智能油田怎樣更智能

文／施 濤 張海霞

總結國內外智能油田建設情況，針對存在的問題提出四點建議。

●運用大數據實時進行數據采集和監控，諸多油田實現了油田生產的最佳狀態。 攝影/胡慶明

2018 年，習近平提出“要推動智能化信息基礎設施建設,提升傳統基礎設施智能化水平”。面對低油價的挑戰和物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的蓬勃發展，加快智能油田建設成為油田企業實現提質降本增效的重要途徑。特別是2020 年新冠肺炎疫情在全世界蔓延，智能油田建設更加成為油田企業提質增效的重要選擇。

總結當前國外及國內“三桶油”公司智能油田建設情況，針對存在的問題，筆者提出統籌構建標準化體系、降低建設成本、加強與高科技公司的合作和加強IT 人才隊伍建設四點建議。

智能油田建設效果顯著

近年來,國內外能源公司積極尋求智能化發展,在不同環節實施了重要戰略舉措,收到了良好效果。國內油田開展數字化的時間較早，相較國外油氣公司來說發展較為緩慢。國際上先進的油氣企業已從數字化進入到智能化階段，國內智能油田建設還處于進行個別采油廠、作業區的智能化試點階段。

殼牌是智能油田建設的領先者，已在全球建立起59 個智能油氣田,使用物聯網、大數據等技術對實時數據進行采集和監控，并實行了跨地區、跨學科的協作，實現了油田生產的最佳狀態。雪佛龍公司開發使用了一套I-Connect 應用系統，通過油藏數據分析共享，以及生產環節中各種信息數據的處理、分析及歸納整合，提高了油田生產、開發效率，增強了油田智能化水平。道達爾公司通過搭建油氣生產一體化協同研究平臺,實現了油氣藏、注采井、集輸等生產全系統的模擬與優化,高效解決了諸多開發生產的問題,為油氣田開發的智能管理提供了基礎模型。BP 的“未來油田”項目主要使用物聯網與自動化技術，將現場與地下的實時數據傳送到遠端的數據中心進行分析和處理，并在全球建立了35 個“先進協作中心”。這些中心聯合起來形成一個統一的平臺，可以實現不同專業領域、不同地點的遠程協同。

在國內，中國石油較早地開啟了智能油田建設，并發布了國內首個智能云平臺——“勘探開發夢想云”平臺。以此平臺為基礎，中石油上游業務逐步邁向了智能化時代。中石油還推出了全球首款5G 防爆AR 智能頭盔夢鏡，搭載遠程協作應用與AR 智能作業解決方案，推進油氣生產作業智能化發展。新疆油田于2010 年提出了將數字油田向智能油田推進，2020 年通過了“智能油田建設與規模應用”的科技成果評價，形成了國內首個智能油田建設理論體系，并提出了完整的智能油田概念、建設規劃、技術體系和評估指標。大慶油田提出了“數字油田—智能油田—智慧油田”三步走的發展戰略，在大慶慶興油田建成了第一個整裝數字化油田，開啟了智能化油田建設的探索。中石油長慶、塔里木等各個油田，相繼加快了智能油田的建設步伐，成效顯著。

中國石化于2013 年啟動智能油氣田建設規劃，2018 年在中原普光、西北油田三廠進行智能油氣田示范試點，隨后在江漢涪陵、勝利海洋推廣智能油氣田的建設。其中，西北油田建設成效顯著。該油田基于石化智云平臺，基本實現了現場可視化、生產自動化、油藏數字化、管理信息化、決策智能化的智能油田建設目標，成為中石化智能油田建設的一個標桿。

中國海油于2012 年確立推動智能油田建設的目標，致力于構建勘探開發協同工作環境和海陸協同工作體系，已逐步開啟了海上作業平臺的智能化建設工作。目前，已有28 座平臺實現了無人化改造，平臺無人化占比達到了11%。

存在的問題

以上可以看出，智能油田建設可以降低生產成本，提高生產效率；降低勘探風險，提高鉆井效率；優化管理模式和勞動組織方式；提高決策能力和水平；保障員工安全等等。但隨著近些年的快速發展，國內智能油田建設也存在著一些問題。

缺乏統一建設標準

智能油田建設投資大，涉及范圍廣，建設周期長。很多油田在最開始數字化、智能化建設過程中，各個環節沒有制定統一的標準。這就導致了以下問題：一是物聯網設備品牌混雜，既有國內設備也有國外設備，生產廠家和系統版本不統一，各種設備的接口協議不一致，不能很好地相互兼容。二是無線技術應用種類繁多，包括4G，GPRS，WiFi，Zigbee 等，以及新興的LoRaWAN 技術。網絡技術種類的不同，增加了物聯網系統建設、管理以及維護的難度。三是在一些油田企業中，在進行數據的收集、傳輸、分析和共享等環節由于缺乏統一的標準，缺乏自主算法模型，降低了數據的連接性和流通性，不利于數據在不同組織之間的轉移和存儲，同時增加了數據泄露的風險。四是各油田企業不同程度推進智能油田建設,基本上是“各自為戰”,有自己的一套體系，即使某一油田企業內部智能化建設達到了統一規范，在全國范圍內想做到數據的互聯互通難度也較大。

建設成本較高

智能油田建設需要做到油氣田生產數字化的全覆蓋，油氣生產物聯網的全面推廣。目前，我國油氣田數字化程度在近十幾年的不斷發展中有了很大提高，但物聯網技術受到各種因素的制約覆蓋率較低。智能化建設中，各油田企業需要實現上萬口井的數據采集、井場的可視化建設，聯合站、處理廠的數字化升級等工作。在數字化的基礎上實現區域性聯網，以及物聯網的改造，還需要建立專門的網絡傳輸渠道，搭建數據云平臺，建立一支專門負責油田物聯網、數字化建設，以及各類應用系統軟件、智能算法開發和維護的人才隊伍。這都需要投入大量的人力、物力和財力，導致企業的成本急劇上升。

在近幾年油價低迷的情況下，油田企業都在提倡“勒緊褲腰帶過日子”的生產運行模式，相對集中的投入這部分大額費用企業可能難以接受。

數據安全存在風險

油田生產是一個龐大的、動態的系統工程，需采集的數據門類眾多且在不斷更新。油田的生產作業環境復雜、條件惡劣，生產一線基礎設施落后。

在這樣的條件下，數據采集裝置的安裝、維護非常困難，而且有眾多的采集設備需結合各個油田生產實際情況進行創新、攻關和研制，使設備適合生產環境，以保證長期穩定運行。由此，要把安裝在井下、井口、井場等位置的儀器儀表、攝像頭、傳感器等裝置的數據進行采集難度較大。另外，對于一些地理上覆蓋面積較大，井組分散的油氣田來說，由于通信設施建設成本較高，或是因為自然條件不利于信號傳送等因素，導致數據的傳輸也是個急需解決的難題。油田生產運行過程中需要采集的數據種類多達幾百種，數據量則是海量級別，且大多為非結構化數據，要把這些數據進一步的進行處理、分析和歸納演繹，技術之繁雜可以想象。

另外，國內目前主要物聯網軟件和加密技術還不成熟，缺少自主研發的集成系統，大部分使用的軟件系統和硬件設備來自國外，很有可能讓井位坐標、原油產量、油藏狀態等機密信息存在被泄露或者被監聽的風險。物聯網、云計算等新技術依賴于各種程序和網絡，而網絡連接、數據傳輸和大量的終端都有可能引起信息泄露的問題。

缺乏專業的IT 人才

智能油田建設，需要油田企業擁有大量專業性的IT 人才。他們既需要了解油田的生產運營，又需要有很強的IT 技術水平，能夠結合油田運行實際，進行油田智能化建設相關項目的軟件開發、算法設計、大數據分析等技術服務。由于油田企業在以往每年的員工招聘中，崗位設置絕大多數是地質、工程、儲運等與油田生產直接相關的主干專業，油田企業儲備的專業IT 技術人才較少。另外，油田企業的薪資水平較為固定，對于高薪的IT 行業來說吸引力不大，很多IT 人才在積累了一定經驗后選擇跳槽，把油田企業作為跳板，造成人才流失。所以，在智能油田快速發展的過程中企業難以在短時間內保證充足的IT 人才。

四點建議

統籌構建標準化體系

構建一個標準化體系，是智能油田建設的基礎和前提。標準的建立能夠保障各項業務在開展過程中有章可循，做到統一、標準、安全、規范。

“三桶油”應在集團公司層面上結合我國油氣行業發展現狀和未來發展方向，不斷完善頂層設計，出臺統一的建設標準和技術規范，改變以往一個油田一套體系的問題?！叭坝汀毕聦俚母饔蜌馓锓止究梢砸源藶橐罁Y合自身油田生產運營的實際情況編制適用于本單位的細化標準，逐漸實現在技術設計、工程施工、建設管理、物資采購等方面標準化。盡快實現統一的基礎運維平臺在各油田企業的全覆蓋（如中石油的油氣生產物聯網系統[A11 系統]，中石化的油氣生產指揮系統[PCS 系統]），實現對信息資源標準化的錄入和處理，進行集中統一的精細化管理，實現資源的合理調配。

標準化體系的構建和實施，能夠縮短智能油田的建設周期，降低建設成本，提高建設質量。物聯網系統收集的海量能實時數據進行多目的、跨單位流動，從而實現共享、協同的作用。

降低建設成本

油公司應根據自身數字化、智能化建設水平，制定相應的發展戰略，做好不同產能區塊智能化改造后的經濟效益評價，對不同經濟效益區塊采取有取舍、分批次、有計劃地投入資金，分階段的完成智能油田建設，以此降低智能油田建設過程中帶來的成本急劇增加的壓力。

在數據傳輸網絡建設方面，對于單個井點或者中小型站場來說，應盡可能使用無線網絡，以代替鋪設光纖網絡所需要花費的高昂費用。要大力推廣低功耗廣域網無線傳輸技術（LoRa）。因為這種技術具有傳輸距離較遠、功耗低、網絡結構簡單和成本低的特點。其對應的產品就是收發器芯片。這樣可以降低以往建設模式中使用RTU、控制柜等設備的成本，減少現場施工成本。同時，簡單的網絡結構降低了通信鏈路的建設成本。大慶油田探索出的基于LoRa 無線技術的物聯網建設方案，使大慶油田物聯網單井綜合建設成本由3 萬元降至1 萬元以下。

加強與高科技公司合作

油田企業專長于勘探、開發、生產，高科技公司有新科技、新技術。在智能油田建設方面，油田企業應與高科技公司深化合作，加強技術交流和創新，利用高科技公司的先進技術和人才優勢，解決信息通信和互聯網技術方面的難題。

一方面，應利用好公司集團內部資源。如中石油的昆侖數智公司，是中石油于2020 年11 月通過內部整合組建的信息及通信技術科技公司。其前身一直為中石油等大中型企業提供IT 方面的服務支持，本身就具有豐富的服務于能源行業的經驗。所以，油田分公司應在集團公司的助推下，加強與昆侖數智的交流合作，利用其優勢技術和資源推進數字化轉型和智能化發展。另一方面，可以借助其他高科技公司的技術力量。例如，新疆油田公司就與華為技術有限公司于2020 年11 月簽署了戰略合作框架協議，將利用華為公司在5G 和人工智能、認知計算、工業互聯網等領域的優勢技術，有效解決智能油田建設過程中設備設施的創新研發，數據的采集、安全傳輸和智能分析等方面的難題。大慶油田公司于2020 年12 月與浪潮集團簽署戰略合作協議。雙方將在數字油田建設、云數據中心建設等方面開展深入合作。油田企業與高科技公司的不斷合作，有利于解決智能油田建設過程中技術上的難題，加速智能油田的建設進程。

●如何讓智能化油田更智能，未來在標準化、技術、協同發展方面都將有提升空間。 供圖/劉亞雄 長慶油田 勝利油田

加強IT 人才隊伍建設

油田公司作為傳統的能源企業，長期以來缺乏對IT 人才的儲備。所以，在油田升級轉型的關鍵時期，對IT 人才隊伍的建設刻不容緩。油田企業應根據智能油田發展需要和自身的實際情況組織力量編制人才規劃方案，多措并舉實施人才規劃戰略。

一要加大招聘力度。在每年的校招中，相應增大招錄IT 相關專業人員的比例，作為油田企業長遠發展的儲備力量。對于人員緊缺的IT 崗位，可適當招錄優秀的社會人才，以保證目前智能油田建設的發展需要。

二要提高福利待遇。在享受基本的員工薪酬制度上，可適當增加對優秀IT人才的補貼，提供良好的設備設施和工作環境，并可以出臺更具吸引力的項目激勵？政策，激發IT 員工的創新性和積極性。

三要完善人才培養計劃。企業應完善對IT 人才的自主培訓計劃，組織人員編制科學合理的培養方案。不僅要以提高專業技術水平為目標，而且要讓IT 技術人員有機會深入到油田生產當中去，了解油田基本的生產運營情況，以便更好地發現、解決油田智能化發展中的實際難題，從而培養出適合油田發展的高素質綜合性人才。