文/李文翎

據(jù)安永會(huì)計(jì)師事務(wù)所對(duì)全球75家大型油氣公司的調(diào)研結(jié)果，近兩年來(lái)，在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域投資超過(guò)1億美元的公司有51家，占68%；近3/4的國(guó)際石油巨頭計(jì)劃將投資預(yù)算的6%-10%用于研發(fā)數(shù)字技術(shù)。在較長(zhǎng)期的石油再平衡環(huán)境下，數(shù)字智能技術(shù)為油氣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提供了重要契機(jī)。

數(shù)字技術(shù)給石油巨頭帶來(lái)顛覆性改變

目前，油氣業(yè)界在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用方面，有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)基本已得到解決，使用物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算分析的軟件工具正在逐步開(kāi)發(fā)和完善。通過(guò)大數(shù)據(jù)，以前很多不敢想、不可能的事情都可以變成可能，例如油田的區(qū)塊分析，壓裂的效果、裂縫產(chǎn)生的長(zhǎng)度和深度，以及流體流動(dòng)的效果。同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的分析工具，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況錄像監(jiān)控，降低成本，提高生產(chǎn)效率。例如使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行管道檢查，可利用大數(shù)據(jù)記錄，從周邊農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況判斷有無(wú)管道龜裂的情況。

可以預(yù)計(jì)的是，不久的將來(lái)，隨著4G和即將到來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋海上項(xiàng)目的智能、遠(yuǎn)程操控和運(yùn)營(yíng)；將大數(shù)據(jù)、計(jì)算能力、云端、通信（4G和5G），以及IT（信息技術(shù)）和OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)）技術(shù)全部整合到一起的重大突破；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的發(fā)展，利用AR技術(shù)，處于閥門的地方，可以在終端得到上次維修時(shí)圖紙和信息，可以同現(xiàn)狀比較，幫助判斷閥門是否需要更換?；虬熏F(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)信息發(fā)給沒(méi)有在場(chǎng)的負(fù)責(zé)專家共同決定對(duì)策。利用AR技術(shù)培訓(xùn)員工，可以不用實(shí)物操作，降低了培訓(xùn)成本。

埃森哲公司預(yù)計(jì)，未來(lái)3至5年，油氣產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域包括大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備，而在此期間成長(zhǎng)最快的領(lǐng)域則將是機(jī)器人和無(wú)人機(jī)、人工智能，以及可穿戴設(shè)備。但大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用及推廣仍存在挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)共享與保密、網(wǎng)絡(luò)安全、探索新一代可跨地區(qū)使用的大數(shù)據(jù)分析，以及新技術(shù)的突破等。因此，油氣業(yè)界需要借鑒其他行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，向大型IT公司尋求幫助，制定更安全、更精簡(jiǎn)和更高效生產(chǎn)的數(shù)字化路線。

在低油價(jià)的環(huán)境下，油氣公司需要迅速轉(zhuǎn)向全新的運(yùn)營(yíng)模式。新的運(yùn)營(yíng)模式需要應(yīng)對(duì)隨機(jī)變動(dòng)的市場(chǎng)環(huán)境，同時(shí)專注價(jià)值創(chuàng)造、利潤(rùn)率、生產(chǎn)力和利用率，將短期投資的重要性置于超長(zhǎng)期投資之上。油氣產(chǎn)業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型未來(lái)將借助于對(duì)數(shù)字技術(shù)的持續(xù)投資。

據(jù)埃森哲的戰(zhàn)略模型分析表明，從傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式轉(zhuǎn)向數(shù)字化主導(dǎo)的投資組合和運(yùn)營(yíng)模式，將給企業(yè)帶來(lái)上萬(wàn)億美元的發(fā)展機(jī)遇。2016—2025年間，數(shù)字化戰(zhàn)略有望為整個(gè)油氣行業(yè)帶來(lái)1.58萬(wàn)億美元的新增價(jià)值。

數(shù)字化一方面可以提升油氣業(yè)的行業(yè)價(jià)值，如預(yù)測(cè)性維護(hù)、全渠道零售和互聯(lián)業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)、互聯(lián)員工、遠(yuǎn)程作業(yè)中心、動(dòng)態(tài)能源選擇模式等；另一方面也能提升油氣業(yè)的社會(huì)價(jià)值，如幫助客戶實(shí)現(xiàn)節(jié)約、提升生產(chǎn)率、減少資源消耗、降低二氧化碳排放等。

因此，數(shù)字化技術(shù)不僅能夠給油氣企業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，而且能夠協(xié)助油氣企業(yè)打造切實(shí)可行的全新運(yùn)營(yíng)模式，助力油氣企業(yè)實(shí)施流程和競(jìng)爭(zhēng)模式轉(zhuǎn)型。一些油氣公司利用數(shù)字技術(shù)使企業(yè)得到了迅速發(fā)展，如果這些公司的數(shù)字化革新繼續(xù)進(jìn)展順利，行業(yè)其他公司也會(huì)隨即跟上，整個(gè)油氣上游業(yè)務(wù)流程必定會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性調(diào)整，給企業(yè)帶來(lái)顛覆性的改變，一些傳統(tǒng)職業(yè)如鉆井工人等會(huì)大幅減少甚至消失，當(dāng)然新技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)產(chǎn)生新的崗位。

BP利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建全球智能網(wǎng)絡(luò)

BP是數(shù)字油田的先驅(qū)者之一，未來(lái)油田計(jì)劃包括在墨西哥灣和北海安裝2000千米長(zhǎng)的光纖電纜，使陸上專家能夠與近海工程師直接溝通；實(shí)時(shí)監(jiān)控所有的主要資產(chǎn)；在挪威Valhall油田布局全球第一個(gè)油田地震生涯系統(tǒng)。連接上游是BP利用云計(jì)算、復(fù)雜的算法和可視化等數(shù)字技術(shù)建立的全球智能網(wǎng)絡(luò)。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、預(yù)測(cè)和優(yōu)化經(jīng)營(yíng)。

在智能監(jiān)控方面，BP擁有2000多千米的光纖系統(tǒng)，將近海業(yè)務(wù)與陸上監(jiān)測(cè)中心聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)不斷地評(píng)估設(shè)備性能來(lái)檢測(cè)潛在的故障隱患，避免停工維修等造成的巨大維護(hù)費(fèi)用。例如可探測(cè)出沙子進(jìn)入井的準(zhǔn)確位置，并在出現(xiàn)問(wèn)題前進(jìn)行補(bǔ)救。在預(yù)測(cè)方面，BP在全球99.5%的油井（近2500口）都采用了應(yīng)用云托管技術(shù)的Argus井?dāng)?shù)據(jù)平臺(tái)，過(guò)去每個(gè)月要用1-2人來(lái)做井評(píng)估的材料準(zhǔn)備，現(xiàn)在完全數(shù)字化。BP的所有數(shù)字技術(shù)都是由不斷完善的數(shù)字基礎(chǔ)支撐的，它的專有數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)超過(guò)1千萬(wàn)億個(gè)字節(jié)，每天都從操作中獲取10億條的數(shù)據(jù)記錄。

數(shù)據(jù)及將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為洞察力和智慧的能力，是改變企業(yè)業(yè)績(jī)和從根本上改變工作方式的關(guān)鍵。2013年，BP在美國(guó)休斯敦建立了全球最大研究計(jì)算機(jī)中心之一的高性能計(jì)算中心（CHPC），擁有全球最大的商用研究超級(jí)計(jì)算機(jī)。目前該中心的計(jì)算能力為6000萬(wàn)億次/秒的計(jì)算，將逐步提至10000萬(wàn)億次/秒。該中心的TDRM油藏模擬軟件可以幫助地震成像團(tuán)隊(duì)模擬、處理、預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的情況，確定復(fù)雜儲(chǔ)層的最佳鉆井位置，顯著減少分析地震數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，加快油田開(kāi)發(fā)決策過(guò)程。BP在一周內(nèi)分析解鎖了潛在的10億桶儲(chǔ)量，而在1999年這種計(jì)算需要近一年時(shí)間。這些成果確保了BP在地震資料處理領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，在進(jìn)行重大區(qū)塊投資時(shí)體現(xiàn)了重要參考價(jià)值，使BP在里海、特立尼達(dá)和多巴哥、北海、墨西哥灣和印度尼西亞的業(yè)務(wù)都受益匪淺。

BP還大力發(fā)展數(shù)字化與自動(dòng)化相結(jié)合的技術(shù)，特別是對(duì)偏遠(yuǎn)或操作環(huán)境惡劣地區(qū)。由于這些地區(qū)條件艱苦，資產(chǎn)監(jiān)控和檢查既耗時(shí)又昂貴，自動(dòng)化技術(shù)就變得尤為重要。于是，BP正在部署無(wú)人機(jī)來(lái)檢查阿拉斯加州偏遠(yuǎn)地區(qū)的管道，而無(wú)人機(jī)的費(fèi)用僅為人工駕駛直升機(jī)的一小部分。無(wú)人機(jī)將數(shù)字信息和與管道完整性相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給地面工程師，使他們能夠通過(guò)平板電腦進(jìn)行關(guān)鍵任務(wù)決策。

殼牌多領(lǐng)域開(kāi)發(fā)智能技術(shù)

殼牌與IT公司、咨詢公司和研究型大學(xué)一起合作研究數(shù)字技術(shù)，還通過(guò)公司的風(fēng)險(xiǎn)投資部門殼牌科技風(fēng)險(xiǎn)投資公司（STV）投資于創(chuàng)新科技公司和初創(chuàng)企業(yè)。目前，殼牌正在開(kāi)發(fā)以下幾個(gè)領(lǐng)域的新數(shù)字技術(shù)。

一是3D打印。3D打印技術(shù)為工程設(shè)計(jì)提供了快速的原型設(shè)計(jì)，節(jié)省了研發(fā)成本。殼牌成功借助3D打印開(kāi)發(fā)，在美國(guó)墨西哥灣的Stones深水項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)了一套深水漂浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨油氣平臺(tái)（FPSO）。由于FPSO的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在實(shí)際制造之前通過(guò)3D打印技術(shù)，只用了4周就造出了所需的全部組件，做出縮小版的模擬原型，相比傳統(tǒng)方法能夠節(jié)省幾個(gè)月的時(shí)間，人力成本也大大降低。

二是機(jī)器人。遠(yuǎn)程控制或機(jī)器人可以在需要冒險(xiǎn)的地方安全執(zhí)行任務(wù)，比如深海。殼牌與美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)的國(guó)家機(jī)器人工程中心一起，開(kāi)發(fā)了能夠在最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中監(jiān)控設(shè)備和執(zhí)行安全檢查任務(wù)的機(jī)器人Sensabot。Sensabot是一臺(tái)半自動(dòng)化的探測(cè)車，配備有傳感器、攝像頭和無(wú)線通信系統(tǒng)，一名操作員只需通過(guò)WiFi或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，就可遠(yuǎn)程指示Sensabot作業(yè)，作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)傳回控制臺(tái)的高清屏幕。它是首臺(tái)在油氣行業(yè)被許可用于爆炸性環(huán)境的機(jī)器人，可在不需要檢修的情況下連續(xù)工作6個(gè)月，防水防塵，還可以在碎石地、泥地、污水和雪地里行走，甚至可以通過(guò)軌道垂直攀爬建筑物，可搜集溫度、噪聲和振動(dòng)的信息，并且探測(cè)可能存在的有毒和易燃?xì)怏w。

三是計(jì)算機(jī)技術(shù)。殼牌GeoSigns軟件套件和廣角方位工具包等專有技術(shù)，可以將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成詳細(xì)的地圖。這項(xiàng)技術(shù)可以比以往更快、更有效地幫助地質(zhì)學(xué)家找到油氣資源。如在美國(guó)墨西哥灣的Deimos油田獲超過(guò)1.5億桶的石油發(fā)現(xiàn)，這一地區(qū)位于復(fù)雜的地下鹽結(jié)構(gòu)。

四是智能連接系統(tǒng)。利用了數(shù)字檢測(cè)系統(tǒng)的智能油田技術(shù)，可使油田的石油采收率增加10%、天然氣增加5%。殼牌的智能連接技術(shù)從安裝在化工廠、煉油廠、海上平臺(tái)和水下泵的傳感器上收集數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)零件需要維護(hù)的時(shí)間，避免意外停機(jī)和生產(chǎn)力下降。殼牌在全球有5000臺(tái)傳感器連接在該系統(tǒng)，每年避免了上百萬(wàn)桶的生產(chǎn)損失。

五是物聯(lián)網(wǎng)。殼牌風(fēng)險(xiǎn)投資部門殼牌科技公司已經(jīng)投資Sense Labs，開(kāi)發(fā)家庭用電監(jiān)控器Sense，主要功能是追蹤和分析家中各種家用電器的耗電情況，幫助客戶使他們的家電更節(jié)能、成本更低。

戴文大數(shù)據(jù)軟件提高井口日均初始產(chǎn)量

戴文公司從2012年開(kāi)始投資大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)以來(lái)，90天的井口日均初始產(chǎn)量提高了450%，而鉆井、完井和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用比2014年下降了40%，總成本比2014年下降34%。截至目前，戴文公司開(kāi)發(fā)了9個(gè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的軟件并應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程。

在定向鉆井方面，戴文公司的技術(shù)中心應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)鉆頭跟蹤程序，對(duì)全公司所有約5000口井的數(shù)據(jù)進(jìn)行24小時(shí)365天的全年采集匯總，通過(guò)把開(kāi)發(fā)井和生產(chǎn)井的數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)，可隨時(shí)確定水平鉆井的角度和鉆頭處壓力，從公司科技中心就能向現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)發(fā)出明確作業(yè)指示，有利于提高生產(chǎn)效率、削減成本和防止事故。在預(yù)測(cè)壓裂中的支撐劑堵塞方面，戴文公司開(kāi)發(fā)出了提前15秒警告支撐劑堵塞即將發(fā)生的人工智能程序，該程序在使用中逐步改進(jìn)，目前已經(jīng)成為可以基于多種因素（壓裂液類型、地層特征和油田開(kāi)發(fā)歷史等）做出決定性判斷的程序，大大降低了公司支撐劑堵塞發(fā)生率。在人工舉升設(shè)備維護(hù)方面，基于設(shè)備故障的大量歷史數(shù)據(jù)及每次故障相關(guān)聯(lián)的各種因素，戴文公司開(kāi)發(fā)出了可以預(yù)測(cè)哪些井的人工舉升設(shè)備更有可能出現(xiàn)故障，從而不再使用周期性的設(shè)備檢查方式，由數(shù)據(jù)分析程序每天自動(dòng)地告訴現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員需要巡視和檢查的設(shè)備。這種方式大大降低了設(shè)備故障率，并且節(jié)省了大量開(kāi)支。

挪威國(guó)油投資開(kāi)發(fā)鉆井機(jī)器人

2017年5月挪威國(guó)家石油成立了數(shù)字化中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理公司的數(shù)字化業(yè)務(wù)。該中心與外部專家和數(shù)字化項(xiàng)目負(fù)責(zé)人共同合作，專注于大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)研發(fā)。計(jì)劃到2020年投入2.4億美元，挪威國(guó)家石油希望充分利用數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)狀，抓住一切機(jī)遇努力發(fā)展自身技術(shù)水平，完成包括數(shù)字化安全、可靠與可持續(xù)性，數(shù)字化進(jìn)程，油藏鉆井?dāng)?shù)據(jù)分析，下一代井口交付，未來(lái)油田，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)操作和商業(yè)化在內(nèi)的7個(gè)數(shù)字化方案路線。目前，該公司主要在鉆井作業(yè)自動(dòng)化和遠(yuǎn)程作業(yè)操作取得了一些進(jìn)展。

在鉆井作業(yè)自動(dòng)化方面，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井，使鉆井的操作效率更高、可預(yù)測(cè)性更強(qiáng)、成本更低且更加安全，挪威國(guó)家石油對(duì)從事石油鉆井自動(dòng)化研究的公司進(jìn)行了投資，如Sekal、Raptor Oil、Intelligent Mud Solutions公司等。目前該公司在伯爾根平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)員工介入，就可連續(xù)控制現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程操作。對(duì)海底及海上運(yùn)營(yíng)安全實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控，不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)人海上平臺(tái)的目標(biāo)，而且降低了投資及實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)所需要的設(shè)備及工程投資。此外，挪威機(jī)器人鉆井系統(tǒng)公司（RDS）11年共投資4500萬(wàn)美元用于開(kāi)發(fā)鉆井機(jī)器人。該公司的鉆井機(jī)器系統(tǒng)2017年已應(yīng)用在挪威國(guó)家石油Johan Sverdrup油田的Deepsea Atlantic號(hào)半潛式鉆井平臺(tái)上。這個(gè)系統(tǒng)由4種電動(dòng)機(jī)器人組成，有望1年縮短30—40日的作業(yè)時(shí)間。

挪威國(guó)家石油曾預(yù)測(cè)，隨著鉆井自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，海上石油開(kāi)發(fā)所需的人力將至少減半，同時(shí)工作效率將至少提高25%。