海上平台离人工智能还有多远？

  [中国海洋石油报2017-03-24]

  油气公司“智”在何方？
  数字油田的概念于1999年由大庆油田首次提出，是以数字地球技术为主干，实现油田实体全面信息化的技术系统。
  智能油田技术利用高速计算机系统，配合相应的软件程序应用，建立起油气田的动态油藏模型，让作业者可以直接观察到地下油藏生产动态，从而准确地预测未来油藏生产动态变化，建立快速有效的生产决策机制，可缩短75%~90%解决复杂问题的时间，降低20%的损失，大大提高油田的采收率。
  智能油田是一个系统工程，建立在实时大数据系统和信息共享平台基础上。其核心是油气田全生命周期的闭环，包括前端数据采集与监控、油藏动态分析、井下作业、生产管理与调控、设备设施完整性管理、生产运营、整合IT基础建设等领域。
  目前，世界上的主要石油公司和行业组织对智能油田根据各自的行业需求，建设的侧重点有所不同。以老牌的英国石油公司智能油田（FieldoftheFuture）研究为例，其重点研究领域是生产优化、协同中心、数据传输，主要强调对数据的信息挖掘和决策支持。而雪佛龙的智能油田（i-field）重点则放在智能油藏方向，主要关注信息系统对业务流程带来的变革与提升。壳牌的智能油田（SmartFields）重点领域则是智能井、数据采集，实现企业信息系统架构优化及系统的有效整合。道达尔和巴西石油公司更多强调数据标准化建设，前者更注重勘探开发一体化数据中心的搭建，并基于数据中心和数据标准进行了应用开发，后者则是通过搭建可视化的协同工作环境，提高油田的生产能力。
  智能油田的“智”体现在现代化石油技术领域的方方面面，世界各大石油公司根据自己擅长和看重的专业领域，在智能化油田的不同领域各取所需，为自己在将来智能化竞争道路上赢得先机。
  在油田智能化领域，中国海油早在2013年就规划了公司智能油田建设蓝图，逐步支撑起油气生产业务的平稳高效运营。海油的智能油田建设始终坚持以产量为中心，以控制成本为核心，围绕油气田生产经营管理，分别对实时数据库系统、智能油田一体化等不同领域进行了尝试。
  实时数据系统：智能化的基础
  作为数据实时采集系统的试点海域，南海东部生产实时数据库系统在作业点的前端数据采集与自控系统建设，先后成功实施应用在西江、恩平、番禺、陆丰、深水等5个作业区的14个生产设施。
  如今，在西江油田，油藏人员已经实现了油藏和油井的远程数据库共享和摘录。实时数据系统也开始切实解决现场的管理难题，解放现场人员生产力。
  在地上部分，生产系统实时数据支持系统实现了现场生产日报、单井测试、产量分配、工作日报等报表的信息化管理，汇总、分析、计算现场控制系统中提取的数据，支持现场报表自动生成，减少现场报表制作手工误差及人员工作量。现场关键生产数据统计实现了自动化。
  通过以油气物流关系为主线的智能化油田建设，中国海油在自动化数据采集和控制的基础上，实现油藏管理、采油工艺、生产运营的持续优化，为将来建立全面感知、自动控制、智能预测、优化决策的智能油田体系打下了基础。
  值得一提的是，在海上设施的地上部分，目前已实现了较高水平的前端数据采集，可以对生产过程进行实时监控和安全保护，并收集了大量生产与设备运行的过程数据。
  对油气生产过程进行监控诊断、分析预测和持续优化，是智能油田的关键特征和价值体现。架设信息化沟通桥梁，才能为油气田智能化奠定基础。
  对于中国海油而言，基于实时数据库系统的“人工智能化”，就是源于现场、贴近现场、服务现场，连接陆地与生产现场，在信息化体系中起承上启下的作用。
  作为现场作业人员，生产主操郭晓伟感受到生产实时数据库系统带来的实际好处：“基础数据的集中存储管理把现场人员从报表抄送等繁琐、重复的事务性工作中解放出来。”
  “数据库能够集中在线查询，为生产管理者提供生产日常管理、生产优化和生产决策等数据支持。”生产监督苗建解释道。
  事实上，中国海油已试点建设了部分实时数据库系统，实现对关键设备运行情况的实时监控、对现场控制系统生产实时数据的自动采集以及关键生产管理指标的监视。
  以有限公司深圳分公司生产实时数据系统为例，该系统借助先进的信息系统技术，实现了油气生产过程监控与生产现场控制系统实时数据读取，并通过网络传输至陆地实时数据库存储，为生产管理决策提供数据源，解决现场生产设备实时数据的信息孤岛问题。
  然而，目前油气生产过程信息掌握主要局限在现场中控系统数据和开发生产数据库中的数据，作业区及以上层面的生产监控和优化水平仍有欠缺。解决管理决策层面的数据共享问题，是下一步需要解决的问题。
  国际上，生产实时数据系统建设也面临着同样的困境。以走在智能油田数据标准化建设前列的巴西石油公司为例，其超过95%的参数数据只有现场人员掌握，很难进行迅速有效的监测和调控。
  目前，崖城、西江等作业区建设的生产管理信息平台（MES），从现场中控系统采集生产过程实时数据，在陆上基地进行远程实时监控、生成管理报表、计算指标并对比展示等工作，帮助管理人员及时全面地了解现场生产状态，并进行分析决策。
  在不久的将来，生产实时数据系统可以实现远程控制系统数据提取，陆地管理人员可以实时在线了解现场生产情况，对生产中出现的各种问题进行及时决策与处理，为生产管理者提供生产日常管理、生产优化和生产决策等数据支持。
  一体化面临人才困局
  2013年，开展智能油田整体规划，明确智能油田定义和建设方向；2020年，建成全面支持生产业务，显著提升生产运营效益的智能油田生产运营体系。中国海油智能油田建设的两个节点，勾勒出海油智能油田建设的未来走势。
  智能油田建设的一个重点领域是保持全局视野，实现生产运营一体化。在持续的国际低油价冲击下，智能油田建设只能研究现有条件下实施难度较小，并且能够切实支撑油气生产的业务。
  生产运营一体化的关键是使相关人员能够跨地域、跨专业高效协同工作，充分发挥各领域技术专家的优势，打破以往跨专业间封闭的工作模式，提高生产效率和决策水平。
  实现海上油气田的智能化，除了利用现有的生产实时数据系统，海上设施的卫星导航和定位系统，最终的工作目标都要归结于结合最新的计算机应用技术，针对智能油气藏、智能地面工程、生产运营一体化等专业领域，实现勘探阶段的基础数据就能利用到开发、生产阶段的工作，形成新型数字化架构的智能油田模型。
  总结和展望人工智能油田发展历程，智能油田建设的关键除了四维地震监测遥感、三维可视化、智能钻完井、自动化与数据集成管理等人工智能技术，一体化的管理手段最终还得依靠“人”来实现。在人工智能化道路上，智能油田勘探、开发、生产一体化涉及的信息化建设、管理、技术都要改变，与之相应的人员观念、习惯和知识结构都将面临改变。
  在世界范围内的海上油气田，勘探、开发和生产一体化的障碍除了海洋石油勘探开发技术的高风险、高投入等难题，主要还在于海上石油的高科技领域人才缺乏，造就既懂最新石油技术又懂最新信息网络技术的“通才”，不是一朝一夕的事情。
  中国海油在智能油田一体化建设方面同样面临人才困局：分公司及以上层级缺少专家机构，数据分析、远程支持等工作无专人负责。跨专业协同及海陆一体化工作流程和方式没有明确，相应工作无从开展。
  通过组织和管理变革，建立符合业务需要的组织管理体系，使远程支持、一体化综合分析等业务得以落地。这也许是解除人才困局的药方，也成为海油智能油田建设战略达成的重要促进因素。压题图由方凯摄影。