智慧油氣田建設(shè)在油氣開發(fā)中的思考與探索

常艷兵，楊帆，胡連鋒

智慧油氣田建設(shè)在油氣開發(fā)中的思考與探索

常艷兵，楊帆，胡連鋒

（中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，四川 成都 610000）

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的來臨，使整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)在零售、服務(wù)、金融等經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域發(fā)生了重大變革，并且為傳統(tǒng)模式下的油氣開發(fā)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。以數(shù)字氣田為基礎(chǔ)，從基本概念、發(fā)展模式及應(yīng)用角度將智慧油氣田和數(shù)字氣田進(jìn)行對(duì)比，深化對(duì)智慧油氣田的理解，同時(shí)描述了智慧油氣田的邏輯結(jié)構(gòu)框架和“物、云、網(wǎng)、端”智慧油氣田構(gòu)想模型，列舉了塔里木油田、西南油氣田在智慧油氣田建設(shè)過程中的初步成果，為傳統(tǒng)油氣開發(fā)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了借鑒。

智慧油氣田；互聯(lián)網(wǎng)+；油氣開發(fā)；轉(zhuǎn)型升級(jí)；探索

隨著全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)疲軟，國際油氣價(jià)格持續(xù)走低，同時(shí)常規(guī)油氣資源的日漸枯竭，非常規(guī)、復(fù)雜油氣藏將成為主要能源領(lǐng)域的接替力量之一。在企業(yè)的長期發(fā)展過程中面臨著新資源和常規(guī)資源接替能力不足等問題。通過努力提高油田、氣田企業(yè)信息化建設(shè)的總體水平，使信息化、工業(yè)化相互融合、補(bǔ)充，有效降低管理成本、生產(chǎn)成本及其它成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石油化工行業(yè)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，已成為油氣田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的必然選擇。

1 傳統(tǒng)油氣開發(fā)模式的特點(diǎn)與面臨的主要矛盾

傳統(tǒng)油氣開發(fā)過程一般具有較復(fù)雜的工序和較長的業(yè)務(wù)鏈。油氣生產(chǎn)相關(guān)的廠、站多數(shù)遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)區(qū)域，地處偏遠(yuǎn)，點(diǎn)多面廣，布局分散，加大了防控和管理范圍，且輸送介質(zhì)一般為高溫、高壓，存在易燃易爆等安全風(fēng)險(xiǎn)。油氣田生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部龐大的組織機(jī)構(gòu)、較高的生產(chǎn)成本和較低的協(xié)作效率[1]，依然是整個(gè)石油化工行業(yè)面臨的嚴(yán)峻問題。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”在油田、氣田開發(fā)建設(shè)中的作用

通過管理理念、管理方式的變革，將互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)與油氣田生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)方式、企業(yè)長期發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)緊密組合、升級(jí)，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨專業(yè)、跨部門的協(xié)同工作，打破傳統(tǒng)油氣開發(fā)的封閉落后思想與管理，提高油氣決策和研究的效率與質(zhì)量，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，使油氣田企業(yè)的發(fā)展動(dòng)力和核心競爭力得到逐步提升。

3 智慧油氣田概念理解與基本框架

3.1 數(shù)字氣田與智慧油氣田的區(qū)別、聯(lián)系

通過技術(shù)革新與持續(xù)的信息化建設(shè)，數(shù)字油田應(yīng)運(yùn)而生，并且已日趨發(fā)展成熟，注重?cái)?shù)據(jù)的收集與整理。智慧油氣田以數(shù)字油氣田作為基本點(diǎn)，以深入挖掘和綜合應(yīng)用油氣田數(shù)據(jù)作為主要特征，全面深入分析數(shù)字化的應(yīng)用領(lǐng)域，借助信息技術(shù)的智能化，以逐步提高自動(dòng)化建設(shè)水平[2]，更側(cè)重于對(duì)數(shù)據(jù)的深入加工和連接。

圖1 數(shù)字油氣田與智慧油氣田的發(fā)展模式

以數(shù)字油氣田為基礎(chǔ)，自下而上，建設(shè)相關(guān)模擬模型和知識(shí)構(gòu)架體系，逐層建設(shè)至應(yīng)用層，在這一層面，進(jìn)行與相關(guān)工作人員的溝通和交流，智慧油氣田與數(shù)字油氣田相比，戰(zhàn)略層以下層面與數(shù)字油氣田類似，主要區(qū)別在于戰(zhàn)略層。智慧油氣田的戰(zhàn)略層，主要依靠諸多數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如人工智能、云計(jì)算等，在這個(gè)過程中，形成的決策信息也需要向其上層的應(yīng)用層反饋，進(jìn)行人機(jī)交互，智慧油氣田按照從兩側(cè)向中間應(yīng)用層的順序發(fā)展。對(duì)智慧油氣田的論述，不同認(rèn)知角度定義不同，但其實(shí)質(zhì)是智能設(shè)備、計(jì)算機(jī)逐步代替人工腦力勞動(dòng)的過程。

3.2 智慧油氣田基本框架

智慧油氣田建設(shè)實(shí)施是閉環(huán)式持續(xù)往復(fù)優(yōu)化，主要包括技術(shù)決策、業(yè)務(wù)需求及生產(chǎn)組織三個(gè)層面的內(nèi)容。

圖2 智慧油氣田建設(shè)總體框架

4 國內(nèi)油氣田企業(yè)對(duì)智慧氣田的初步探索與實(shí)踐

4.1 地質(zhì)、井筒、地面一體化管理數(shù)字平臺(tái)

中國石油塔里木油田結(jié)合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，已建設(shè)“數(shù)字氣藏、數(shù)字井筒、數(shù)字地面”一體化數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)[3]，主要涵蓋了4個(gè)方面，即云數(shù)據(jù)平臺(tái)、氣藏一體化管理、單井全生命周期管理和地面生產(chǎn)一體化管理4個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)了油氣勘探貫穿與全過程的數(shù)字化運(yùn)行和智能化管理，并涵蓋了勘探生產(chǎn)營運(yùn)的全生命周期。通過確立油氣田開發(fā)過程中的地質(zhì)、數(shù)值模擬與動(dòng)態(tài)分析模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析，用于持續(xù)優(yōu)化開發(fā)技術(shù)，保證開發(fā)過程的高效益，高質(zhì)量；通過控制、管理單井全生命周期，提高鉆井成功率和產(chǎn)能貢獻(xiàn)率；通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全方位監(jiān)控管理錯(cuò)綜復(fù)雜的地面集輸系統(tǒng)。

4.2 整裝氣田數(shù)字化建設(shè)與智慧氣田初探

中國石油西南油氣田公司因地制宜，改建并舉，以油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為基本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與改造，目前已基本完成了生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中管理平臺(tái)，進(jìn)行了信息化新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，油氣開采協(xié)同研究云平臺(tái)建設(shè)，開發(fā)生產(chǎn)管理平臺(tái)建設(shè)與整裝數(shù)字化建設(shè)與智慧氣田的初步探索，實(shí)現(xiàn)智慧油氣田的自動(dòng)化、信息化和智能化，為數(shù)字油氣田向智慧油氣田的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了借鑒[4]。塔里木油田、西南油氣田信息平臺(tái)的推廣應(yīng)用為傳統(tǒng)油氣開發(fā)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了借鑒，油氣開發(fā)模式正在發(fā)生重大變革，并取得了良好成效。

5 結(jié) 論

經(jīng)初步探索，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)促進(jìn)了國內(nèi)智慧油氣田建設(shè)，并取得了一定的初步成果，但與國外智慧油氣田的建設(shè)相比，仍存在較大差距，應(yīng)從戰(zhàn)略、管理、理念和技術(shù)角度，打破傳統(tǒng)油氣開采中相對(duì)封閉的思維模式和管理模式，真正實(shí)現(xiàn)地質(zhì)與工程、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)管理和經(jīng)營的數(shù)字化和智能化管理，全面提高質(zhì)量與效益，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，形成推動(dòng)建設(shè)智能油田體系的有效力量。

［1］王洪峰，王勝軍，朱松柏，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧氣田建設(shè)的構(gòu)想與探索[J].油氣田地面工程，2018，37（8）:3-4.

［2］湯林.“十三五”油氣田地面工程面臨的形勢及提質(zhì)增效發(fā)展方向[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2016，27（4）:4-6.

［3］ 張宇.信息環(huán)境下智能油田的構(gòu)建[J].油氣田地面工程，2015，34（9）:17-18.

［4］白曉東，王常蓮，王念榕，等.“十三五”油氣田地面工程面臨的形勢及科技攻關(guān)方向[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2017，28（5）:8-11.

Consideration and Exploration of the Smart Oil and Gas Field Construction in Oil and Gas Development

（China Petroleum Engineering & Construction Corporation Southwest Company, Sichuan Chengdu 610041, China）

The advent of the“Internet plus”has brought significant changes in the economic and social fields, such as retail, service and finance ,and has brought great opportunities and challenges to the development of oil and gas under the traditional mode. In this paper, the smart oil and gas field was compared with the digital gas field in terms of basic concept, development mode and application, and the understanding of smart oil and gas field can be deepened. Meanwhile, the logical structure framework and conceptual model of smart oil and gas field construction of “object, cloud, network and terminal” were described. The preliminary exploration result of the smart oil and gas field construction was summarized.

smart oil and gas field; internet+; oil and gas development; transformation and upgrading; exploration

2019-10-15

常艷兵（1984-），女，工程師，碩士，河北省承德市人，2012年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，研究方向：油氣田地面集輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)。

F426.22

A

1004-0935（2020）01-0100-02