過去20年之間，油田的數(shù)字化進(jìn)程是怎樣的？石油裝備改革中又取得了什么關(guān)鍵性的成果？

數(shù)字油田是什么

簡(jiǎn)而言之，DOF（數(shù)字油田）是使用先進(jìn)的軟硬件和數(shù)據(jù)分析來提高油氣生產(chǎn)效率的技術(shù)。這是業(yè)務(wù)流程管理與信息技術(shù)和工程專業(yè)知識(shí)的融合，有助于以最小的阻力或沒有阻力地執(zhí)行跨職能團(tuán)隊(duì)的任務(wù)。

DOF技術(shù)可以將來自油田的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不斷地傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控站的計(jì)算機(jī)，通過這些數(shù)據(jù)，企業(yè)可以優(yōu)化石油生產(chǎn)的收益率。

除了收益率之外，DOF技術(shù)還促進(jìn)了人力資源的有效利用。例如在DOF推廣應(yīng)用之前，每個(gè)海上平臺(tái)都需要地質(zhì)專家。如今，駐扎在陸地開采平臺(tái)、位于不同時(shí)區(qū)的專家可以使用實(shí)時(shí)3D可視化技術(shù)監(jiān)控多個(gè)海上鉆井平臺(tái)。

數(shù)字油田技術(shù)的歷史

數(shù)字油田技術(shù)的歷史可以追溯到1977年，當(dāng)時(shí)首次為自動(dòng)化工作流程引入了集成建模。在1980年代，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的進(jìn)步讓2D地震測(cè)試開始向3D地震測(cè)試轉(zhuǎn)變。當(dāng)時(shí)這是一項(xiàng)突破性技術(shù)，使以前無法進(jìn)入的油井有了可以鉆探的可能。

2002年下半年，BP的挪威Valhall油田實(shí)現(xiàn)了首次4D地震測(cè)試，為項(xiàng)目提供了豐富的、高質(zhì)量的、可用于儲(chǔ)層監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，這一技術(shù)被BP稱為油田生命周期地震（LoFS）技術(shù)。

如今，無線技術(shù)已成為數(shù)字油田技術(shù)的骨干力量，2005年該領(lǐng)域的人力資源管理方式發(fā)生了革命性的變化。無線技術(shù)有助于在一個(gè)監(jiān)控站管控多個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)更好的人力資源管理。

在第二年，2006年，殼牌推出了智能油田項(xiàng)目，系統(tǒng)與井下復(fù)雜油氣藏環(huán)境中的傳感器和控制閥相連，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)達(dá)到最佳狀態(tài)。

傳感器的使用產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，引起另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。2011年GEin公司推出了Drilling iBox，它將從傳感器捕獲的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為有益的建議。從此開啟了可視化軟件的時(shí)代，隨后誕生了一系列可視化軟件，例如Cyviz和VSG。

康斯伯格公司在2013年與BP合作開發(fā)了實(shí)時(shí)井監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)一系列油井設(shè)備和活動(dòng)，該軟件能將原始數(shù)據(jù)驚人地轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)可行的建議。

經(jīng)過多年的不懈努力，遠(yuǎn)程操作、信息共享、深水鉆井、提高安全性等等已成為可能，而不再是“未來”。如今數(shù)字油田領(lǐng)域中的數(shù)百種技術(shù)正在致力于不斷優(yōu)化這些體驗(yàn)和工具，希望將來可以在數(shù)字油田的設(shè)計(jì)、部署和使用中取得更大的進(jìn)步。

石油裝備改革

2020年兩會(huì)提案中，其中一條就是加快石油石化重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化。石油裝備改革與石油行業(yè)發(fā)展未來息息相關(guān)，雖然許多裝備已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化，但一些核心裝備仍然依賴國(guó)外制造，成為國(guó)內(nèi)能源安全保障的不確定性因素。

在石油裝備改革中，一項(xiàng)非常重要的技術(shù)就是IoT（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）。數(shù)字化將石油領(lǐng)域的各個(gè)設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與人連接，實(shí)現(xiàn)了巨大的突破。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化之前，石油和天然氣鉆探和完井操作人員主要采用低技術(shù)的方法來監(jiān)控和管理他們的工藝過程。目視檢查和人工估算會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，并使人員和環(huán)境的安全受到威脅。

現(xiàn)在，操作員可以使用分析儀和傳感器，這樣不僅可以自動(dòng)化地執(zhí)行高成本、易出錯(cuò)的任務(wù)，而且還可以幫助操作員采集大量數(shù)據(jù)，為操作提供充足信息并極大地改善他們的工作環(huán)境。

Weir的壓裂液返排系統(tǒng)可以幫助創(chuàng)建專門針對(duì)操作員個(gè)人需求的警報(bào)，從而縮短他們的響應(yīng)時(shí)間，能夠防止損失，并最大限度地提高性能。

石油和天然氣行業(yè)承受的巨大的成本壓力促使它們最大程度地采用數(shù)字化，去實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中可能提高的每一點(diǎn)效率，從而創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

除了成本壓力之外，環(huán)境和人身安全是石油公司越來越多地轉(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)這一領(lǐng)域顯著改善的另一個(gè)原因。這項(xiàng)工作固有的危險(xiǎn)性給工作人員帶來了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和物理風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)在可以通過技術(shù)降低。

數(shù)字化的關(guān)鍵是采用開放系統(tǒng)，集成傳感器，以便結(jié)合制造商的設(shè)備信息來處理與這些傳感器的關(guān)系。

未來油田數(shù)字化或?qū)⒀葑優(yōu)橐环N系統(tǒng)，可以對(duì)上游和下游操作進(jìn)行監(jiān)控。智能監(jiān)控和警報(bào)已成功取代了過時(shí)的手動(dòng)經(jīng)驗(yàn)法則，根據(jù)咨詢公司埃森哲的說法，這種數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以為整個(gè)行業(yè)、客戶和整個(gè)社會(huì)創(chuàng)造約1.6萬億美元的價(jià)值。

重大技術(shù)裝備是國(guó)之重器，事關(guān)綜合國(guó)力和國(guó)家安全。目前，中國(guó)石化千萬噸級(jí)煉油裝置裝備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到94%，百萬噸級(jí)乙烯裝置裝備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到87%。但部分關(guān)鍵核心裝備仍依賴國(guó)外制造，成為制約我國(guó)石油石化行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、危及產(chǎn)業(yè)鏈安全的瓶頸。隨著石油公司面臨的財(cái)務(wù)和社會(huì)壓力日益增長(zhǎng)，擁抱數(shù)字化和石油裝備改革是實(shí)現(xiàn)突破的必經(jīng)之路。可以肯定的是，今天成功實(shí)施和集成數(shù)字化的石油和天然氣生產(chǎn)商將成為明天的贏家。