數字油田當與時俱進

孫杰賢

“為油田企業創造價值，降低成本，推動技術創新和管理創新，為企業發展注入新動力”，這便是數字油田的核心價值所在。我國油氣對外依存度逐年提高，預計到2020年將會達到64.24%，在傳統的方法與技術對于難題無法解決的時候，就要尋找新技術、新方法。數字油田就是21世紀石油最重要的技術之一。特別是隨著油氣價格的大幅上升和劇烈波動，迫使人們把注意力集中在油田新技術的創新上，數字油田技術就是石油技術在新時期的創新。

自大慶油田于上世紀90年代末率先在全球范圍內提出“數字油田”的概念以來，數字油田已經邁過了10多年的發展歷程。然而隨著新技術、新模式、新理念的不斷涌現，數字油田的內涵和外延也處于不斷豐富和完善當中。

那么數字油田當如何永葆活力？當前數字油田發展面臨哪些困難？智慧油田與數字油田又是怎樣一種關系？《中國信息化》（iCHINA）雜志就數字油田的一系列熱點話題專訪了《數字油田在中國》一書的作者、長安大學數字油田研究所所長高志亮研究員。

iCHlNA：您如何定義數字油田？為什么有國外學者說早在100多年前就有數字油田的概念？

高志亮：不錯，油田就是靠數字說話，數據采集、數據處理、數據解釋這是油田勘探，尋找油氣的基本工作之一。但是，對于100年前的數字油田說，我還是不能認同。數字油田的出現至少應該具備三個基本條件：一是時代背景，數字油田是在1998年“數字地球”提出之后提出的，之前并沒有人提出過數字油田；二是技術背景，互聯網技術和信息技術的成熟，讓人們具備了使用大規模數據共享的條件，然而，在即使30年前，我們也不可能有大規模數據共享的想法；三是建設的背景。一方面全球化、數字化、信息化的浪潮催生了大量的新的理念與新的技術，另一方面原油勘探、開發、生產、集輸遇到了前所未有的難度，尤其是油氣勘探。所以，只有具備這三個條件，數字油田才能誕生并順利地建設。

基于以上幾點，我們對數字油田的定義是，“數字油田是全面數字化了的油田”，也就是將油田中所有的事物（盆地、油田、油藏、井組、井筒等）全部數字化，通過數據轉換為信息，從而尋找更多的油氣資源，發現剩余油，提高采收率，延長油田的生命周期。在這個命題中有三層的含義：首先，數字化是數據的表現形式，數據是數字化的本質，全面數字化了的油田，就是地上地下全面用數字來表現的油田；其次，數據轉化為信息，這是數字油田的核心，也是油田企業的基本功。第三點是延長油田企業的生命周期，我們建設數字油田就是為尋找更多的油氣資源，提高采收率，將油田的生命周期延長，數字油田的根本目的就在于此。

另外，我需要指出的是，數字油田正在不斷的完善和升華中，人們對數字油田的認識在不斷提高。

iCHINA：基于您所定義的數字油田概念，理想中的數字油田是怎樣一種狀態或者說場景？

高志亮：數字油田建設要達到一個令人滿意的理想狀態，我認為應該是實現“三個一體化”。即勘探開發一體化；地上地下一體化和經營管理一體化，這是未來油田發展的趨勢。首先，勘探與開發是油田企業的主營業務，但是，長期以來勘探與開發沒有一個很好的協同機制，讓這兩個掌握著油田“命脈”的專業領域的工程技術人員坐在一起，研究同一個問題，解決同一個難題是比較困難的事情。勘探開發專業領域的隔離，導致油田企業數據、信息孤島的長期存在。建立統一的數字油田平臺是解決這樣隔離的唯一辦法。其次，地上地下是未來油田發展的必然，目前是因為技術水平的原因還達不到，但是，人們正在向著這個方向努力著。這一個技術水平的實現，未來的油田就是一個“透明的油田”。再者，經營管理是一個體制、機制問題，傳統的油田往往重視管理，不重視經營，現在正在改變著。數字油田建設如若達到了“三個一體化”理想的建設程度，那么，就會實現以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化完美的“兩化”融合。

iCHINA：的確，數字油田應該是一個長期的系統工程。那么就當前來看，我國數字油田建設面臨哪些困難？或者存在哪些問題呢？

高志亮：經過10多年的發展，數字油田在我國無論是理論研究還是實踐應用都取得了非常快速的發展，也取得了非常好的社會效益和經濟效益。但是，我們也不能忽視其中的問題，而且有些問題還是較為嚴重的。比如，油氣田企業內部管理機制和流程問題、重建設不重研究的問題、標準缺乏的問題、以及急功近利和崇洋媚外的心態等。

我借此機會做3點呼吁。首先，我們需要制定統一的國家標準來規范數字油田的建設，讓數字油田真正發揮其作用。數字油田將是未來油田無法用其他技術可以取代的技術，我們需要在這個技術上不斷地完善與創新。其次，數字油田建設必須遵循數字油田建設規律，千萬不要急功近利，這樣會損壞數字油田的基本功能。第三，國家加大數字油田自主知識產權產品的研發與保護，更重要的是要加大對數字油田技術研究的投入與投資力度。數字油田研究需要一個長期的投資，我希望在研究隊伍中能出現“國家隊”，“民間”力量不但很單薄，更重要的是思想和步伐很難統一。數字油田現在沒有學科支持，開展技術活動和研究都顯得十分的困難。

iCHINA：您也提到，數字油田處于不斷的發展、完善和升華當中。當前，新技術和新業務形態不斷涌現，您如何看待云計算，物聯網和3G/LTE無線等新興技術在數字油田中的應用？

高志亮：這是一個非常好的話題。在當前的數字油田技術研究中，油田物聯網技術和油田云計算技術是重要的技術體系分支。

物聯網技術中一個重要技術就是識別技術，在油田，我們不可能給油、氣裝芯片，也不需要給抽油機裝芯片，只有通過智能設備采集數據間接地識別與判斷其狀況，這就是物聯網技術的一個拓展，是一個智能化的過程。所以，油田物聯網技術還是有廣闊的應用前景的。云計算技術我們簡單地用“SPI”吧，就是“SaaS、PaaS和IaaS”，重點在于操作系統。當然，云計算不光是數據存儲，更重要的是通過虛擬化技術將物理服務器集群發布成若干個服務，從而實現軟硬資源的統一管理，增強數據安全級別，并能夠在瘦客戶端進行復雜的油藏研究，如在iPAD上應用。所以，它不光是數據的管理，更重要是的軟件層面上的應用。其共同目標是實現節能降耗，節省資源，提高效率，優化生產過程。但是，作為一個系統工程，油田物聯網和油田云計算技術二者有著很強的關聯性，就是數據的采集、數據的傳輸、數據的管理，最后是數據的應用，達到反饋控制。油田物聯網和云計算是油田企業正在實施建設與發展的一個新技術。

關于“3G/LTE無線技術”，這個技術在油田很重要，但是在數據傳輸上僅僅這幾個技術還不夠。因為，油田地域廣，地形條件復雜，大多處在偏遠的沙漠和山區以及遼闊的海域，現場數據的實時采集，適時傳輸，需要多種無線技術。我們知道，油田數據量很大，即使3G/LTE在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，也不能滿足當前的需要，因為，這只是一個理論值，現場數據傳輸要求實時采集、適時傳輸，帶寬要求很高。為了保證數據傳輸的流暢與準時，有時我們在油田采用多種無線方式的技術匯聚，如在井場用Zigbee、Wi-Fi等，在井區用網橋，在長距離傳輸則使用光纖等。

對于油田物聯網技術和云計算技術的場景現在很多油田都在進行論證與示范建設中，有的油田企業做了相當規模的試點性的建設，對于效果還需要在運行中檢驗。而大規模的建設由于一些關鍵性的難題還在困擾著人們，如數據的安全性，數據采集的標準、數據的準確性等問題，還沒有得到真正的解決。

iGHINA：你所在的數字油田研究所的目標是“為全力打造出中國式的數字油田精品而努力奮斗”，如何解讀“中國式”這幾個字？

高志亮：中國式的數字油田，主要是想與國際數字油田有個區別，就數字油田建設本身，他們在某種方面的確比我們早，在數字油田建設技術上也先進得多。但是，國際上的數字油田概念與內涵上與我們的數字油田有很大的不同。在我國，人們對數字油田有著獨到的理解與認識，大規模地數字油田建設在國際上都是前所未有的，只有在我國才可以這樣做到。所以，我們想提出中國式的數字油田，主要是同我們國家戰略相一致，這就是工業化與信息化的融合，即“兩化融合”的數字油田。數字油田就是我國油田企業實現“兩化”融合的平臺與抓手。

iGHINA：繼數字油田之后，智慧油田的概念又出現在我們面前，您認同油田信息化的這一所謂的發展方向嗎？兩個概念的區別在哪里？

高志亮：智慧的油田，這是一個全新的話題，大家其實都不愿意套用“智慧地球”中的“智慧”兩個字。但是，智慧的油田，我相信一定會到來，這是我們數字油田的終極目標和未來。所以，對于數字油田與智慧油田的概念，當然不能相題并論，但是，實際上智慧油田與數字油田也不是兩個互不相干的概念，從廣義上講，它是數字油田的一部分，它是數字油田發展的高級階段。

這里做點說明。關于智慧，我國著名哲學家熊十力認為，人的智慧有兩個方面：“性智”和“量智”。“性智”是對事物的頓悟，這種頓悟來源于文化、藝術的熏陶和人文素養及現實的感知與知識的積累。“量智”是科學研究、生產實踐過程獲得的數據，并在數據基礎上獲得信息后正確的科學決策。只有二者達到統一，才是智慧。

“性智”我把它理解為“靈心”，即可稱為“靈智”，就是學習、實踐積累的聰明才智。數字油田需要“靈智”+“量智”，就是要在未來集大成智慧于一體。這就是未來的數字油田——智慧的油田。