油氣行業(yè)擁抱智能化 迎接新挑戰(zhàn)

12月上旬，由北京市人民政府和國務(wù)院發(fā)展研究中心主辦的“2019全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇”在京召開。論壇主題是能源技術(shù)革命引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和新業(yè)態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G等新一代智能化技術(shù)成為會議探討的熱點(diǎn)，技術(shù)的快速發(fā)展，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的支撐，正在重塑油氣工業(yè)的格局，帶來新的發(fā)展機(jī)遇和價值。

行業(yè)挑戰(zhàn)呼喚良策

由于油氣資源稟賦差及外界環(huán)境因素，我國油氣工業(yè)在經(jīng)歷多年高速發(fā)展后，近年來正面臨多個方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

我國主力油田普遍進(jìn)入特高含水后期開發(fā)階段，采出液含水率超過90%，剩余油高度分散，產(chǎn)量呈嚴(yán)重遞減趨勢，開采難度日益增大，成本大幅提高，嚴(yán)重影響石油產(chǎn)量，全國石油產(chǎn)量連續(xù)3年下滑至2018年的1.89億噸?？刂飘a(chǎn)量遞減幅度成為老油田的迫切任務(wù)。

隨著勘探程度不斷加深，常規(guī)油氣田大型發(fā)現(xiàn)的幾率很小，非常規(guī)資源成為重要的接替，新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)資源越來越少，特低、超低滲透和致密等低品位資源占70%以上。非常規(guī)油氣的大規(guī)模開發(fā)需要借鑒北美的新技術(shù)。在斯倫貝謝北亞區(qū)總經(jīng)理趙剛看來，開發(fā)非常規(guī)油氣時，思維方式、利用新技術(shù)新設(shè)備的方式，以及商業(yè)模式也需要相應(yīng)變化。因?yàn)楦鱾€職能部門之間的協(xié)調(diào)機(jī)制不完善，國內(nèi)油氣產(chǎn)業(yè)形成碎片化的布局，制約上游生產(chǎn)效率。

當(dāng)前，油氣生產(chǎn)外部環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻。一方面面臨低油價困境，國際油價于2014年下半年斷崖式下跌，此后持續(xù)低迷，近期雖有回升，但中低油價仍可能持續(xù)相當(dāng)長的時間。在低油價下，油田必須降本增效，才能盈利。另一方面，安全環(huán)保壓力加大，安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高，成本增加。“環(huán)保區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)井要全部關(guān)閉，全國每年大體影響1000萬噸產(chǎn)量。”中國工程院院士韓大匡說。

盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度仍不斷加大，以緩解逐年攀升的油氣對外依存度，保障國家能源安全。解決上述難題，需要大幅提高效率、降低成本，在油氣生產(chǎn)中引入智能化技術(shù)是重要手段。如利用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)可以有效增加勘探的科學(xué)性，減少不確定性，從而增加高品位儲量的發(fā)現(xiàn)，緩解石油資源劣質(zhì)化的趨勢。

智能化帶來新變化

油氣勘探開發(fā)要入地，俗話說，上天容易入地難，這是因?yàn)榈叵驴床灰娒恢?，不確定性太大，但是隨著新技術(shù)的發(fā)展，透視地下已經(jīng)不再是神話。在論壇上，潛能恒信能源技術(shù)股份有限公司董事長周錦明，用動畫演示了雄安新區(qū)地下整個立體結(jié)構(gòu)，透視深度可達(dá)一萬米以下。他介紹，這是采用目前最先進(jìn)的多震源的傳感器，采集地下數(shù)據(jù)，利用人工智能與三維WEFOX成像技術(shù)透視獲得的結(jié)果。“目前消費(fèi)的能源85%以上來源于地下，地面僅占14%，地下的東西看不見摸不著，都需要透視地球，融合現(xiàn)在的人工智能，地下資源的勘探開發(fā)將更加智慧。”

盡管透視地球融合人工智能技術(shù)目前并未應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)，但已有的實(shí)踐表明，智能化建設(shè)確實(shí)能給油氣生產(chǎn)帶來紅利。華為公司中國區(qū)企業(yè)方案首席技術(shù)官董偉嗣介紹，基于AI知識計(jì)算平臺，測井油氣層識別效果顯著，實(shí)例顯示，新井解釋效率從數(shù)天降至1天，新井識別符合率提升15%，解釋時間減少80%，綜合成本下降50%。

智能化技術(shù)飛速發(fā)展，為石油企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了一條全新的進(jìn)階之路?？梢钥吹?，目前全球的大型石油公司也都為迎接這場智能化轉(zhuǎn)型做了大量準(zhǔn)備。例如，殼牌就宣布在石油行業(yè)大規(guī)模推行AI應(yīng)用，方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)和問答/對話機(jī)器人領(lǐng)域;英國石油也在認(rèn)知計(jì)算和知識圖譜領(lǐng)域重金投入，開發(fā)了基于知識圖譜的問答式查詢服務(wù)以及基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真建模;而哈里伯頓則聚焦邊緣計(jì)算、智能機(jī)器人、自然語言處理等方向，希望能夠?qū)I技術(shù)整合到油氣勘探和生產(chǎn)生命周期中。

國內(nèi)各大石油公司也在不斷探索智能油氣田的建設(shè)模式。中國石油11月27日發(fā)布了勘探開發(fā)夢想云平臺2.0版本，其上游業(yè)務(wù)信息化邁入一個更高階段，開啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型新篇章。截至目前，夢想云平臺統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖已管理48萬口井、600個油氣藏、7000個地震工區(qū)、4萬座站庫，共計(jì)1.7PB。中國石化在國內(nèi)石化行業(yè)率先開展智能工廠，生產(chǎn)運(yùn)行管理水平有效提升，生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集率提高10個百分點(diǎn)。中國海油目前正在開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型頂層設(shè)計(jì)工作，將在2025年基本建成智能油田。

加快推進(jìn)智能化發(fā)展

招商局集團(tuán)海洋工程技術(shù)中心總經(jīng)理劉建成在演講中表示，海洋鉆井平臺自動化智能化的進(jìn)程確實(shí)比較慢，雖然鉆井技術(shù)有了顯著發(fā)展，但是很多操作還是停留在人工干預(yù)上面。近20年來，平臺上配置的人員基本沒有變化，甚至有的還增多。

事實(shí)上，不僅是海洋鉆井領(lǐng)域，整個油氣行業(yè)的智能化程度都不足。斯倫貝謝展示了國外研究機(jī)構(gòu)對全世界各行業(yè)數(shù)字化程度的研究結(jié)果，數(shù)據(jù)顯示，油氣行業(yè)數(shù)字化程度幾乎排在最末端，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于旅游、媒體和電信等行業(yè)。目前我國油氣行業(yè)的信息化處于較高級階段，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)起步，但距離真正的智能化還相差很遠(yuǎn)，亟須加快發(fā)展步伐。

劉建成表示，盡管低油價等因素減緩了鉆井智能化發(fā)展，但是不能否定的是，數(shù)字化、智能化在石油鉆井中的應(yīng)用降低人員操作風(fēng)險，使系統(tǒng)的可靠性和操作性得以提升。預(yù)計(jì)在2030年左右有望實(shí)現(xiàn)全自動鉆井，如果油價回升更多，會更早實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)深水、北極、沙漠等惡劣環(huán)境的需求，2050年前后會有望實(shí)現(xiàn)無人化鉆井，給鉆井平臺帶來一次新的革命。

中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的預(yù)測顯示，到2020年，數(shù)字化和智能化技術(shù)開始在全球油氣生產(chǎn)領(lǐng)域規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用;2025年前后，在全球油氣生產(chǎn)領(lǐng)域大規(guī)模推廣;2030年后，將得到全面應(yīng)用。數(shù)字化和智能化技術(shù)在油氣生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高油氣采收率20%以上，而成本可以下降20%以上。這將大大增加全球油氣資源量，提升油氣競爭力。

全球能源行業(yè)都在呼喚著油氣生產(chǎn)效率得到革命性提升，國內(nèi)出于國家能源安全的考慮，近幾年油氣大規(guī)模增儲上產(chǎn)，提速增效更加緊迫，很多可動用資源是非常規(guī)的。“智能化會驅(qū)動能源行業(yè)在短時間內(nèi)產(chǎn)生革命性、爆發(fā)性的變化，蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。”趙剛對能源行業(yè)的智能化前景充滿信心。