新疆油田：新技術(shù)打造智能油田

石菲

目前國(guó)內(nèi)油田正在由數(shù)字化初期建設(shè)步入成熟階段，作為新疆油田公司的主力油田，克拉瑪依油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能了解所有油井作業(yè)情況，只要輸入數(shù)據(jù)，就能查閱幾十年的油田信息。新疆油田公司不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理，而且正在朝著智能化油田的方向邁進(jìn)。

從數(shù)字到智能

如果說(shuō)數(shù)字油田是可感知的油田，智能油田將是能夠自動(dòng)操控的油田。前者可以預(yù)測(cè)趨勢(shì)，而后者更可以?xún)?yōu)化決策。

2008年新疆油田繼率先實(shí)現(xiàn)油田數(shù)字化后，利用兩年的時(shí)間對(duì)智能油田方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，2010年底智能油田規(guī)劃完成，新疆油田再次提出了智能油田的建設(shè)目標(biāo)。

讓我們來(lái)看看新疆油田對(duì)智能油田的定義，新疆油田認(rèn)為智能油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)之上借助業(yè)務(wù)模型和專(zhuān)家系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)智能地進(jìn)行管理的油田。智能油田能夠全面感知油田動(dòng)態(tài)，自動(dòng)操控油田活動(dòng)，預(yù)測(cè)油田變化趨勢(shì)，持續(xù)優(yōu)化油田管理，并可以利用虛擬專(zhuān)家輔助油田進(jìn)行決策。

“我們目前的主要精力都放在智能油田上，下一步會(huì)逐步推進(jìn)智能油田相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)。根據(jù)規(guī)劃已經(jīng)完成了6個(gè)系統(tǒng)的可行性研究，包括勘探、開(kāi)發(fā)、油氣儲(chǔ)運(yùn)、物資管理、信息系統(tǒng)設(shè)施等。我們分析了國(guó)際智能油田的最新進(jìn)展情況，包括BP、沙特阿美等國(guó)外石油公司的智能油田建設(shè)情況和英國(guó)劍橋能源研究所對(duì)智能油田的研究工作，提出了我們自己的定義和目標(biāo)。我們認(rèn)為智能油田具體可以用十六個(gè)關(guān)鍵字來(lái)形容，那就是全面感知、自動(dòng)操控、預(yù)測(cè)趨勢(shì)、優(yōu)化決策。”新疆油田數(shù)據(jù)公司副總經(jīng)理兼軟件總工程師李清輝說(shuō)。

所謂全面感知主要是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)感知，可以使油田管理者及時(shí)了解油田生產(chǎn)狀態(tài)、減輕一線員工工作量和工作壓力。

所謂自動(dòng)操控就是利用數(shù)學(xué)模型或者優(yōu)化過(guò)的業(yè)務(wù)模型對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和實(shí)施過(guò)程進(jìn)行處理和操控，遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)處理可以降低安全操作風(fēng)險(xiǎn)。比如對(duì)閥、泵、流程等的簡(jiǎn)單自動(dòng)操控。

所謂預(yù)測(cè)趨勢(shì)主要是利用模擬分析和預(yù)警機(jī)制提高理解能力。通過(guò)知識(shí)庫(kù)結(jié)合云計(jì)算等技術(shù)，建立知識(shí)模型，排除不安全因素和影響生產(chǎn)的因素，采取更多能降低成本的技術(shù)等，如根據(jù)模型分析判斷不同地質(zhì)特性，加快發(fā)現(xiàn)油氣的速度等。從而推斷油田生產(chǎn)狀態(tài)，預(yù)測(cè)油田的未來(lái)。

所謂優(yōu)化決策是指通過(guò)模擬分析、預(yù)測(cè)、虛擬專(zhuān)家等技術(shù)提高管理決策的科學(xué)性。

82333工程

新疆油田智能油田建設(shè)的主要內(nèi)容可以概括為8233工程。

其中，8指得是覆蓋戰(zhàn)略決策、勘探、油藏管理、生產(chǎn)管理、油氣井管理、井場(chǎng)、儲(chǔ)運(yùn)、生產(chǎn)保障8個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域。2指得是建設(shè)2大管理中心，一個(gè)面向管理的一體化運(yùn)行中心和一個(gè)面向IT的基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心。3指得是完善3類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施，包括全面的傳感網(wǎng)絡(luò)；自動(dòng)采集設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備；先進(jìn)的IT基礎(chǔ)設(shè)施。另外一個(gè)3指得是提供3種工作環(huán)境，包括自動(dòng)操控環(huán)境、主動(dòng)優(yōu)化環(huán)境、虛擬專(zhuān)家輔助研究環(huán)境。

為更好地落實(shí)智能油田，新疆油田提出了明確的實(shí)施計(jì)劃，按照“從數(shù)字化向智能化邁進(jìn)”的總體部署，新疆油田2010年開(kāi)始啟動(dòng)智能化油田建設(shè)，完成智能化油田建設(shè)規(guī)劃。計(jì)劃用10年時(shí)間，在油田數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立覆蓋油田各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的知識(shí)庫(kù)和分析決策模型，為油田管理和決策提供智能化輔助手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)知識(shí)共享化、科研工作協(xié)同化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、系統(tǒng)應(yīng)用一體化、生產(chǎn)指揮可視化、分析決策科學(xué)化，依靠計(jì)算機(jī)管理和研究油田，于2020年建成全球首個(gè)智能化油田。

新疆油田計(jì)劃通過(guò)智能油田建設(shè)，逐步提升油田信息獲取與整合能力、數(shù)據(jù)模擬與分析能力、預(yù)測(cè)和預(yù)警能力、過(guò)程自動(dòng)處理能力、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)運(yùn)用能力、系統(tǒng)自我改進(jìn)及生產(chǎn)持續(xù)優(yōu)化能力。

新技術(shù)探索

在新疆油田的智能油田建設(shè)中，涉及到多項(xiàng)新技術(shù)。

其中，3G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是聯(lián)系在一起的，在新疆有些油田處于戈壁無(wú)人區(qū)內(nèi)，無(wú)線應(yīng)用非常廣泛。在2012年6月召開(kāi)的中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)高端論壇上，新疆油田和國(guó)家測(cè)繪局和北斗產(chǎn)業(yè)相關(guān)的服務(wù)商達(dá)成協(xié)議。新疆油田計(jì)劃基于衛(wèi)星通訊技術(shù)，在無(wú)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域建立寬帶衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)。目前新疆油田已經(jīng)建立了GPS系統(tǒng)，計(jì)劃三年之內(nèi)，達(dá)到信號(hào)的全覆蓋、無(wú)死角。

在物聯(lián)網(wǎng)方面，位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部沙漠覆蓋區(qū)的彩南油田不僅是我國(guó)第一個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)沙漠整裝油田、也是我國(guó)第一個(gè)自動(dòng)化油田。

彩南油田誕生之日起，其核心就是以“兩新三高”為指針，實(shí)行專(zhuān)業(yè)化管理。油田日常生產(chǎn)實(shí)行自動(dòng)化管理，計(jì)量站無(wú)人值守，抽油井故障排除，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)陸上油田開(kāi)發(fā)建設(shè)新思路。目前彩南油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3個(gè)年產(chǎn)100萬(wàn)噸以上的油田作業(yè)區(qū)全部自動(dòng)化，目前正在由自動(dòng)化轉(zhuǎn)向數(shù)字化、物聯(lián)化。

李清輝透露，“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是中國(guó)石油天然氣股份有限公司“十二五”期間的重大信息化項(xiàng)目，新疆油田計(jì)劃在高產(chǎn)井和氣井進(jìn)行試點(diǎn)，逐步達(dá)到氣井100%自動(dòng)化。

在云計(jì)算方面，目前新疆油田正在進(jìn)行私有云數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃。由于新疆油田基礎(chǔ)設(shè)施非常龐大，擁有100多個(gè)信息系統(tǒng)和大量數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)遍布整個(gè)盆地油氣生產(chǎn)區(qū)。要將所有應(yīng)用完整過(guò)度到云計(jì)算平臺(tái)上是個(gè)大問(wèn)題。新疆油田目前正在小規(guī)模試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行探索性試驗(yàn)。

對(duì)于數(shù)據(jù)挖掘方面，搭建模型首先要建立知識(shí)庫(kù)。由于數(shù)據(jù)包括基于經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)和基于數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)的知識(shí)識(shí)別、更新和管理比較困難，需要資深業(yè)務(wù)人員、勘探專(zhuān)家來(lái)進(jìn)行知識(shí)識(shí)別和模型搭建。新疆油田目前正在進(jìn)行這方面的探索，主要用于勘探、物探、鉆井等方面的智能搜索項(xiàng)目。