□ 梁 慧

在油價(jià)相對(duì)較低的時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)在油氣行業(yè)降低成本和提高運(yùn)營(yíng)效率方面的作用將更加突出。

數(shù)字化利用了一整套新技術(shù)徹底改變商業(yè)模式。預(yù)計(jì)在油氣行業(yè)每年可節(jié)省約10%的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)可以有效減少安全事故，提高作業(yè)效率甚至實(shí)現(xiàn)勘探突破。雖然目前油氣行業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程已有進(jìn)展，但相對(duì)其他行業(yè)仍然緩慢，面臨數(shù)據(jù)治理和管理的瓶頸，行業(yè)觀念、企業(yè)制度和文化的轉(zhuǎn)變，以及網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn)。石油公司應(yīng)積極應(yīng)對(duì)行業(yè)新趨勢(shì)，在數(shù)字技術(shù)的突破對(duì)市場(chǎng)價(jià)格造成影響之前，加快公司數(shù)字化進(jìn)程，搶占未來(lái)先機(jī)。

數(shù)字化為油氣行業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字化是利用數(shù)字技術(shù)和集成數(shù)據(jù)流的商業(yè)模式和活動(dòng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，會(huì)帶來(lái)更高的商業(yè)回報(bào)和新的商業(yè)機(jī)會(huì)。數(shù)字化為油氣行業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，可以歸納為以下幾方面。

江蘇油田采油二廠自動(dòng)化監(jiān)控投入使用后，原本186口油水井需要50人錄取井口數(shù)據(jù)巡井，現(xiàn)在只需要8人就可以完成日常巡查。陳冬 攝

1.提高健康、安全及環(huán)境安全。行業(yè)經(jīng)驗(yàn)表明，在當(dāng)前高度監(jiān)管的環(huán)境下，安全及環(huán)境事件不僅會(huì)威脅到盈利能力，還會(huì)威脅到參與者的生存。為此，在地理分散的數(shù)據(jù)化遠(yuǎn)程操作中，最基本技術(shù)要求有自動(dòng)化的生產(chǎn)控制、監(jiān)測(cè)設(shè)備狀況和預(yù)見(jiàn)性系統(tǒng)關(guān)閉等。數(shù)字化在油氣行業(yè)中對(duì)健康、安全及環(huán)境的提高較為明顯。因?yàn)闊o(wú)人駕駛汽車可使工人脫離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)入辦公室操作。在野外現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)采用傳感器和警報(bào)器，以及虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR和AR)等連接在一起的設(shè)備，不僅可以防止嚴(yán)重的健康、安全及環(huán)境事故，還可同時(shí)提供更多實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)提高運(yùn)營(yíng)效率。

2.改進(jìn)資本配置結(jié)構(gòu)。促進(jìn)企業(yè)改進(jìn)資本配置結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)隨機(jī)變動(dòng)的市場(chǎng)環(huán)境，在當(dāng)前應(yīng)進(jìn)一步專注價(jià)值創(chuàng)造、利潤(rùn)率、生產(chǎn)力和資產(chǎn)利用率的環(huán)境下，將短期投資的重要性置于超長(zhǎng)期投資之上。

3.提高運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)效率。隨著物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算等軟件工具的逐步開(kāi)發(fā)和完善，以前很多復(fù)雜的業(yè)務(wù)變得簡(jiǎn)單易操作，不可能的事情變成可能，有利提高企業(yè)運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)效率。如戴文公司的全美頁(yè)巖區(qū)塊剩余油氣可視化交互式地圖，計(jì)算一遍當(dāng)前所剩余油氣量并以交互式地圖的方式呈現(xiàn)出來(lái)，只需短短10分鐘。可以進(jìn)行油田的區(qū)塊分析，壓裂的效果、裂縫產(chǎn)生的長(zhǎng)度和深度及流體流動(dòng)的效果分析。使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行管道檢查，利用大數(shù)據(jù)記錄從周邊農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況來(lái)判斷有無(wú)管道龜裂等情況，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況錄像監(jiān)控等。

4.合理安排設(shè)備的維護(hù)周期，提高可靠性。可以利用數(shù)字化的應(yīng)用程序監(jiān)視設(shè)備的狀況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)最小化災(zāi)難性故障和過(guò)程中斷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)最大化設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)效率。目前已開(kāi)發(fā)的這類程序有GE公司的資產(chǎn)性能管理(APM)程序、Lloyd's Register的實(shí)時(shí)維護(hù)優(yōu)化程序等。

5.增加資源。增加資源也就是發(fā)現(xiàn)新資源量或提高采收率。用計(jì)算機(jī)化技術(shù)可以在地球表面以下數(shù)千米處尋找新儲(chǔ)量的作業(yè)。像殼牌的Geo Signs軟件套件和廣角方位(WAZ)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。如在位于復(fù)雜的地下鹽結(jié)構(gòu)之下的美國(guó)墨西哥灣Deimos油田獲超過(guò)1.5億桶的石油發(fā)現(xiàn)。

6.節(jié)約成本，提高收益。在油價(jià)相對(duì)較低的時(shí)代，數(shù)字技術(shù)為油氣行業(yè)可能帶來(lái)的巨大成本和運(yùn)營(yíng)效率也變得更加突出。隨著全球大宗商品價(jià)格的回升，現(xiàn)在成本削減面臨壓力，數(shù)字技術(shù)的采用有望為此帶來(lái)破解之法。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)在其2017年關(guān)于數(shù)字化和能源的報(bào)告中估測(cè)，數(shù)字技術(shù)可能將油氣生產(chǎn)成本削減20%。保守估計(jì)，到2025年，油氣上游活動(dòng)中的數(shù)字技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致累積資本和運(yùn)營(yíng)節(jié)省1000億美元。據(jù)伍德麥肯茲的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)本土48個(gè)州的勘探開(kāi)發(fā)公司通過(guò)采用優(yōu)勢(shì)分析和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)技術(shù)，在鉆井和完井作業(yè)中已節(jié)省了近10%的費(fèi)用。在油氣下游領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)字技術(shù)可以完善設(shè)備的預(yù)測(cè)維護(hù)和自動(dòng)化優(yōu)化控制。例如一般煉油儲(chǔ)運(yùn)意外損耗約為100萬(wàn)桶/日，但隨著煉油廠越來(lái)越多地設(shè)置傳感器，可獲得更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，使實(shí)際損耗減少50%。

數(shù)字化技術(shù)帶來(lái)的收益是遞增的。創(chuàng)新過(guò)程一般都經(jīng)歷初始規(guī)模較小，再突破，然后被廣泛采用階段。油氣行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用也要經(jīng)歷該過(guò)程。目前仍處于采用數(shù)字化技術(shù)的初始小規(guī)模階段，收益雖低但在遞增。下一步這些行業(yè)的不同領(lǐng)域的不同部分將在不同的時(shí)間到達(dá)收益大幅增加的突破拐點(diǎn)，最后是數(shù)字技術(shù)在行業(yè)內(nèi)各個(gè)公司都有應(yīng)用，收益的增加與成本投入同速發(fā)展直至減緩。

油氣上游業(yè)務(wù)在2014年油價(jià)崩盤后，利潤(rùn)受到極大的擠壓。美國(guó)本土勘探開(kāi)發(fā)公司率先采用了數(shù)字技術(shù)，降低成本，提高決策效率，以求提高收益。據(jù)伍德麥肯茲用大數(shù)據(jù)對(duì)美國(guó)本土勘探開(kāi)發(fā)公司的經(jīng)營(yíng)影響分析表明，僅技術(shù)優(yōu)勢(shì)(數(shù)字和操作)就使二疊紀(jì)盆地的產(chǎn)量增加了10%。

油氣行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程面臨挑戰(zhàn)

油氣行業(yè)都處于數(shù)字化過(guò)程之中，但與其他行業(yè)相比落后好幾年。這種滯后是一把雙刃劍，例如需要的技術(shù)既可以直接從其他行業(yè)獲得的經(jīng)驗(yàn)中迅速獲益，還可以向大型IT公司尋求幫助和支援，獲得更安全、更精簡(jiǎn)和更高效生產(chǎn)的數(shù)字化路線。

行業(yè)觀念的轉(zhuǎn)變將是實(shí)現(xiàn)持久效益的關(guān)鍵。油氣行業(yè)的觀念雖然較為保守，厭惡風(fēng)險(xiǎn)，但也在進(jìn)行著數(shù)字化轉(zhuǎn)型。因此，隨著企業(yè)經(jīng)營(yíng)方式的變化，員工總數(shù)可能會(huì)更少。簡(jiǎn)單的和手工操作的業(yè)務(wù)將被自動(dòng)化，員工將有更多的時(shí)間集中在更安全和高價(jià)值的工作上，從而需要具有相應(yīng)的新技能。員工會(huì)對(duì)這些新變化抵制，對(duì)新程序和做事方式產(chǎn)生不信任。雇主必須在疏導(dǎo)員工的擔(dān)憂的同時(shí)，對(duì)企業(yè)環(huán)境要求和股東期望的數(shù)字技術(shù)進(jìn)行實(shí)施和擴(kuò)展，這一轉(zhuǎn)變將是實(shí)現(xiàn)持久效益的關(guān)鍵。

數(shù)據(jù)管理是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。數(shù)字是未來(lái)，企業(yè)數(shù)字管理將成為日常經(jīng)營(yíng)手段之一。要真正把數(shù)據(jù)變成資產(chǎn)并從中獲益，需要進(jìn)行企業(yè)數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)遍布企業(yè)的整個(gè)價(jià)值鏈，企業(yè)間可以分享，以獲得最大的回報(bào)。技術(shù)類公司因?yàn)閾碛写罅康臄?shù)據(jù)和智能的雇員，使他們能夠迅速地?cái)U(kuò)大規(guī)模，獲得豐厚利潤(rùn)。油氣行業(yè)實(shí)際上也擁有數(shù)量巨大的數(shù)據(jù)，但沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)來(lái)源和類型復(fù)雜多樣，就連公司內(nèi)部一般都會(huì)有大量重疊的數(shù)據(jù)集和孤島數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)僅占全體數(shù)據(jù)的20%。這使得跨團(tuán)隊(duì)和公司共享數(shù)據(jù)變得困難。首要的任務(wù)是數(shù)據(jù)治理和管理，把體量巨大、高速增長(zhǎng)、種類繁多的數(shù)據(jù)組織在一起，并發(fā)現(xiàn)它們的新價(jià)值。公司需要花費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)統(tǒng)一數(shù)字格式，將油氣行業(yè)傳統(tǒng)的技術(shù)與新“數(shù)據(jù)科學(xué)”結(jié)合是一個(gè)重要的、花費(fèi)時(shí)間的難題。

克服企業(yè)制度化和企業(yè)文化限制。小型公司比大公司更易、更快地獲得更多的收益。油氣行業(yè)的小型公司容易實(shí)現(xiàn)并規(guī)?；褂脭?shù)字化技術(shù)。小型公司的投資組合規(guī)模、業(yè)務(wù)量、雇員都相對(duì)較少，公司營(yíng)運(yùn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也較少，現(xiàn)有的遺留系統(tǒng)更少，從而組織數(shù)據(jù)會(huì)容易；而且他們習(xí)慣于借助和利用外部技術(shù)援助，因此更容易克服文化障礙。AkerBP公司就是一個(gè)很好的例子，它已經(jīng)建立了一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并且已經(jīng)在其運(yùn)營(yíng)中成功部署數(shù)字技術(shù)。大型公司必須向小型公司學(xué)習(xí)，克服企業(yè)制度化和企業(yè)文化限制，挑選最佳的和最相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，并結(jié)合自己的實(shí)際情況，獲得巨大的利益，鞏固市場(chǎng)的主要參與者的地位。如挪威國(guó)家石油公司已經(jīng)鎖定削減30%的資本支出和50%成本的目標(biāo)，如果實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這將是一個(gè)革命性的節(jié)省。

網(wǎng)絡(luò)安全。隨著資產(chǎn)越來(lái)越多地與網(wǎng)絡(luò)相連，公司運(yùn)營(yíng)受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。企業(yè)將需要通過(guò)監(jiān)控威脅、識(shí)別漏洞、建立健全的控制及促進(jìn)安全意識(shí)文化，來(lái)保護(hù)關(guān)鍵的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

數(shù)字業(yè)務(wù)模型的五個(gè)指導(dǎo)原則

考慮到數(shù)字化為油氣行業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，油氣公司在設(shè)計(jì)數(shù)字業(yè)務(wù)模型時(shí)，需要遵循五個(gè)指導(dǎo)原則。

數(shù)字技術(shù)是企業(yè)轉(zhuǎn)型的幫手，是解決公司最大業(yè)務(wù)問(wèn)題的手段，不是目的。企業(yè)運(yùn)營(yíng)應(yīng)該以商業(yè)為導(dǎo)向，而不是以技術(shù)為中心，找出最大的商業(yè)挑戰(zhàn)，并評(píng)估數(shù)字技術(shù)怎樣起作用。

數(shù)字化影響企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)模式，包括企業(yè)愿景、戰(zhàn)略、工作流程、文化和員工行為。一些油氣公司將數(shù)字技術(shù)視為核心業(yè)務(wù)的細(xì)枝末節(jié)?；谶@種理念的數(shù)字化的結(jié)果是孤立的，不能提供企業(yè)驅(qū)動(dòng)效率和價(jià)值所必需的全面的策略。公司需要在價(jià)值鏈的所有關(guān)鍵元素上建立新的數(shù)字能力和技術(shù)手段。

數(shù)字技術(shù)應(yīng)該超越公司界限，包括整個(gè)行業(yè)系統(tǒng)，如供應(yīng)商和外部合作伙伴。例如，包括業(yè)務(wù)所在國(guó)政府和石油服務(wù)提供者和承包商在內(nèi)的新油田開(kāi)發(fā)的所有利益方，都應(yīng)采用數(shù)字技術(shù)。

每個(gè)公司都需要?jiǎng)?chuàng)建自己的數(shù)字轉(zhuǎn)換模型。沒(méi)有可遵循的單一的、模型的數(shù)字模板。盡管可以效仿領(lǐng)先企業(yè)的最佳實(shí)踐案例，但應(yīng)該識(shí)別正確的案例，為滿足特定業(yè)務(wù)需求和挑戰(zhàn)量身定制數(shù)字解決方案。

構(gòu)建多學(xué)科團(tuán)隊(duì)。公司需要工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)人員的正確能力的組合。隨著對(duì)數(shù)據(jù)分析的關(guān)注越來(lái)越多，公司將需要更多精通數(shù)字技術(shù)的工程師。在技術(shù)和技術(shù)能力之間找到這種平衡，可能是首席戰(zhàn)略官和首席信息官面臨的最棘手的挑戰(zhàn)。

油氣行業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)

西北油田采用無(wú)人機(jī)巡檢輸油管線。李曉東 供圖

油氣領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)已成熟，操作有危險(xiǎn)的和成本高昂的業(yè)務(wù)將廣泛實(shí)施數(shù)字自動(dòng)化。所有的新開(kāi)發(fā)油氣項(xiàng)目都將部署這樣的操作：數(shù)字油田、數(shù)字精煉廠、數(shù)字采礦廠和數(shù)字發(fā)電廠。無(wú)人操作的FPSOs也將會(huì)出現(xiàn)?；跀?shù)據(jù)的決策將成為規(guī)范，比基于物理學(xué)或工程學(xué)的決策更重要。

數(shù)字化的終極階段將是智能化，也就是企業(yè)全面擁抱人工智能（AI），變成人機(jī)一體世界。人和機(jī)器的關(guān)系：信息足夠完備、語(yǔ)義智能在人和機(jī)器之間自由交互。為此，油氣公司的經(jīng)營(yíng)需要為以下趨勢(shì)做好準(zhǔn)備。

1.AI驅(qū)動(dòng)的商業(yè)運(yùn)作模式的重塑。多數(shù)企業(yè)AI應(yīng)用都是為了通過(guò)增加正常運(yùn)行時(shí)間、提高單井產(chǎn)量，降低健康、安全及環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)等提高作業(yè)效率，降低成本。這種創(chuàng)新的商業(yè)模式將改變鉆井服務(wù)商、設(shè)備制造商和油氣公司的市場(chǎng)格局，只有將AI深度嵌入其核心設(shè)備和流程中的傳統(tǒng)工業(yè)部門才能在變革浪潮中脫穎而出，這就意味著油氣公司的商業(yè)運(yùn)作模式需要重塑。

2.AI更多應(yīng)用到上游領(lǐng)域。AI平臺(tái)已經(jīng)在2017年實(shí)現(xiàn)了在油氣行業(yè)內(nèi)的通用性，未來(lái)將在油氣上游領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。如Flutura公司的Cerebra工業(yè)AI應(yīng)用中心針對(duì)深水資產(chǎn)的診斷、水力壓裂、LNG等多種上游問(wèn)題都預(yù)設(shè)了解決方案。預(yù)計(jì)有更多的人工智能程序使用高度專業(yè)化的算法，從而大幅提升上游特定和復(fù)雜問(wèn)題的解決能力。

3.消除工業(yè)傳感器信號(hào)的盲點(diǎn)。AI技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨的最大挑戰(zhàn)是信號(hào)盲點(diǎn)問(wèn)題。油氣行業(yè)傳感器領(lǐng)域需針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)，包括利用基于微分干涉的光學(xué)測(cè)量檢測(cè)油氣質(zhì)量、油罐油量異常等。

4.邊緣智能成為核心。邊緣智能是讓系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備端都具備數(shù)據(jù)采集、分析計(jì)算、通信和智能功能，數(shù)據(jù)的安全性得到極大提高。此外，還節(jié)省了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題能夠得到及時(shí)響應(yīng)。即使當(dāng)資產(chǎn)或流程的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，邊緣智能也依然可以保證其核心操作的完整性。在油氣、礦業(yè)等生產(chǎn)制造行業(yè)，企業(yè)可以通過(guò)邊緣智能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，進(jìn)而提供實(shí)時(shí)操作指導(dǎo)，對(duì)失效設(shè)備組件進(jìn)行及時(shí)修復(fù)和更換，消除隱患，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)維護(hù)的智能化。

5.傳感器數(shù)據(jù)高速公路。當(dāng)前的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俾剩枰谟蜌馍嫌瘟鞒毯唾Y產(chǎn)上增加傳感器的密度，提升傳輸頻率。目前已經(jīng)有Sigfox和Ingenu等公司開(kāi)始構(gòu)建新一代傳感器數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施。這種設(shè)施類似于高速路上的專用道，可實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)的快速、高效傳輸。

數(shù)字化技術(shù)的突破將會(huì)降低油氣行業(yè)整體的成本曲線。從一個(gè)公司的角度來(lái)看，在數(shù)字化技術(shù)的突破影響市場(chǎng)價(jià)格之前，最佳選擇是獲取利潤(rùn)。那些快速、大規(guī)模地采取數(shù)字化技術(shù)的公司將是受益最大的。