智能油田研究與技術(shù)發(fā)展及趨勢探討

曹治民

（大慶油田采油三廠數(shù)字化運(yùn)維中心數(shù)控運(yùn)維室，黑龍江 大慶 163000）

1 前言

近年來，石油公司提出了智能油田建設(shè)的理念，并通過不斷的嘗試取得了良好的建設(shè)效果。一些新油田已經(jīng)完成建設(shè)了一批以油井安全質(zhì)量管理技術(shù)智能化、油藏開發(fā)管理流程智能化、生產(chǎn)運(yùn)行管理信息智能化、現(xiàn)場安全巡檢指揮智能化、設(shè)備監(jiān)控運(yùn)維信息智能化、遠(yuǎn)程安全決策智能指揮、綜合生產(chǎn)管理服務(wù)智能化為開發(fā)核心能力的七大平臺應(yīng)用能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對油田業(yè)務(wù)開發(fā)相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)的業(yè)務(wù)全行業(yè)覆蓋，初步搭建形成了一個可資源信息共享、優(yōu)化信息整合利用的綜合信息系統(tǒng)集成開發(fā)管理平臺，打造成功了其他一系列綜合業(yè)務(wù)開發(fā)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，加快了實(shí)現(xiàn)新技術(shù)發(fā)展的步伐。

2 智能油田的概念及其特征

智能油田建設(shè)主要是指智能油田內(nèi)的資源勘探綜合開發(fā)、油氣綜合開采設(shè)備配套、油田優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)決策、數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)刃录夹g(shù)應(yīng)用在智慧油田建設(shè)項(xiàng)目的正常生產(chǎn)建設(shè)運(yùn)營服務(wù)過程中，實(shí)現(xiàn)了共同互動發(fā)展，這種是發(fā)展也是油田的信息化時代發(fā)展技術(shù)的發(fā)展必然與趨勢。智能油田系統(tǒng)是通過實(shí)現(xiàn)自動化油田設(shè)備生產(chǎn)與工作控制過程，用現(xiàn)代計算機(jī)控制及各種相關(guān)高科技智能設(shè)備代替以往人工腦力勞動。但是，僅從數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展角度綜合來看，數(shù)字油田系統(tǒng)建設(shè)將實(shí)現(xiàn)復(fù)雜生產(chǎn)、經(jīng)營業(yè)務(wù)活動及繁雜業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計評價工作全面的計算機(jī)自動化、標(biāo)準(zhǔn)化，這是認(rèn)知過程而且是知識積累的綜合應(yīng)用實(shí)踐過程，智能油田還可以直接利用大型計算機(jī)系統(tǒng)及各種相關(guān)數(shù)字智能設(shè)備等代替普通人力知識進(jìn)行量化分析判斷和量化總結(jié)。在此過程中，智能設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了知識成果的共同創(chuàng)造轉(zhuǎn)化和信息共享。從我國目前的油田行業(yè)信息化整體發(fā)展規(guī)劃水平狀況和工程實(shí)際開發(fā)運(yùn)行應(yīng)用情況綜合來看，智能油田管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)建設(shè)研究無疑是油田一項(xiàng)比較長期艱苦的重點(diǎn)工作，智能油田信息系統(tǒng)將繼續(xù)隨著計算機(jī)人工智能技術(shù)水平的不斷快速向前發(fā)展推進(jìn)而獲的逐步地提高。從油田目前運(yùn)行的發(fā)展形式特征來看，智能油田運(yùn)行正在快速向可實(shí)現(xiàn)智能油田運(yùn)營一體化、合作化、實(shí)時監(jiān)控化、可視化、共享數(shù)據(jù)化技術(shù)等多種方向逐步縱深發(fā)展。也就是說，智能油田應(yīng)用在企業(yè)當(dāng)前三個主要產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向平臺上，實(shí)現(xiàn)智能油田業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化整合、戰(zhàn)略投資決策流程的優(yōu)化協(xié)同、生產(chǎn)運(yùn)行管理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確實(shí)時、綜合評價研究成果的實(shí)時可視化、數(shù)據(jù)信息高效共享。智能油田設(shè)計開發(fā)研究的3個主要核心特點(diǎn)，即為了實(shí)現(xiàn)智慧油田系統(tǒng)的整體應(yīng)用價值和集成服務(wù)支撐功能，智能油田規(guī)劃制定過程的最主要價值目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)在開發(fā)油田前建設(shè)的新管理工具應(yīng)用和集成新技術(shù)，在開發(fā)油田項(xiàng)目的后續(xù)生產(chǎn)、管理、服務(wù)運(yùn)營等活動全要素過程控制中，實(shí)現(xiàn)其對集成新業(yè)務(wù)工具、新技術(shù)應(yīng)用的高效應(yīng)用。逐步探索構(gòu)建油田開發(fā)新的生態(tài)系統(tǒng)。同時，要通過有效學(xué)習(xí)利用國內(nèi)外新油田的科學(xué)管理經(jīng)營理念，不斷研究改變現(xiàn)有管理運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)在油田研究生產(chǎn)管理工作運(yùn)行過程中的不同管理地區(qū)、學(xué)科、部門等的協(xié)作共同健康發(fā)展，充分探索提高新油田科學(xué)決策執(zhí)行階段成果和決策研究工作過程質(zhì)量，有效地提高工作執(zhí)行效率，逐步地扭轉(zhuǎn)新油田的經(jīng)濟(jì)發(fā)展行為方式，促進(jìn)新油田建設(shè)從過去傳統(tǒng)的模式發(fā)展向現(xiàn)代的新模式油田的飛躍發(fā)展。

3 智能油田發(fā)展的必要性

數(shù)字油田技術(shù)管理支撐信息系統(tǒng)平臺和全數(shù)字化的智能油田系統(tǒng)平臺是可實(shí)現(xiàn)大型油田企業(yè)系統(tǒng)日常油田生產(chǎn)、科研、管理與運(yùn)行維護(hù)和戰(zhàn)略投資和決策分析功能一體的新一代大型石油綜合管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息平臺。進(jìn)一步對各地方油田領(lǐng)域中的全國石油和各級石化的石油信息化工程的一體化建設(shè)和進(jìn)程中起著統(tǒng)領(lǐng)性作用和目標(biāo)導(dǎo)向型作用，能較大幅度的降低該地區(qū)石油生產(chǎn)成本，提高了全國油田產(chǎn)品的年度平均石油綜合開發(fā)采收率，在提升地方企業(yè)在自身的經(jīng)營領(lǐng)域的生產(chǎn)管理質(zhì)量及投資效益能力上的同時，也就間接地推動了社會全面一體化發(fā)展的更加深入發(fā)展，是整個世界石油企業(yè)將在未來的幾年面臨的一個主流技術(shù)發(fā)展的新趨勢。對部分自然環(huán)境十分惡劣、生產(chǎn)與管理信息化難度相當(dāng)大的生產(chǎn)區(qū)域，可以同時大力加快推行設(shè)備數(shù)字化、自動化控制和環(huán)境信息化體系建設(shè)，可以快速實(shí)現(xiàn)信息化對石化油氣裝備生產(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的快速全面準(zhǔn)確感知、自動調(diào)度操控分析和實(shí)時集中應(yīng)用集成。而通過智能油田網(wǎng)絡(luò)，可以充分實(shí)現(xiàn)管理問題的及時地動態(tài)診斷，優(yōu)化油田管理運(yùn)作流程，提高生產(chǎn)工作運(yùn)轉(zhuǎn)效率，實(shí)現(xiàn)全面精細(xì)高效管理，降低成本又增效創(chuàng)收的管理目的。

4 優(yōu)化智能油田管理結(jié)構(gòu)

據(jù)調(diào)查，為了有效加強(qiáng)國家智能油田系統(tǒng)安全的建設(shè)，石油企業(yè)都進(jìn)一步升級優(yōu)化部署了國家智能油田平臺管理應(yīng)用結(jié)構(gòu)，許多中小型石油企業(yè)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，全面提升優(yōu)化智能采油裝置設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測技術(shù)平臺，構(gòu)建系統(tǒng)技術(shù)路線，完善應(yīng)用平臺功能。當(dāng)代的大數(shù)據(jù)技術(shù)既是一個信息時代發(fā)展的最新產(chǎn)物，也是當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的重大綜合性應(yīng)用發(fā)展最新成果。大容量數(shù)據(jù)技術(shù)具有超大容量數(shù)據(jù)空間大小范圍和空間的大數(shù)據(jù)價值，可以真正實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)信息間的信息高速自由流動，提出多種數(shù)據(jù)類型，存儲海量數(shù)據(jù)信息。

對于我國現(xiàn)代大型智能油田信息化建設(shè)，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用可以應(yīng)用在油田“數(shù)據(jù)訪問交換”系統(tǒng)、油田“數(shù)據(jù)處理”信息系統(tǒng)、油田“應(yīng)用和決策”信息管理系統(tǒng)和油氣田“多維顯示”系統(tǒng)等大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型中來實(shí)現(xiàn)油氣田大系統(tǒng)數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)應(yīng)用本來也就是一個不同的業(yè)務(wù)類型，大數(shù)據(jù)技術(shù)則可以對此進(jìn)行較準(zhǔn)確及時的業(yè)務(wù)分析、提煉、解釋處理和進(jìn)行分類與存儲。

5 智能油田發(fā)展現(xiàn)狀與研究趨勢

5.1 智能油田的發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀(jì)末智能油田的概念提出以來，我國能源產(chǎn)業(yè)很快抓住機(jī)會，對油田的建設(shè)進(jìn)行可行性的規(guī)劃探索研究，經(jīng)過多年的發(fā)展，國有能源企業(yè)對數(shù)字油田的建設(shè)取得了較為成功的初步成果。西方國家工業(yè)發(fā)達(dá)企業(yè)中使用的智能油田的開發(fā)及建設(shè)的技術(shù)發(fā)展的速度相對一般都較快，智能油田信息系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)首先要求該國家油田企業(yè)中要開始逐步建立與使用一套高水平的智能化、高質(zhì)量、高效率的智能油藏動態(tài)，控制管理的軟件管理系統(tǒng)與智能油田信息服務(wù)綜合集成管理和服務(wù)的系統(tǒng)，這樣油田企業(yè)達(dá)到對智能油田設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品方案實(shí)施進(jìn)行指導(dǎo)。智能油田開發(fā)還會繼續(xù)成為我國未來對油氣田各種生產(chǎn)加工作業(yè)的技術(shù)研發(fā)以及各種生產(chǎn)與運(yùn)營與管理過程實(shí)現(xiàn)的智能化與應(yīng)用智能化的一種主要和發(fā)展新趨勢，在當(dāng)前現(xiàn)代能源大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算系統(tǒng)以及其他人工智能技術(shù)等不斷創(chuàng)新進(jìn)步的前提下，智能油田發(fā)展也必將會持續(xù)取得較大的階段性成果。

5.2 智能油田研究的趨勢

（1）熱點(diǎn)領(lǐng)域研究。隨著國內(nèi)外人們長期以來對我國智能油田發(fā)展研究探討的不斷深入，有關(guān)國內(nèi)智能油田技術(shù)研究的一些熱點(diǎn)領(lǐng)域不斷地涌現(xiàn)，最終可能會形成中國智能油田開發(fā)研究體系的一個大型科研網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，從國外智能油田開發(fā)技術(shù)的整體研究開發(fā)歷史軌跡來看，采收率快速提升、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化智能油田技術(shù)建設(shè)、信息化智能油田體系建設(shè)、智能化油田平臺建設(shè)應(yīng)用等仍然是國內(nèi)外智能油田技術(shù)開發(fā)研究中的當(dāng)前主要技術(shù)熱點(diǎn)。盡管數(shù)字油田一直被當(dāng)成未來智能油田發(fā)展研究工作的技術(shù)基礎(chǔ)，并且近年來關(guān)于數(shù)字油田關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究很早就受到了石油行業(yè)技術(shù)人員的高度重視，但是，數(shù)字油田似乎已經(jīng)逐漸淡出了傳統(tǒng)油田開發(fā)研究中重點(diǎn)方向的公眾視線，而智能油田開發(fā)技術(shù)則開始成為一種新領(lǐng)域的發(fā)展研究和趨勢。而目前在中國現(xiàn)代采油系統(tǒng)研究開發(fā)以及項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營過程中，物機(jī)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)研究受到了社會比較廣泛的關(guān)注，相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)以及研究項(xiàng)目也將在中國快速增加。

（2）學(xué)科滲透性。智能油田頂層設(shè)計應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域分布非常廣泛，是一項(xiàng)集成了現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)應(yīng)用等多種應(yīng)用學(xué)科的綜合性技術(shù)，同時，還由智能油田設(shè)計衍生出了多個交叉學(xué)科技術(shù)的融合交叉，最后，也在向人工智能領(lǐng)域以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域做了越來越深入細(xì)致的基礎(chǔ)研究。

（3）應(yīng)用技術(shù)研究。就當(dāng)前企業(yè)這些重點(diǎn)研究方向?qū)Ｖ鴷刑岢龅钠髽I(yè)重點(diǎn)發(fā)展研究，重點(diǎn)內(nèi)容的介紹及其成果與國內(nèi)實(shí)際關(guān)系發(fā)行量情況不符，我國一些企業(yè)近年來對加快推進(jìn)國內(nèi)智能油田方面領(lǐng)域中的共性技術(shù)應(yīng)用，一直秉持穩(wěn)健務(wù)實(shí)高效的自主研發(fā)工作態(tài)度，這顯然都是積極與健康的，而且有些智能油田領(lǐng)域關(guān)鍵的技術(shù)成果也已經(jīng)明確，在目前我國一些智能油田領(lǐng)域中得到了實(shí)際應(yīng)用，這對實(shí)現(xiàn)當(dāng)前我國在智能油田方面的可持續(xù)發(fā)展及節(jié)能環(huán)保增效的發(fā)展目標(biāo)起到了相當(dāng)重要和積極的推動作用。

此外，我國重要的長慶油田項(xiàng)目近年來已經(jīng)開展了大量關(guān)于我國油氣藏信息化應(yīng)用的示范試驗(yàn)及研究應(yīng)用項(xiàng)目，以及我國油田企業(yè)科研生產(chǎn)運(yùn)營與應(yīng)急決策和指揮控制一體化及智能信息平臺應(yīng)用等成果的成功快速開發(fā)推廣研究以及實(shí)際應(yīng)用示范等，也基本上成為現(xiàn)代信息技術(shù)先進(jìn)的油田信息化發(fā)展，應(yīng)用比較成功的典型應(yīng)用案例，國內(nèi)一些智能油田典型的發(fā)展的典型成功案例，如大慶油田項(xiàng)目是針對具體油氣田實(shí)際與發(fā)展，規(guī)劃情況而設(shè)計開展的小型化應(yīng)用與精準(zhǔn)式的智能油田應(yīng)用系統(tǒng)，更是作為目前在國內(nèi)智能油田系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展水平上首屈一指的一個成功示范性案例。

6 結(jié)語

綜上所述,我國多數(shù)油田的開發(fā)，已經(jīng)完全進(jìn)入大規(guī)模數(shù)字化開發(fā)油田技術(shù)的成熟發(fā)展應(yīng)用階段，而且油田也正在加速向開發(fā)智能油田產(chǎn)品的目標(biāo)方向發(fā)展。智能油田平臺的成功實(shí)現(xiàn)無疑將進(jìn)一步促進(jìn)我國未來油田平臺產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展所帶來的全面實(shí)時的信息感知功能以及完全自動化操作的智能控制生產(chǎn)模式，能夠初步實(shí)現(xiàn)對我國油田未來生產(chǎn)與作業(yè)的趨勢變化的科學(xué)預(yù)測，而且還能真正實(shí)現(xiàn)我國對油田技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的進(jìn)一步優(yōu)化，在此技術(shù)基礎(chǔ)上，我國智能油田技術(shù)必然還會在將來國際石油市場應(yīng)用上顯得更具競爭力。在世界能源領(lǐng)域競爭日益激烈的全球化時代，只有我國盡快著手完成智能油田裝備的市場化改革，才能確保在復(fù)雜多變的國際石油市場角逐中占有一席之地。