智能油田的技術(shù)與實(shí)施探討

李東旭

（大慶油田信息技術(shù)公司物聯(lián)網(wǎng)分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展及智能油田發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，我國的多數(shù)油田都很有希望突破智能油田技術(shù)的瓶頸，不斷提升國內(nèi)油田信息建設(shè)水平。目前來看，我國多數(shù)的油田發(fā)展方向仍然是數(shù)字化油田建設(shè)，其主要的特征就是對油田在發(fā)展過程中加強(qiáng)了對數(shù)據(jù)的進(jìn)一步挖掘和應(yīng)用，深化了信息技術(shù)在油田的應(yīng)用，加強(qiáng)了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在油田的實(shí)際應(yīng)用，最大程度降低了油田的生產(chǎn)運(yùn)營成本。這種發(fā)展趨勢也表示油田已經(jīng)進(jìn)入智能化建設(shè)的過程。

1 智能油田的概念及其特征

智能油田主要是指油田的勘探開發(fā)、油氣開采配套、油田生產(chǎn)決策、數(shù)據(jù)信息等技術(shù)在油田的生產(chǎn)運(yùn)營過程中實(shí)現(xiàn)了協(xié)同發(fā)展，這種發(fā)展也是油田的信息化發(fā)展的必然趨勢。智能油田就是要實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)作業(yè)過程用計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的智能設(shè)備來代替人工腦力勞動。但是站在技術(shù)應(yīng)用的角度來看，數(shù)字油田的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營活動繁雜統(tǒng)計(jì)工作的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化，這個過程是一個知識的應(yīng)用過程，而智能油田則可以實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的智能設(shè)備來代替人腦來進(jìn)行分析和總結(jié)，在這個過程中智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)了知識的創(chuàng)造以及共享。從我國目前的油田信息化發(fā)展水平以及實(shí)際的運(yùn)營狀況來看，智能油田的建設(shè)也必將是一項(xiàng)長期的工作，智能油田必然會隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展而逐步實(shí)現(xiàn)提升。

就目前的形式來看，智能油田正在逐步向著實(shí)現(xiàn)油田一體化、協(xié)同化、實(shí)時化、可視化、共享化等方向發(fā)展，也就是智能油田在目前主要的發(fā)展方向就是要實(shí)現(xiàn)油田業(yè)務(wù)開展的一體化、戰(zhàn)略決策的協(xié)同化、生產(chǎn)管理的實(shí)時化、綜合研究的可視化、數(shù)據(jù)信息的共享化。智能油田發(fā)展的主要特征就是實(shí)現(xiàn)油田的應(yīng)用和服務(wù)職能，而智能油田建立的主要目標(biāo)就是要在油田建立一種全新的工具、全新的技術(shù)，并在油田的生產(chǎn)、管理以及服務(wù)等全過程中實(shí)現(xiàn)對新工具、新技術(shù)的應(yīng)用，逐步打造出油田新的生態(tài)系統(tǒng)。與此同時，還要有效利用新的管理理念，不斷變革管理模式，在油田的生產(chǎn)作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)不同地域、不同學(xué)科、不同部門的協(xié)同發(fā)展，充分提升油田在決策階段以及研究環(huán)節(jié)的質(zhì)量，有效提升工作效率，逐步扭轉(zhuǎn)油田的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)油田從傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代新型油田的跨越式發(fā)展。

2 智能油田發(fā)展現(xiàn)狀與研究趨勢

2.1 智能油田的發(fā)展現(xiàn)狀

西方一些發(fā)達(dá)國家的智能油田建設(shè)發(fā)展速度較快，智能油田的建設(shè)首先必須要求油田要建立起高水平、高質(zhì)量、高效率的油藏管理與信息管理系統(tǒng)，這樣才能對油田先進(jìn)技術(shù)與生產(chǎn)開發(fā)方案的最優(yōu)決策和指導(dǎo)。在上世紀(jì)的90年代末期，美國的貝克休斯、斯倫貝謝等幾家大型的石油企業(yè)針對油田的井下測量以及井下控制的有效結(jié)合以及相關(guān)元器件的一體化集成等智能化完井技術(shù)的研發(fā)。而殼牌公司則認(rèn)為智能油田能夠?qū)崿F(xiàn)的最近目標(biāo)就是：（1）能有效為油田節(jié)省開發(fā)設(shè)計(jì)時間25%。（2）實(shí)現(xiàn)新型油田的轉(zhuǎn)變后，能夠?qū)崿F(xiàn)油田提產(chǎn)10%。（3）智能油田的實(shí)施能夠最少實(shí)現(xiàn)油田的采收率提升5%的目標(biāo)。

智能油田必將會成為未來油氣田生產(chǎn)作業(yè)技術(shù)以及生產(chǎn)運(yùn)營管理實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用的主要發(fā)展趨勢，在現(xiàn)代大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及人工智能技術(shù)不斷進(jìn)步的前提下，智能油田也必然會取得較大的成果。

2.2 智能油田研究的趨勢

（1）熱點(diǎn)研究。隨著人們對智能油田研究的不斷深入，有關(guān)智能油田研究的熱點(diǎn)不斷涌現(xiàn)，最終會形成智能油田研究的大型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，從智能油田的研究歷史來看，采收率提升、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化油田建設(shè)、信息化油田建設(shè)、智能化油田建設(shè)等是智能油田研究的主要熱點(diǎn)。而數(shù)字油田可以當(dāng)成是智能油田研究的基礎(chǔ)，并且關(guān)于數(shù)字油田的研究很受石油行業(yè)的重視，但是，數(shù)字油田已經(jīng)逐漸淡出了油田研究重點(diǎn)的視線，而智能油田則成為了新的研究趨勢。而在現(xiàn)代油田研究以及建設(shè)過程中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注，相關(guān)的技術(shù)研究也在逐漸增加。我國關(guān)于智能油田的建設(shè)比較典型的是克拉瑪依油田的建設(shè)，克拉瑪依在智能油田的研究以及建設(shè)方面也處在了國內(nèi)的領(lǐng)先地位。

（2）學(xué)科滲透性。智能油田設(shè)計(jì)的學(xué)科領(lǐng)域非常廣泛，是集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種學(xué)科的綜合性技術(shù)，同時由智能油田衍生出了多個學(xué)科的交叉，最后在人工智能以及大數(shù)據(jù)等學(xué)科進(jìn)行了深入的研究。

（3）應(yīng)用研究。在2005年智能油田的概念開始流行，但是我國直到2010年才開始進(jìn)行智能油田的有關(guān)研究，并進(jìn)行了智能油田的規(guī)程編制工作，此時出現(xiàn)了一些關(guān)于智能油田的專著。就這些專著的研究內(nèi)容以及其實(shí)際的發(fā)行量來看，我國對智能油田方面的發(fā)展秉持的態(tài)度是積極的，而且智能油田也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在國內(nèi)油田的局部得到應(yīng)用，這對我國油田的挖潛增效起到了非常重要的作用。此外，我國長慶油田開展的關(guān)于油氣藏的研究以及油田生產(chǎn)決策一體化信息平臺的推廣應(yīng)用也成為了現(xiàn)代油田比較典型的智能油田發(fā)展案例，大慶油田針對油田的實(shí)際情況開展小型化精準(zhǔn)智能更是國內(nèi)智能油田發(fā)展的示范性案例。

3 智能油田技術(shù)發(fā)展與趨勢

3.1 智能油田和智能鉆采技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

（1）總體結(jié)構(gòu)。智能井不僅實(shí)現(xiàn)了對油井生產(chǎn)作業(yè)情況的實(shí)時檢測和控制，而且能實(shí)現(xiàn)將油田生產(chǎn)作業(yè)中海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、精準(zhǔn)的傳輸、儲存、處理、決策等功能，這樣就實(shí)現(xiàn)了將數(shù)據(jù)檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化為具有時效性的行動。在油田企業(yè)的智能化發(fā)展過程中將勘探、地質(zhì)、油藏、鉆采等各個學(xué)科數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集從而形成了油田集成化的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，逐步形成基于互聯(lián)網(wǎng)以及油田內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享以及信息綜合的智能應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）技術(shù)基礎(chǔ)。在進(jìn)行油田復(fù)雜油氣藏勘探開發(fā)的過程中，充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，會涉及到以下四項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)：第一，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)同工作方法。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)油田生產(chǎn)作業(yè)的網(wǎng)上集體決策；該技術(shù)是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息工程、系統(tǒng)工程以及心理學(xué)等多門學(xué)科交叉集成的全新技術(shù)領(lǐng)域；第二，數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的應(yīng)用是完成油田企業(yè)的管理人員、技術(shù)人員決策的主要支撐技術(shù)，數(shù)據(jù)倉庫面對的對象主要是油田中一些實(shí)時變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合并完成決策的制定。第三，建立起與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的油氣開采典型的作業(yè)模式以及軟件操作系統(tǒng)。以往的油氣開采作業(yè)模型建立往往只針對單井的具體問題，因此模型之間存在較高的獨(dú)立性，這樣在油田進(jìn)行勘探開發(fā)的過程中很多模型不能實(shí)現(xiàn)很好的協(xié)同和連接。站在油田發(fā)展的全局角度來看，必須要建立其能夠面向油田多個環(huán)節(jié)的智能化、集成化的模型與軟件系統(tǒng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)資源的有效共享，提升油田資源的利用率。

（3）技術(shù)目標(biāo)。要想實(shí)現(xiàn)油田勘探開發(fā)的全面發(fā)展，必須要在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上，有效應(yīng)用智能體的軟件應(yīng)用平臺，逐步建立起油田的抽象化群體決策網(wǎng)絡(luò)，并完成用專用的功能性對象組成的擁有共享空間、用戶接口的感知模型。并以此為基礎(chǔ)逐步建成油田的基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的集成化智能系統(tǒng)。

3.2 移動技術(shù)在智能油田體系中的應(yīng)用

對于目前油田數(shù)字化建設(shè)來說，其具備了強(qiáng)大的信息化基礎(chǔ)，而智能油田則將數(shù)字化更近一步，加入了智能化的元素?，F(xiàn)代數(shù)字化油田的發(fā)展過程中主要是將油田各個生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)節(jié)的情況實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，并在高效的數(shù)據(jù)通信模式下完成數(shù)據(jù)的有效采集，并將其傳輸?shù)较到y(tǒng)分布式的數(shù)字處理的節(jié)點(diǎn)中，或者傳輸?shù)綌?shù)字化油田的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行進(jìn)一步的分析。而智能油田則更加傾向于在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的深層次挖掘和智能化的應(yīng)用。從某種程度來講，數(shù)字油田與智能油田并沒有十分清晰的界限，而且完全可以將智能油田當(dāng)成是數(shù)字油田深入發(fā)展的一種形態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，我國多數(shù)的油田已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化油田的發(fā)展階段，而且也正在向著智能油田的方向發(fā)展。智能油田的實(shí)現(xiàn)將為我國油田的的發(fā)展帶來全面的感知以及自動化的控制模式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對油田生產(chǎn)作業(yè)趨勢的預(yù)測，而且還能實(shí)現(xiàn)對油田發(fā)展的進(jìn)一步優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，我國油田必然會在國際石油市場上更具競爭力。在能源競爭日益激烈的時代，只有盡快完成智能油田的改革，才能在復(fù)雜的國際石油市場中占有一席之地。