(shù)字化的油氣田企業(yè)實(shí)體，以先進(jìn)的經(jīng)營(yíng)管理理念為指導(dǎo)，充分發(fā)揮信息技術(shù)的支撐作用，實(shí)現(xiàn)從油氣勘探、評(píng)價(jià)、開發(fā)、生產(chǎn)、管理到?jīng)Q策環(huán)節(jié)各類數(shù)據(jù)的適時(shí)獲取、充分共享和深度應(yīng)用，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)、精細(xì)化管理與量化決策的一體化運(yùn)作，從而顯著提升運(yùn)營(yíng)效率和創(chuàng)新能力、增強(qiáng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

IBM（International Business Machines Corporation）認(rèn)為，智慧油田借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、傳感數(shù)字油田技術(shù)發(fā)展探討技術(shù)和專業(yè)數(shù)學(xué)模型等建立覆蓋油田各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的自動(dòng)處理系統(tǒng)、模型分析系統(tǒng)與專家系統(tǒng)，是能夠全面感知、自動(dòng)操控、預(yù)測(cè)趨勢(shì)、優(yōu)化決策的油田；智慧油田借助業(yè)務(wù)模式和專家系統(tǒng)，能夠全面感知油田動(dòng)態(tài)、自動(dòng)操控油田活動(dòng)、預(yù)測(cè)油田變化趨勢(shì)、持續(xù)優(yōu)化油田管理、虛擬專家輔助油田決策、智能管理油田。[1]

智能油田是數(shù)字油田發(fā)展的高級(jí)階段，是在數(shù)字油田基礎(chǔ)上提出并發(fā)展出的一個(gè)概念。

事實(shí)上，IBM早在2005年就與挪威國(guó)家石油公司合作建設(shè)智慧油田，實(shí)現(xiàn)了以下主要目標(biāo)：能實(shí)時(shí)無線感知地下油田運(yùn)行的情況，現(xiàn)場(chǎng)“智慧地”管理，延長(zhǎng)了油田壽命并提高了產(chǎn)量；將海上的油井監(jiān)控和管理功能整合到岸上的岸基設(shè)施中，從而降低了成本，提高了生產(chǎn)效率；通過增強(qiáng)信息共享，加強(qiáng)了各業(yè)務(wù)領(lǐng)域之間的協(xié)作。

2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)展露鋒芒，以“智能油田”建設(shè)為代表的技術(shù)革命將為新一輪油氣增產(chǎn)高潮的到來埋下伏筆。石油企業(yè)打造的以“數(shù)字油田”、“智能油田”為代表的信息化盛宴，將為油田基層建設(shè)帶來革命性的變化，也為新一輪油氣改革提供重要的技術(shù)支持。

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是通過傳感器、射頻識(shí)別（RFID）、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備按約定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與人之間的互聯(lián)，進(jìn)行信息交換與通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和智能管理的一種網(wǎng)絡(luò)。[2]其基本特點(diǎn)包括：全面感知、可靠傳輸、智能處理。

對(duì)于數(shù)字油田、智能油田，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要目標(biāo)是：應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備、傳感器、RFID、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)構(gòu)建上游業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行管理平臺(tái)和可視化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)上游業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、安全傳輸和管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能預(yù)警、數(shù)據(jù)服務(wù)等，提高上游業(yè)務(wù)效率，降低成本，保障安全。

整個(gè)智能油田系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)中采用無線網(wǎng)絡(luò)：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主題。應(yīng)用到無線溫度檢測(cè)、無線震動(dòng)檢測(cè)、無線腐蝕檢測(cè)、無線壓力檢測(cè)、感應(yīng)閥位、無線視頻等等。從而隨時(shí)能檢監(jiān)測(cè)到油田溫度、震動(dòng)、設(shè)備的被腐蝕度、受壓力程度以及閥位的安全性等。

事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)施智能油田、智慧油田的重要前提條件之一。

3、智能油田發(fā)展的必要性

數(shù)字油田和智能油田是油田企業(yè)生產(chǎn)、科研、管理和決策的綜合基礎(chǔ)信息平臺(tái)。它將對(duì)油田的各級(jí)信息化建設(shè)起著統(tǒng)領(lǐng)和導(dǎo)向的作用，能大幅度降低石油生產(chǎn)成本，提高油田平均采收率，提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理效益的同時(shí)，也間接推動(dòng)了地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，是石油企業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

油井措施有沒有效益？哪一套措施方案更為經(jīng)濟(jì)？以往，得出結(jié)論依靠的是技術(shù)人員分析后的經(jīng)驗(yàn)定性，實(shí)際結(jié)果與預(yù)想結(jié)果可能相差較大。如今，通過單井措施效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)，輸入相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析就可以得到定量化結(jié)果，有效地提高了措施成功率。這種能夠分析預(yù)測(cè)措施結(jié)果的系統(tǒng)是油田建設(shè)智能油田上的一個(gè)具體體現(xiàn)。

對(duì)自然環(huán)境惡劣，生產(chǎn)管理難度大的區(qū)域，可以大力推行數(shù)字化、自動(dòng)化和信息化建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣生產(chǎn)領(lǐng)域的全面感知、自動(dòng)操控和集中集成。而通過智能油田網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)問題及時(shí)動(dòng)態(tài)診斷，優(yōu)化管理流程，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理，降本增效的目的。

沙特阿美石油公司（Saudi-Aramco）提出了監(jiān)測(cè)、優(yōu)化、集成、創(chuàng)新四個(gè)層次的智能油田建設(shè)方案，通過井下傳感器、智能完井技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)管理和挖掘、建模和分析以及一體化運(yùn)營(yíng)集成環(huán)境建設(shè)，及時(shí)掌握生產(chǎn)狀況，提高井下作業(yè)效率，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控與預(yù)警等手段，實(shí)現(xiàn)降低作業(yè)成本和提高油田油氣采收率的目標(biāo)。

通過智能油田的預(yù)測(cè)趨勢(shì)等特點(diǎn)，可以通過云計(jì)算等技術(shù)，建立知識(shí)模型，排除不安全的生產(chǎn)因素和影響生產(chǎn)的因素，可以采取更多降低成本的技術(shù)。在油田從數(shù)字化到智能化邁進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過建立覆蓋油田各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的知識(shí)庫和分析決策模型，為油田管理和決策提供智能化輔助手段，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)知識(shí)共享化、科研工作協(xié)同化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化、系統(tǒng)應(yīng)用一體化、生產(chǎn)指揮可視化、分析決策科學(xué)化。

智能油田運(yùn)用信息化、智能化技術(shù)為隨鉆導(dǎo)向，實(shí)時(shí)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)診斷提供技術(shù)支持；對(duì)智能井進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、反復(fù)循環(huán)分析處理，快速確定經(jīng)濟(jì)、有效的勘探開發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程的最高價(jià)值，能大大降低勘探開發(fā)中的不確定因素和風(fēng)險(xiǎn)。通過發(fā)展智能油田，可以實(shí)現(xiàn)油田日常生產(chǎn)自動(dòng)化管理，計(jì)量站無需人值守，抽油井故障自動(dòng)排除。

“電子巡檢一口井用10秒，遠(yuǎn)程啟停一口井用2秒，對(duì)油井進(jìn)行沖次調(diào)節(jié)用5秒……”在勝利油田郝現(xiàn)管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心，通過指令可以瞬間就完成了以往職工只有到現(xiàn)場(chǎng)才能操作的程序。系統(tǒng)對(duì)于異常數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)報(bào)警，問題在第一時(shí)間得到解決，甚至能夠避免故障的出現(xiàn)，提高了生產(chǎn)運(yùn)行效率。這就是智能油田建設(shè)中對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作所帶來的企業(yè)生產(chǎn)過程的變化。

“智能油田”的建設(shè)以提高油田各個(gè)環(huán)節(jié)（現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)節(jié)、管理環(huán)節(jié)、研究環(huán)節(jié)）工作效率為目標(biāo)。從本質(zhì)上來說，“智能油田”的建設(shè)過程就是讓計(jì)算機(jī)或設(shè)備逐步代替人工腦力腦動(dòng)的過程。“數(shù)字油田”代替的是人的重復(fù)的統(tǒng)計(jì)工作，“智能油田”代替的是人的分析工作。從這個(gè)意義上來說?！爸悄苡吞铩苯ㄔO(shè)是一項(xiàng)持久的工作，會(huì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的AI 程度提高而不斷發(fā)展。

結(jié)束語：

目前，國(guó)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(jìn)。一個(gè)能夠全面感知、自動(dòng)操控的油田，一個(gè)能夠預(yù)測(cè)趨勢(shì)、優(yōu)化決策的油田，才是一個(gè)在國(guó)際上有競(jìng)爭(zhēng)力的油田。在能源戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻的今天，誰能盡快的完成智能油田的改革，就能在以后的能源戰(zhàn)中立于不敗之地。

參考文獻(xiàn)

[1] 許增魁，馬濤，王鐵成，王珂，項(xiàng)建.數(shù)字油田技術(shù)發(fā)展探討[J].中國(guó)信息界，2011（09）：28-32.

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