海上油田數字化建設的現狀及展望

郝 帥，孟慶軍

（1.中海油能源發展裝備技術有限公司，天津 300452；2.天津濱海概念人力資源有限公司，天津 300452）

引言

當前數字化技術開始逐步滲透到傳統的產業模式和商業模式中。在數字化浪潮中，國內外能源公司、專業公司積極開展數字化、智能化應用研究，例如荷蘭殼牌、挪威國家石油公司等企業通過應用智能化技術，油田生產效率提升顯著。與此同時，我國海洋油田企業也開始融合互聯網等現代信息技術，重視數字化技術的應用，積極開展數字化油田探索，積累發展經驗。

1 數字化油田建設進展

1.1 國外方面

數字化油田建設在國外起步較早，最早可以追溯到20世紀80年代的油田自動控制。2014年，國際油價暴跌，油田企業經營面臨極大的挑戰。為了提升企業經營效益，適應新的商業發展模式，國外石油公司開始加大數字化轉型的力度，其中荷蘭殼牌、英國BP石油公司是數字化油田探索的先行者[1]。以荷蘭殼牌石油公司為例，早在2000年就開始實施智能油田計劃，并開展生產監測智能化實時建設，及時了解油田當前和預期情況，并逐步在重點領域實現整體改造。油田智能化建設的實施，有效地提升了油田的生產經營效率，據統計，數字化方案的實施將殼牌石油公司的采收率提高了10個百分點。

1.2 國內方面

我國油田數字化建設起步相對較晚，早在20世紀90年代就實施了數據數字化建設，但是整體水平較低，難以達到數字化建設的水準。進入新世紀以后，長慶油田開始實施“油田數字化管理”理念，揭開了我國油田數字化建設的序幕。新疆油田于2011年開始智能油田全面建設，計劃通過數字化日常生活經營管理保障油田高效生產。中國海油于2014年開始了數字化建設，積極將新型數字化技術融入到油田業務中，截止2020年已經累計完成11座平臺的無人化建設，數字化轉型勢頭明顯[2]。

2 數字化油田的典型模式

2.1 多領域跨界合作建設模式

現代信息技術的蓬勃發展推動了IT企業的快速崛起。一方面IT企業具有較強的數字化研發能力，另一方面石油企業擁有成熟的油氣勘探開發生產經驗，二者相互合作，能夠發揮自身特長，有助于提升數字化油田建設的水平。比如油田服務公司哈利波頓與IT巨頭微軟公司開展戰略合作，開展油氣行業數字化研究。

2.2 一體化生產經營模式

在數字化油田轉型的浪潮中，越來越多的石油公司開展了勘探開發、生產經營一體化探索研究。其中比較有代表性的是油氣行業巨沙特阿美國家石油公司構建了多學科集成發展中心，積極整合一系列行業專家的技術經驗，推動油田勘探開發一體化的協同發展。與此同時挪威國家石油公司也開始嘗試將勘探、開發、生產協同運營，搭建多專業數據集成平臺。

2.3 平臺化的IT服務模式

數字化油田的建設和發展離不開系統和數據的保障支撐作用，為避免分散建設帶來的“數據孤島”現象，越來越多的石油企業開始將云計算等技術融入到數字化建設中，通過平臺化的IT服務模式，開展集中式系統平臺的建設[3]。康菲石油公司開展了綜合數據中心（IDW）數字化項目，構建多領域的綜合數據中心，大幅提升了員工數據分析的效率。英國BP石油公司將勘探開發數據遷移到云平臺數據中心，并匯總到數據湖中，通過深挖數據價值提高企業生產經營效率。

3 我國海上油田數字化油田建設實踐

隨著國內油氣資源進口依賴度的逐步提升，加大國內油氣勘探開發，緩解國內能源壓力，保障能源安全，已經逐步成為我國能源界的共識。在數字化油田建設的浪潮中，我國石油企業積極參與并探索相關業務的智能化轉型。

3.1 基礎服務數字化建設

中國海油積極開展海陸通信網絡環境優化建設，為海上油田的數字建設提供網絡服務保障。基于平臺業務承載網、應急通信網，海上油田通訊寬帶提升了2～3倍。與此同時為有效提升數字資源的分配水平，構建了云計算平臺，服務器分配能力大幅提升。除此之外，中國海油在無人平臺建設、遠程智能控制等方面均開展了卓有成效的探索[3]。

3.2 全面感知數字化建設

統一海上平臺與陸地終端的數據標準，實現生產數據的實施傳輸和應用。加大軟件、硬件系統的改造，實現關鍵數據的動態監測和實施傳輸，比如井場實時數據傳輸系統的研發和應用極大地提升了鉆井的時效性。

3.3 生產協同、科學決策數字化建設

在作業協同等方面，貫通勘探開發生產研究流程，集成一體化運營管理系統、生產作業協同指揮平臺、隨鉆實時決策系統、鉆完井專家輔助決策和培訓系統、智能生產優化輔助決策系統等，有效地解決了傳統模式中的“信息孤島”問題，為企業高效決策提供數據支撐。

4 海上油田數字化建設的展望

4.1 海上油田數字化建設存在的問題

數字化油田的發展和建設經歷了生產經營數據的數字化建設、信息技術與油田勘探開發生產融合的示范性檢核以及智能油氣藏的探索與建設等多個階段，已經初步形成了數字油田思維和數字技術模式、管理模式和運行模式，但是仍然存在一些問題。比如在數據建設方面存在數據滯后、標準不一、數據治理能力欠缺等問題，再比如在油田數字化管理建設方面，技術創新、戰略制定能力等有待進一步提升。

4.2 海上油田數字化建設發展建議

油氣行業上游業務的數據化建設涉及地震勘探、地質解釋、油藏表征、井位設計、鉆探施工、生產建模等多個專業，未來的數字化轉型主要集中在油田自動化生產優化、基于數字技術的預測性維護、工業物聯網構建、新建海上設備智能調試、海上設別遠程控制等方面。

中國海上油田數字化建設發展的思路主要可以總結為一平臺、一數據、兩體系、三組織、四類應用，即構建海油云平臺，完善公共組件和技術工具，為系統和應用開發提供基礎服務；基于數據湖理念架構數據服務體系，為新興技術應用提供數據支撐；在技術變革的基礎上，逐步升級優化業務管理流程，構建與數字化油田發展相適應的管理體系和安全技術體系，為保證數字化建設提供制度和安全保障；在管理調度上，推動協同工作理念，變革管理方式，為總部、分公司、作業公司提供服務；在具體應用方面，一是著重發展無人化操作，實現遠程監控和運維，提升平臺及終端的自動化水平；二是開展可視化油藏研究，縮短油藏發現周期；三是基于一體化理念，多專業融合研究，實現協同化運營；四是基于數字化分析技術針對多專業、多維度信息，實現科學化、精準化決策。

面對海上油田數字化建設的潛在壓力，注重先進技術的研發和引進，可提高油田生產效率，降低生產風險；另一方面要制定與企業發展相適應的人力資源戰略，提升技術人員的力量，選擇合適的油田和數字化項目，提高數字化油田轉型的針對性和精準程度。

5 結語

數字化轉型是海上油田應對低油價風險形勢，降低運營成本的重要路徑。加大技術創新，深入技術探索，搭建完善的數據通道和應用體系，實現不同專業、不同系統的綜合利用，保證油田生產的高效開展。