海上油田數(shù)字化建設(shè)的現(xiàn)狀及展望

郝 帥，孟慶軍

（1.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300452；2.天津?yàn)I海概念人力資源有限公司，天津 300452）

引言

當(dāng)前數(shù)字化技術(shù)開始逐步滲透到傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)模式和商業(yè)模式中。在數(shù)字化浪潮中，國內(nèi)外能源公司、專業(yè)公司積極開展數(shù)字化、智能化應(yīng)用研究，例如荷蘭殼牌、挪威國家石油公司等企業(yè)通過應(yīng)用智能化技術(shù)，油田生產(chǎn)效率提升顯著。與此同時(shí)，我國海洋油田企業(yè)也開始融合互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，重視數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，積極開展數(shù)字化油田探索，積累發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。

1 數(shù)字化油田建設(shè)進(jìn)展

1.1 國外方面

數(shù)字化油田建設(shè)在國外起步較早，最早可以追溯到20世紀(jì)80年代的油田自動(dòng)控制。2014年，國際油價(jià)暴跌，油田企業(yè)經(jīng)營面臨極大的挑戰(zhàn)。為了提升企業(yè)經(jīng)營效益，適應(yīng)新的商業(yè)發(fā)展模式，國外石油公司開始加大數(shù)字化轉(zhuǎn)型的力度，其中荷蘭殼牌、英國BP石油公司是數(shù)字化油田探索的先行者[1]。以荷蘭殼牌石油公司為例，早在2000年就開始實(shí)施智能油田計(jì)劃，并開展生產(chǎn)監(jiān)測智能化實(shí)時(shí)建設(shè)，及時(shí)了解油田當(dāng)前和預(yù)期情況，并逐步在重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)整體改造。油田智能化建設(shè)的實(shí)施，有效地提升了油田的生產(chǎn)經(jīng)營效率，據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)字化方案的實(shí)施將殼牌石油公司的采收率提高了10個(gè)百分點(diǎn)。

1.2 國內(nèi)方面

我國油田數(shù)字化建設(shè)起步相對較晚，早在20世紀(jì)90年代就實(shí)施了數(shù)據(jù)數(shù)字化建設(shè)，但是整體水平較低，難以達(dá)到數(shù)字化建設(shè)的水準(zhǔn)。進(jìn)入新世紀(jì)以后，長慶油田開始實(shí)施“油田數(shù)字化管理”理念，揭開了我國油田數(shù)字化建設(shè)的序幕。新疆油田于2011年開始智能油田全面建設(shè)，計(jì)劃通過數(shù)字化日常生活經(jīng)營管理保障油田高效生產(chǎn)。中國海油于2014年開始了數(shù)字化建設(shè)，積極將新型數(shù)字化技術(shù)融入到油田業(yè)務(wù)中，截止2020年已經(jīng)累計(jì)完成11座平臺(tái)的無人化建設(shè)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢頭明顯[2]。

2 數(shù)字化油田的典型模式

2.1 多領(lǐng)域跨界合作建設(shè)模式

現(xiàn)代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了IT企業(yè)的快速崛起。一方面IT企業(yè)具有較強(qiáng)的數(shù)字化研發(fā)能力，另一方面石油企業(yè)擁有成熟的油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，二者相互合作，能夠發(fā)揮自身特長，有助于提升數(shù)字化油田建設(shè)的水平。比如油田服務(wù)公司哈利波頓與IT巨頭微軟公司開展戰(zhàn)略合作，開展油氣行業(yè)數(shù)字化研究。

2.2 一體化生產(chǎn)經(jīng)營模式

在數(shù)字化油田轉(zhuǎn)型的浪潮中，越來越多的石油公司開展了勘探開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營一體化探索研究。其中比較有代表性的是油氣行業(yè)巨沙特阿美國家石油公司構(gòu)建了多學(xué)科集成發(fā)展中心，積極整合一系列行業(yè)專家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)油田勘探開發(fā)一體化的協(xié)同發(fā)展。與此同時(shí)挪威國家石油公司也開始嘗試將勘探、開發(fā)、生產(chǎn)協(xié)同運(yùn)營，搭建多專業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)。

2.3 平臺(tái)化的IT服務(wù)模式

數(shù)字化油田的建設(shè)和發(fā)展離不開系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的保障支撐作用，為避免分散建設(shè)帶來的“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，越來越多的石油企業(yè)開始將云計(jì)算等技術(shù)融入到數(shù)字化建設(shè)中，通過平臺(tái)化的IT服務(wù)模式，開展集中式系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)[3]。康菲石油公司開展了綜合數(shù)據(jù)中心（IDW）數(shù)字化項(xiàng)目，構(gòu)建多領(lǐng)域的綜合數(shù)據(jù)中心，大幅提升了員工數(shù)據(jù)分析的效率。英國BP石油公司將勘探開發(fā)數(shù)據(jù)遷移到云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心，并匯總到數(shù)據(jù)湖中，通過深挖數(shù)據(jù)價(jià)值提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率。

3 我國海上油田數(shù)字化油田建設(shè)實(shí)踐

隨著國內(nèi)油氣資源進(jìn)口依賴度的逐步提升，加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)，緩解國內(nèi)能源壓力，保障能源安全，已經(jīng)逐步成為我國能源界的共識(shí)。在數(shù)字化油田建設(shè)的浪潮中，我國石油企業(yè)積極參與并探索相關(guān)業(yè)務(wù)的智能化轉(zhuǎn)型。

3.1 基礎(chǔ)服務(wù)數(shù)字化建設(shè)

中國海油積極開展海陸通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境優(yōu)化建設(shè)，為海上油田的數(shù)字建設(shè)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障?；谄脚_(tái)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)、應(yīng)急通信網(wǎng)，海上油田通訊寬帶提升了2～3倍。與此同時(shí)為有效提升數(shù)字資源的分配水平，構(gòu)建了云計(jì)算平臺(tái)，服務(wù)器分配能力大幅提升。除此之外，中國海油在無人平臺(tái)建設(shè)、遠(yuǎn)程智能控制等方面均開展了卓有成效的探索[3]。

3.2 全面感知數(shù)字化建設(shè)

統(tǒng)一海上平臺(tái)與陸地終端的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)施傳輸和應(yīng)用。加大軟件、硬件系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和實(shí)施傳輸，比如井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用極大地提升了鉆井的時(shí)效性。

3.3 生產(chǎn)協(xié)同、科學(xué)決策數(shù)字化建設(shè)

在作業(yè)協(xié)同等方面，貫通勘探開發(fā)生產(chǎn)研究流程，集成一體化運(yùn)營管理系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)協(xié)同指揮平臺(tái)、隨鉆實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)、鉆完井專家輔助決策和培訓(xùn)系統(tǒng)、智能生產(chǎn)優(yōu)化輔助決策系統(tǒng)等，有效地解決了傳統(tǒng)模式中的“信息孤島”問題，為企業(yè)高效決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4 海上油田數(shù)字化建設(shè)的展望

4.1 海上油田數(shù)字化建設(shè)存在的問題

數(shù)字化油田的發(fā)展和建設(shè)經(jīng)歷了生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)的數(shù)字化建設(shè)、信息技術(shù)與油田勘探開發(fā)生產(chǎn)融合的示范性檢核以及智能油氣藏的探索與建設(shè)等多個(gè)階段，已經(jīng)初步形成了數(shù)字油田思維和數(shù)字技術(shù)模式、管理模式和運(yùn)行模式，但是仍然存在一些問題。比如在數(shù)據(jù)建設(shè)方面存在數(shù)據(jù)滯后、標(biāo)準(zhǔn)不一、數(shù)據(jù)治理能力欠缺等問題，再比如在油田數(shù)字化管理建設(shè)方面，技術(shù)創(chuàng)新、戰(zhàn)略制定能力等有待進(jìn)一步提升。

4.2 海上油田數(shù)字化建設(shè)發(fā)展建議

油氣行業(yè)上游業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化建設(shè)涉及地震勘探、地質(zhì)解釋、油藏表征、井位設(shè)計(jì)、鉆探施工、生產(chǎn)建模等多個(gè)專業(yè)，未來的數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要集中在油田自動(dòng)化生產(chǎn)優(yōu)化、基于數(shù)字技術(shù)的預(yù)測性維護(hù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建、新建海上設(shè)備智能調(diào)試、海上設(shè)別遠(yuǎn)程控制等方面。

中國海上油田數(shù)字化建設(shè)發(fā)展的思路主要可以總結(jié)為一平臺(tái)、一數(shù)據(jù)、兩體系、三組織、四類應(yīng)用，即構(gòu)建海油云平臺(tái)，完善公共組件和技術(shù)工具，為系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)提供基礎(chǔ)服務(wù)；基于數(shù)據(jù)湖理念架構(gòu)數(shù)據(jù)服務(wù)體系，為新興技術(shù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐；在技術(shù)變革的基礎(chǔ)上，逐步升級(jí)優(yōu)化業(yè)務(wù)管理流程，構(gòu)建與數(shù)字化油田發(fā)展相適應(yīng)的管理體系和安全技術(shù)體系，為保證數(shù)字化建設(shè)提供制度和安全保障；在管理調(diào)度上，推動(dòng)協(xié)同工作理念，變革管理方式，為總部、分公司、作業(yè)公司提供服務(wù)；在具體應(yīng)用方面，一是著重發(fā)展無人化操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和運(yùn)維，提升平臺(tái)及終端的自動(dòng)化水平；二是開展可視化油藏研究，縮短油藏發(fā)現(xiàn)周期；三是基于一體化理念，多專業(yè)融合研究，實(shí)現(xiàn)協(xié)同化運(yùn)營；四是基于數(shù)字化分析技術(shù)針對多專業(yè)、多維度信息，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、精準(zhǔn)化決策。

面對海上油田數(shù)字化建設(shè)的潛在壓力，注重先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)和引進(jìn)，可提高油田生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面要制定與企業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的人力資源戰(zhàn)略，提升技術(shù)人員的力量，選擇合適的油田和數(shù)字化項(xiàng)目，提高數(shù)字化油田轉(zhuǎn)型的針對性和精準(zhǔn)程度。

5 結(jié)語

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是海上油田應(yīng)對低油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)形勢，降低運(yùn)營成本的重要路徑。加大技術(shù)創(chuàng)新，深入技術(shù)探索，搭建完善的數(shù)據(jù)通道和應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)、不同系統(tǒng)的綜合利用，保證油田生產(chǎn)的高效開展。