工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何賦能油氣

　　當前，以信息技術引領的新一輪科技革命，正在以前所未有的廣度和深度引發(fā)經(jīng)濟社會多方位、全領域的深刻變革。有人分析，第四次工業(yè)革命浪潮，將大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、機器人、智慧城市等技術有機融合，其發(fā)展速度之快、范圍之廣、程度之深甚至超過前三次工業(yè)革命的總和。在當下的油氣技術框架里，油藏仍然是一個“黑箱”，盡管已經(jīng)很多技術發(fā)力，目前油氣藏探開成功率僅30%左右(油田采收率)。那么，數(shù)字技術、人工智能會不會成為一束“光”照亮這個“黑箱”呢？石油工業(yè)如何借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)把油氣勘探與開發(fā)技術提高到新的層次？

　　油田物聯(lián)網(wǎng) 智慧智能的基礎性工程

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將無數(shù)的機器連接起來，以提高生產(chǎn)效率和減少資源消耗。油田物聯(lián)網(wǎng)技術及時準確地把油水井監(jiān)控、地理信息等大數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)在一個平臺上。

　　正如互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，給人類生活帶來了多層次的深刻變革，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響也必將是多方面和深層次的。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術蓬勃興起，全球各大石油公司都積極將先進信息技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，持續(xù)推動數(shù)字化、智能化發(fā)展，構(gòu)建設備互聯(lián)、動態(tài)感知的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，加快實現(xiàn)企業(yè)運營向以數(shù)字化主導的現(xiàn)代化運營新模式轉(zhuǎn)變。

　　當前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為全球生產(chǎn)力變革的關鍵基礎，也是產(chǎn)業(yè)升級的支撐性力量。在這一背景下，很多高科技公司基于物聯(lián)網(wǎng)等技術能力構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。有三個關鍵點：首先要將分布在全球的智能傳感設備通過網(wǎng)絡連接起來；自此基礎上利用嵌入式的能力去實現(xiàn)本地的智能控制；此后最重要的便是基于建模和算法、綜合專家知識、領域知識以及自動化的智能分析與決策支持。

　　在第十九屆中國國際石油技術裝備展覽會上，安東石油、三一重工等參展商主推“智能化”，石油裝備的智能化水平不斷提高。其中展品創(chuàng)新金獎角逐中，自主創(chuàng)新技術豐富，競爭異常激烈，最終中國石油工程技術研究院北京石油機械有限公司研發(fā)的“新型頂部驅(qū)動鉆井裝置與頂驅(qū)下套管”因其系列產(chǎn)品針對性強(可以根據(jù)鉆深、地質(zhì)特點等提供個性化配置)和自動化鉆井領域獨特的技術創(chuàng)新，被評為“cippe展品創(chuàng)新金獎”。評審委員會認為，該頂部驅(qū)動鉆井裝置是我國自主研制鉆井裝備技術能力的又一個突破，推動了我國鉆井技術與裝備的快速發(fā)展，進一步提升了我國油氣田開發(fā)工程技術服務能力和國際競爭力。

　　中國石油吉林油田自主研發(fā)的低成本油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術，成功入圍展覽會第八屆展品創(chuàng)新金獎評審活動。不僅吉林油田，作為《集團公司“十二五”信息技術總體規(guī)劃》的一個重要項目，“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是中國石油信息化三大標志性工程之一。通過在大慶、塔里木、新疆、西南、青海、吐哈和南方勘探公司開展示范工程建設，中國石油“十二五”期間累計實現(xiàn)了10多萬口油氣水井、4600多座場站、180萬臺套設備的數(shù)字化管理，減少油田現(xiàn)場新增用工3萬多人，示范作用顯著。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特別是物聯(lián)網(wǎng)技術雖好，但造價不低。吉林油田以自主研發(fā)簡單適用低成本的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字技術為突破口，成為全國范圍內(nèi)油田低成本物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的標桿。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域，曾經(jīng)一直是國外公司的平臺唱主角，國內(nèi)一些公司如寄云科技等有望打破這一局面。寄云科技總裁時培昕介紹，中國企業(yè)希望通過當前中國工業(yè)智能化升級與改造，盤活機器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過基于行業(yè)經(jīng)驗和數(shù)學知識的高級算法分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律，最后再反作用于企業(yè)的業(yè)務流程：發(fā)現(xiàn)設備故障規(guī)律，查找故障根本原因，提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率，預測設備的健康狀態(tài)，以及產(chǎn)線優(yōu)化。寄云科技還研發(fā)了用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算設備——工業(yè)網(wǎng)關，同時針對電力能源等重點行業(yè)深度定制了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用方案。

　　智能終端數(shù)據(jù)采集是基礎，大慶油田采油四廠同樣依靠國內(nèi)自有專利技術嘗到了甜頭。今年5月，油藏工程人工智能院士工作站已在大慶正方股份軟件科技股份有限公司啟動，中國工程院院士倪光南、韓大匡等出席啟動儀式，并在當天舉行的“石油工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)暨智能注采技術交流研討會”上，為我國未來趕超世界軟件和人工智能強國指明了方向。“不僅油田的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，還要有物探、鉆井、壓裂等涉及油田全生命周期的數(shù)據(jù)。”大慶正方股份軟件科技股份有限公司總裁田青介紹，依靠我們的已有軟件，還能基于大數(shù)據(jù)分析幫助油田對壓裂效果進行評價。

　　大數(shù)據(jù)云計算　勘探開發(fā)云夢想不再遙遠

　　面對油田海量大數(shù)據(jù)，在工業(yè)互聯(lián)全業(yè)務鏈建立信息化支撐體系的情況下，針對勘探開發(fā)的巨大挑戰(zhàn)，打通之前的信息孤島，建設數(shù)據(jù)湖，開發(fā)數(shù)據(jù)“油藏”，這是關鍵。

　　4月下旬中國工程院“大數(shù)據(jù)驅(qū)動的油氣勘探開發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略研究”重點咨詢項目啟動會上，中國工程院院士韓大匡介紹，面對油氣田勘探開發(fā)的巨大挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)涉及物探、地震、地質(zhì)、油藏、采油工藝、地面建設、經(jīng)濟評價等多專業(yè)、多信息、多軟件、多系統(tǒng)的綜合研究智能化、協(xié)同化，成為智能油氣勘探開發(fā)建設的焦點。

　　油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)一線，每天都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，針對油田海量大數(shù)據(jù)，如何高效開發(fā)利用，中國石油、中國石化、中國海洋石油在這方面也都已經(jīng)開始了探索。

　　共享中國石油被列入重大發(fā)展戰(zhàn)略。作為中國石油“十三五”重點建設項目，目前中國石油勘探開發(fā)夢想云1.0建設已基本竣工：建設了數(shù)據(jù)入湖、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)服務與大數(shù)據(jù)分析四大數(shù)據(jù)共享工作環(huán)境，已有1.6PB的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)入湖；“夢想云”一的PaaS技術平臺已建設了五大云化工作環(huán)境，形成了“模塊化、迭代式”敏捷開發(fā)模式，成功開發(fā)了協(xié)同研究等原生云應用，正在支持統(tǒng)建系統(tǒng)云化提升，實現(xiàn)了開發(fā)快速迭代、業(yè)務需求敏捷響應的新模式。“夢想云”通用的協(xié)同研究已應用于156個勘探研究項目，數(shù)據(jù)準備時間5個小時縮短到1分鐘以內(nèi)，通過“一鍵式”成圖幾秒鐘完成圖件自動生成，實現(xiàn)了勘探業(yè)務研究工作由線下到線上、由單兵到協(xié)同、由手工到自動的轉(zhuǎn)變，有效優(yōu)化工作流程，大幅提升工作效率與決策水平。“夢想云”共制定完成了標準和規(guī)范40多個，已為勘探開發(fā)領域統(tǒng)建及自建云原生應用開發(fā)、已有應用上云等場景提供支持和服務，同時各界合作伙伴共同參與平臺建設和創(chuàng)新。這是國內(nèi)油氣行業(yè)第一個智能云平臺，實現(xiàn)上游全業(yè)務鏈數(shù)據(jù)互聯(lián)、技術互通、業(yè)務協(xié)同的夢想，在中國信息化建設史上具有重要的里程碑意義。

　　中國石油勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理杜金虎介紹，未來，勘探開發(fā)夢想云將全面打造共建共贏的生態(tài)環(huán)境，持續(xù)豐富通用業(yè)務應用商店，大力開發(fā)移動應用，充分應用大數(shù)據(jù)、智能化等新技術等方面努力，持續(xù)提升勘探開發(fā)夢想云平臺的服務水平和運營能力。同時，依據(jù)上游信息化總體規(guī)劃，開展勘探生產(chǎn)、開發(fā)生產(chǎn)、協(xié)同研究、經(jīng)營決策四大業(yè)務領域通用業(yè)應用建設，啟動優(yōu)秀通用業(yè)務應用基于勘探開發(fā)夢想云的集成、整合及共享，大力推進低成本物聯(lián)網(wǎng)建設，在“十四五”末將實現(xiàn)上游物聯(lián)網(wǎng)全覆蓋。

　　隨著油田探明程度、開發(fā)技術水平的不斷提高，中國石化依托北京安捷瑞建立了Ifield綜合研究在線支持平臺，解決團隊管理協(xié)同，數(shù)據(jù)資料不能共享使用、知識成果無法繼承，系統(tǒng)多、軟件重復開發(fā)，各系統(tǒng)獨立工作等問題。目前，平臺已在中國多家研究院所應用，綜合研究成果、知識獲取效率提高1倍以上，節(jié)約信息搜索時間50%以上，有效提升了油田勘探、開發(fā)管理與綜合研究決策的能力和水平。

　　適應大數(shù)據(jù)時代的中國海洋石油，目前在中國石油大學(北京)等協(xié)助下全面推進向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。正如其董事長楊華曾寫給員工那封“充滿焦慮”的信中所說，以常規(guī)手段降低成本的空間日漸收窄，新一輪成本競爭的支點大概率是數(shù)字技術，各競爭主體對數(shù)字化技術的應用速度與水平將會決定未來的能源版圖。在當下的油氣技術框架里，油藏仍然是一個“黑箱”。數(shù)字技術、人工智能會不會成為一束“光”照亮這個“黑箱”？如何有效生成數(shù)據(jù)、挖掘數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)可能是未來十年我們的一條行為主線，未來的那桶金，儲藏在數(shù)據(jù)的“油藏”之中。

　　人工智能 創(chuàng)新數(shù)字技術降本增效

　　伴隨軟硬件技術的升級，并行計算、云計算的實現(xiàn)，大數(shù)據(jù)與機器學習得以迅猛發(fā)展，為人工智能在油田的研究與應用奠定基礎，助力攻克深海等難題，服務降本增效。

　　在高質(zhì)量發(fā)展道路上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和人工智能在國內(nèi)外都備受關注。4月底在京召開的第二屆中國產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇圍繞“工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的討論中，清華大學全球產(chǎn)業(yè)研究院副院長李東紅認為，數(shù)字化轉(zhuǎn)型高度依賴于網(wǎng)聯(lián)技術的大發(fā)展，5G的歷史性技術突破對未來的數(shù)字化很關鍵。昆侖數(shù)據(jù)創(chuàng)始人陸薇認為，工業(yè)1.0是工廠+機器，工業(yè)2.0是工廠+電(電氣化)，工業(yè)3.0是工廠+電腦(自動化和信息化兩化融合)，工業(yè)4.0是工業(yè)大腦+智能分析優(yōu)化系統(tǒng)。數(shù)字化不是取代自動化和信息化，而是對以前智能化和自動化的增強與補充。“消費互聯(lián)網(wǎng)是開放的草地，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是有墻的花園。數(shù)據(jù)智能的技術已變成新工業(yè)時代非常關鍵的生產(chǎn)要素。”陸薇

　　那么，信息革命如何為油氣的現(xiàn)在和未來賦能呢？“人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用的一門新的技術學科。國內(nèi)外關于大數(shù)據(jù)算法的應用，在一些領域已獲得突破性的成果，如圍棋對弈、人臉識別、語音識別等領域已取得驚人的奇跡，但在油氣領域，國外也僅僅開始探索，在地震解釋、油藏工程、采油工程管道輸送等領域，雖也取得了初步的成果，但總體看來還處在探索起步階段。”韓大匡告訴記者。

　　中國工程院院士蘇義腦介紹，我國已將大數(shù)據(jù)與人工智能作為一項重要的科技發(fā)展戰(zhàn)略，黨和國家領導人高度重視。2017年，中共中央政治局曾就實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進行集體學習。2018年，習近平主席為相關人工智能會議連發(fā)三封賀信，指出促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟的融合發(fā)展，加快新舊發(fā)展動能接續(xù)轉(zhuǎn)換，打造新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，是各國面臨的共同任務。這為我國科技界指明了發(fā)展方向。

　　人工智能正匯聚五洲人才，對決前沿科技。工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人、智能物流機器人等，正在爭先恐后為增進石油從業(yè)者的福祉貢獻智慧。今年8月下旬將在北京舉行以“智能新生態(tài)，開放新時代”為主題的2019世界機器人大會，由北京市、工業(yè)和信息化部等主辦，中國電子學會等承辦，主論壇和20多場專題論壇將匯集近200家全球機器人領域著名企業(yè)、高校、科研機構(gòu)，集中展示700余款產(chǎn)品與解決方案，包括大型仿人服務機器人、大氣機械手、達·芬奇Xi手術系統(tǒng)等近百個最新國際科研成果，為各國機器人產(chǎn)業(yè)提供國際性產(chǎn)業(yè)交易平臺。被贊譽為機器人界的“奧林匹克”的機器人大賽，設有共融機器人、BCI腦控、機器人工業(yè)設計等賽事。幾年來，各國正攜手推動機器人的研發(fā)、生產(chǎn)、應用，降低應用成本，讓機器人產(chǎn)品進入千家萬戶。

　　目前，巡檢、滅火、測井、檢修等機器人，已在陸續(xù)研發(fā)中，正逐漸走進石油生產(chǎn)一線。

　　“石油生產(chǎn)的連續(xù)性，對石油裝備的非計劃停機提出了非常高的要求，需要通過各種實時監(jiān)控、定期的計劃性維修和不定期的視情維修，對設備進行有效的維護，避免由于設備的無計劃停機造成巨大的損失。由于鉆井平臺的復雜設備，如何做一個邊緣監(jiān)測方案，把所有的數(shù)據(jù)都收集起來統(tǒng)一分析，而不是像原來那樣，需要很多專家到現(xiàn)場逐點查看，這成為設備供應急需解決的首要問題之一。”寄云科技時培昕說，如何在工業(yè)大數(shù)據(jù)及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的浪潮中，通過數(shù)字化的手段實現(xiàn)設備軟性價值的增長點，是小微科技企業(yè)著力的突破點之一。（文/王巧然）