智能油田在中國(guó)的研究現(xiàn)狀分析

石玉江

摘 要：智能油田是數(shù)字油田發(fā)展到一定階段的高級(jí)形態(tài)，是油氣田行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，體現(xiàn)了能源行業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律。本文對(duì)智能油田的基本概念及相關(guān)特征進(jìn)行簡(jiǎn)要描述的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)智能油田的研究現(xiàn)狀，分別從研究趨勢(shì)、關(guān)聯(lián)研究、學(xué)科滲透、相關(guān)研究機(jī)構(gòu)等方面對(duì)國(guó)內(nèi)智能油田的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：智能油田；數(shù)字油田；信息化

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)疲軟，石油與天然氣需求大幅度減少，主要產(chǎn)油國(guó)為支撐國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)而維持或增加油氣產(chǎn)量，特別是美國(guó)頁巖氣的成功開發(fā)使得國(guó)際油氣價(jià)格持續(xù)走低，對(duì)石油生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的經(jīng)濟(jì)甚至全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來前所未有的影響。此外，常規(guī)油氣資源的不斷枯竭，非常規(guī)、復(fù)雜油氣藏成為維持全球產(chǎn)能的主要接替資源，不斷創(chuàng)新高新技術(shù)、實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)低成本成為世界各大石油公司面臨的雙重挑戰(zhàn)。油氣資源品位下降和新老資源接替不足已成為油氣田企業(yè)面對(duì)的長(zhǎng)期問題[1]。提高油氣田企業(yè)總體信息化水平，加強(qiáng)信息化與工業(yè)化的融合，已成為油氣田企業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新的必然選擇。

經(jīng)過不斷的信息化建設(shè)和技術(shù)革新，數(shù)字油田體系已經(jīng)日趨完善，當(dāng)前主要的發(fā)展方向是在數(shù)字油田系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，以油氣田數(shù)據(jù)的深入挖掘和綜合應(yīng)用為突出特征，進(jìn)一步深化信息技術(shù)應(yīng)用，形成智能油田[2]?！凹訌?qiáng)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)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[3]?！边@是2015年4月17日在北京舉行的第三屆中國(guó)石油石化工業(yè)與信息化融合發(fā)展論壇上，與會(huì)者達(dá)成的共識(shí)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)油田運(yùn)營(yíng)模式邁向智能油田建設(shè)和應(yīng)用的步伐。

1 智能油田的概念及特征

國(guó)內(nèi)外各大油田建設(shè)中，都對(duì)智能油田進(jìn)行了深入研究并提出了自己的理解。殼牌集團(tuán)勘探開發(fā)執(zhí)行官M(fèi)alcolm Brinded將“智能油田”定義為：a Smart Field is an asset that we can continually optimize 24 hours a day，7 days a week。即智能油田是一周7天、一天24小時(shí)連續(xù)優(yōu)化的資產(chǎn)[4]。新疆油田孫曉崗認(rèn)為，智能油田就是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上，借助業(yè)務(wù)模型和專家系統(tǒng)，全面感知油田動(dòng)態(tài)，自動(dòng)操控油田活動(dòng)，持續(xù)優(yōu)化油田管理，虛擬專家輔助油田決策，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能地管理油田[5]。大慶油田王洪福認(rèn)為：智能油田=數(shù)字油田V2.0=DOF（數(shù)字油田）+Cloud Computing（云計(jì)算）+ IOT（Internet of Things，物聯(lián)網(wǎng)）+BD（Big Data，大數(shù)據(jù)）[6]。

上述定義從不同的認(rèn)知視角對(duì)智能油田進(jìn)行了形象描述，反映了當(dāng)前智能油田的特征。從本質(zhì)上講，智能油田是油氣藏勘探開發(fā)技術(shù)、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(shù)應(yīng)用等多種業(yè)務(wù)智能化協(xié)同發(fā)展的必然結(jié)果。智能油田的建設(shè)就是讓計(jì)算機(jī)或智能設(shè)備逐步代替人工腦力勞動(dòng)的過程。從應(yīng)用角度來看，“數(shù)字油田”代替了人的重復(fù)性的統(tǒng)計(jì)工作，是應(yīng)用知識(shí)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(shí)和知識(shí)共享的過程。從目前來看，智能油田建設(shè)將是一項(xiàng)持久的工作，它會(huì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)中人工智能應(yīng)用程度的提高而不斷發(fā)展。

當(dāng)前，智能油田的發(fā)展趨勢(shì)正朝著“一體化、協(xié)同化、實(shí)時(shí)化、可視化、共享化”的方向發(fā)展，即業(yè)務(wù)應(yīng)用一體化、決策部署協(xié)同化、生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)化、綜合研究可視化、信息資源共享化[7]。智能油田是一個(gè)面向應(yīng)用和服務(wù)的油田，智能油田的目標(biāo)是建立一個(gè)由新工具、新技術(shù)支持的涵蓋油田生產(chǎn)、管理及服務(wù)全生命周期的新油田生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，通過管理理念、管理方式的變革，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨學(xué)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(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)油田向新興油田的跨越式發(fā)展。

2 智能油田的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

與國(guó)際上智能油田研究情況對(duì)比來看，國(guó)內(nèi)對(duì)智能油田的研究存在起步晚、研究范圍小，對(duì)研究及應(yīng)用模式創(chuàng)新力不強(qiáng)等不足。從研究趨勢(shì)、關(guān)聯(lián)研究、學(xué)科滲透、相關(guān)研究機(jī)構(gòu)等方面出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)智能油田的研究情況進(jìn)行如下分析。

2.1 研究趨勢(shì)

在中國(guó)知網(wǎng)（www.cnki.net）上，以“智能油田”為主題詞，截止2015年，共檢索到85篇最相關(guān)的學(xué)術(shù)及學(xué)位論文，2005-2015年逐年發(fā)文量情況如圖1所示。

在中國(guó)，智能油田研究的相關(guān)論著始于2005年[8]。從發(fā)文量及內(nèi)容來看，智能油田在中國(guó)的研究正處于積極發(fā)展的趨勢(shì)，且已出現(xiàn)局部的應(yīng)用[9-11]，對(duì)油田企業(yè)的提質(zhì)增效逐漸發(fā)揮其重要作用。此外，長(zhǎng)慶油田油氣藏研究與決策一體化信息平臺(tái)的推廣應(yīng)用也是一種典型的智能油田的應(yīng)用范例[12]。

2.2 關(guān)聯(lián)研究

隨著研究的不斷深入，出現(xiàn)了越來越多與智能油田相關(guān)的研究熱點(diǎn)，形成了龐大的研究網(wǎng)絡(luò)，表1中列舉了與智能油田高相關(guān)的研究點(diǎn)。

從表1來看，數(shù)字油田作為智能油田的基礎(chǔ)，其研究受到了廣泛關(guān)注，但已不是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，已進(jìn)入大規(guī)模推廣應(yīng)用階段，這也表明研究趨勢(shì)已由數(shù)字油田轉(zhuǎn)向智能油田。與智能油田相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化等信息技術(shù)的研究也逐漸增多。值得注意的是，克拉瑪依油田作為中國(guó)數(shù)字油田建設(shè)的典范，其智能油田的研究也已開展。

2.3 學(xué)科滲透

智能油田的跨學(xué)科研究發(fā)展迅猛，已深入到計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程等多個(gè)學(xué)科，并衍生出多個(gè)交叉學(xué)科主題[12-15]，表2列舉了多個(gè)滲透學(xué)科及對(duì)應(yīng)的研究主題。

從表2可以看出，智能油田的研究及建設(shè)是一個(gè)涉及多種學(xué)科和多種應(yīng)用的綜合性系統(tǒng)工程，需要石油與天然氣工程技術(shù)人員、IT技術(shù)人員、儀器儀表工程師、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、情報(bào)服務(wù)人員等多個(gè)學(xué)科專家的共同協(xié)作，具有典型的協(xié)同化、一體化、共享化的特征。

2.4 相關(guān)研究機(jī)構(gòu)

眾多研究機(jī)構(gòu)在“智能油田”領(lǐng)域成果斐然，表3列舉了一些高發(fā)文量的研究機(jī)構(gòu)，近幾年共有30篇相關(guān)的學(xué)術(shù)論文。這些機(jī)構(gòu)的研究成果代表了國(guó)內(nèi)智能油田研究的水平和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)后續(xù)智能油田的研究方向具有引領(lǐng)作用。

3 結(jié)束語

智能油田是未來油氣田領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)及管理科學(xué)智能化應(yīng)用的主要發(fā)展方向，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用而逐漸進(jìn)步。在現(xiàn)有智能油田研究的基礎(chǔ)上，唯有深入分析當(dāng)前油氣田環(huán)境中對(duì)于信息的需求，準(zhǔn)確把握油田信息化發(fā)展的方向，才能對(duì)智能油田的未來發(fā)展趨勢(shì)做出準(zhǔn)確的判斷，才能形成推動(dòng)建設(shè)智能油田體系的有效力量。