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推動油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,這五大信息技術(shù)值得關(guān)注!

閱讀:62發(fā)布時間:2023-7-14

新形勢下數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為油氣行業(yè)提質(zhì)增效的關(guān)鍵解決方案,物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)是推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力。

油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,五大信息技術(shù)發(fā)揮了重要作用,物聯(lián)網(wǎng)建立了油氣數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的物質(zhì)基礎(chǔ),大數(shù)據(jù)拓展了油氣數(shù)據(jù)價值的潛力空間,云計算突破了油氣數(shù)據(jù)管理的資源瓶頸,人工智能實現(xiàn)油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)決策水平質(zhì)的飛躍,區(qū)塊鏈提供油氣數(shù)據(jù)資源安全共享的技術(shù)支撐。

五大信息技術(shù)應(yīng)用也面臨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)標準不統(tǒng)一、云計算建設(shè)成本偏高、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)潛力未充分發(fā)揮、區(qū)塊鏈技術(shù)有待完善、業(yè)務(wù)流程和管理機制不配套、信息技術(shù)人才儲備不足等挑戰(zhàn)。對此提出了聚焦行業(yè)痛點、發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢、推動管理機制變革、建立數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)等對策。油氣行業(yè)要重點圍繞行業(yè)需求和痛點問題,充分開展技術(shù)、管理和經(jīng)濟論證,做好數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計和實施方案的落實。

01. 五大信息技術(shù)在油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的作用

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了油氣數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的物質(zhì)基礎(chǔ)

油氣行業(yè)具有資產(chǎn)密集度高、操作距離遠和生產(chǎn)環(huán)境危險等特點,建立工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可有效簡化工藝流程,豐富決策手段,提高運營效率。油氣工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通常由感知層、傳輸層和應(yīng)用層3部分組成,感知層由安裝在各關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的傳感器和射頻識別(RIFD)裝置組成,用于采集油氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)信息;傳輸層由互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,負責數(shù)據(jù)傳輸;應(yīng)用層是指系統(tǒng)管理平臺,實現(xiàn)油氣數(shù)據(jù)的分析處理。由此建立起儲層、井筒、單井、場站、管網(wǎng)、設(shè)備和人員之間全面互聯(lián)的信息網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)對油氣勘探開發(fā)與生產(chǎn)管理體系的全面感知能力,為油氣系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)與決策管理提供了基礎(chǔ)平臺。

有限公司(簡稱中國石油)自2001年起布局油氣工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),“十二五”重點建設(shè)項目“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(A11)”建立了覆蓋油氣田井區(qū)、計量間、集輸站、聯(lián)合站、處理廠的數(shù)據(jù)管理平臺,通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集、遠程監(jiān)控和生產(chǎn)預(yù)警,實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制,提高了生產(chǎn)決策的及時性和準確性(圖1)。截至2020年底,油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的井、站覆蓋率分別達到61%和72%,數(shù)字化管控穩(wěn)步推進,助力生產(chǎn)實現(xiàn)自動化、中小井站無人值守、大型站廠少人高效。油氣生產(chǎn)組織由5級減少到3級,推動了傳統(tǒng)石油工業(yè)生產(chǎn)組織模式轉(zhuǎn)型。

2.大數(shù)據(jù)技術(shù)拓展了油氣數(shù)據(jù)價值的潛力空間

油氣行業(yè)覆蓋勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、儲運、煉油、銷售等多個專業(yè)領(lǐng)域,業(yè)務(wù)類型多,關(guān)聯(lián)度緊密,一方面由物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的日常數(shù)據(jù)量龐大而復(fù)雜;另一方面隨著油田開發(fā)進程的深入,剩余油分布日益復(fù)雜,需要及時調(diào)整開發(fā)策略,針對大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時分析。以中國石油為例,勘探開發(fā)領(lǐng)域的各類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)已累計超過1.7PB,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)無法對海量油氣數(shù)據(jù)進行及時分析,大量數(shù)據(jù)處于沉睡狀態(tài)。

大數(shù)據(jù)技術(shù)不是一項獨立的技術(shù),涵蓋了以數(shù)據(jù)驅(qū)動建模為核心的多項新技術(shù)。利用*算法來管理大數(shù)據(jù),識別數(shù)據(jù)相關(guān)性,可揭示表面上雜亂無章、數(shù)量龐大的油氣數(shù)據(jù)背后所隱含的勘探、開發(fā)及生產(chǎn)的規(guī)律和關(guān)系。

中國石油勘探開發(fā)研究院創(chuàng)建了基于大數(shù)據(jù)深度學習的電參數(shù)上下死點智能識別方法,將抽油機井電參數(shù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)量和示功圖,實現(xiàn)機械采油井動態(tài)監(jiān)測、在線診斷和預(yù)警功能,大幅度降低了生產(chǎn)管理成本。該技術(shù)在吉林油田推廣應(yīng)用,電功率曲線上下死點識別技術(shù)現(xiàn)場試驗1200口井、20多萬井次,準確率達98%以上(圖2a);電參數(shù)轉(zhuǎn)示功圖技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用1620口井,與實測功圖吻合度達95%,載荷符合率達94%,診斷準確率為95%(圖2b);電參數(shù)轉(zhuǎn)產(chǎn)量技術(shù)與現(xiàn)場332口井產(chǎn)量計量數(shù)據(jù)對比,平均誤差為13.76%(圖3)。

3.云計算技術(shù)突破了油氣數(shù)據(jù)管理的資源瓶頸

油氣行業(yè)傳統(tǒng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在3個難題:一是一次性投資大,建設(shè)龐大的系統(tǒng)運行平臺和海量數(shù)據(jù)存儲需要配備大量軟硬件設(shè)施;二是系統(tǒng)維護管理成本高,傳統(tǒng)信息化模式下超過75%的預(yù)算用于IT系統(tǒng)運維,維護和管理成本可達基礎(chǔ)設(shè)施投入的4倍以上;三是電力消耗大,巨大的軟硬件集群和配套冷卻設(shè)備產(chǎn)生大量電耗。

云計算通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理和調(diào)度計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、軟件等資源,實現(xiàn)資源整合與配置優(yōu)化,并以服務(wù)的方式提供,滿足不同用戶需求,突破了傳統(tǒng)的IT架構(gòu)和技術(shù)瓶頸,實現(xiàn)容量隨時擴展,大幅度提升了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所需的計算能力。
 

03. 油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型對策與建議

以五大信息技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)是油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要工具,各項技術(shù)既相對獨立,又相互融合,在應(yīng)用中不能簡單組合或疊加,需要針對實際問題和需求,選擇合適的應(yīng)用場景,充分發(fā)揮各項技術(shù)特點,制定系統(tǒng)完整的解決方案。

1.聚焦行業(yè)痛點,科學制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)頂層設(shè)計

數(shù)字化頂層設(shè)計應(yīng)遵循以下原則:一是緊扣當前國內(nèi)油氣田開發(fā)痛點,即老油田含水高、綜合遞減快、低產(chǎn)井數(shù)多、生產(chǎn)運行成本高的問題,以及新建產(chǎn)能油藏品質(zhì)低、開發(fā)難度大、產(chǎn)能下降快的問題;二是充分結(jié)合各油田、區(qū)塊的實際開發(fā)條件,提出個性化設(shè)計需求,避免一刀切;三是堅持以經(jīng)濟效益為中心,避免不計成本地簡單重復(fù)建設(shè)。

2.充分發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢,系統(tǒng)制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案

數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案建議包括三方面內(nèi)容:一是覆蓋油氣田全生命周期過程,對生產(chǎn)和管理流程進行全面分析,梳理影響運營成本和效率的主要矛盾和關(guān)鍵環(huán)節(jié);二是充分利用五大信息技術(shù)優(yōu)勢,選取典型應(yīng)用場景,建立示范性解決方案,以點帶面,逐步推廣;三是對標水平,建立并完善油氣行業(yè)數(shù)字化建設(shè)系列標準。

3.推動管理機制創(chuàng)新變革,激發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提效降本優(yōu)勢

一是優(yōu)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)工藝流程和組織機構(gòu),實現(xiàn)簡化工藝、提高工效、降低成本,限度發(fā)揮數(shù)字化轉(zhuǎn)型的賦能作用;二是建立數(shù)據(jù)資產(chǎn)登記和管理制度,深化數(shù)據(jù)資產(chǎn)理念,拓展數(shù)字經(jīng)濟的價值空間;三是建立數(shù)據(jù)管理激勵機制,充分調(diào)動員工參與數(shù)字化建設(shè)的積極性和主動性,推動數(shù)字化進程不斷完善。

4.內(nèi)部挖潛與外部協(xié)作相結(jié)合,營造健康的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)

通過內(nèi)部挖潛和外部協(xié)作相結(jié)合的途徑,建立油氣行業(yè)內(nèi)部的數(shù)字化生產(chǎn)運維中心、數(shù)字化技術(shù)研發(fā)中心和數(shù)字化產(chǎn)品加工制造中心,在培養(yǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型人才梯隊團隊的同時,打造完整的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,推動油氣行業(yè)數(shù)字化建設(shè)的健康持續(xù)發(fā)展。

03. 結(jié)束語

油氣行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一項系統(tǒng)工程,宜從頂層設(shè)計入手,科學統(tǒng)籌,有序推進。以經(jīng)濟效益為中心,以解決行業(yè)痛點為目標,充分發(fā)揮五大信息技術(shù)的優(yōu)勢,通過科學論證和深入分析,制定符合油氣行業(yè)需求的中長期發(fā)展規(guī)劃和實施方案,要避免脫離實際的“運動式”作風,避免單純的信息化工程建設(shè)。

切實抓好業(yè)務(wù)管理創(chuàng)新和信息化管理改革是實現(xiàn)油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵。數(shù)字化轉(zhuǎn)型所帶來的變革具有廣泛的內(nèi)涵,一是技術(shù)重構(gòu),包括生產(chǎn)流程、工藝技術(shù)和學科建設(shè)等;二是管理重構(gòu),包括組織結(jié)構(gòu)、管理機制和隊伍建設(shè),兩者缺一不可。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的實施存在很大風險,要注重做好技術(shù)、經(jīng)濟和管理三方面可行性論證,用好市場化和專業(yè)化的企業(yè)內(nèi)生機制。建議按照重大項目管理模式組織運作,公司決策管理層深度參與,強化職能部門協(xié)同推進。


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