陳 溯 安 鵬 吳 剛 張 羽

（1.中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司科技信息部；2.中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司信息技術(shù)中心）

當(dāng)前，全球化和信息化互相交融發(fā)展，以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能為代表的新一波數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新浪潮席卷各行各業(yè)，新的商業(yè)模式和顛覆式創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)邊界日益模糊。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與新興技術(shù)之間涇渭分明的界限逐漸消失，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新興技術(shù)正在改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。以殼牌、挪威國(guó)家石油公司為代表的國(guó)外大型石油公司正在加快實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略，充分利用新技術(shù)改造傳統(tǒng)流程、創(chuàng)新生產(chǎn)模式和商業(yè)模式。中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)海油）作為國(guó)內(nèi)最大的海上油氣生產(chǎn)商，一直高度重視數(shù)字化技術(shù)對(duì)于業(yè)務(wù)的引領(lǐng)和推動(dòng)作用，從勘探、開發(fā)專業(yè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)到數(shù)字油田建設(shè)，不斷積累油氣田信息化建設(shè)成果和經(jīng)驗(yàn)。

1 國(guó)內(nèi)外智能油田建設(shè)進(jìn)展

油氣行業(yè)一直是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐者和受益者，50多年前就開始將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于地震勘探等領(lǐng)域，20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，油田數(shù)字化浪潮席卷了行業(yè)內(nèi)大部分公司。但在新一波數(shù)字化浪潮的沖擊中，油氣行業(yè)似乎成了“掉隊(duì)者”。咨詢公司德勤（Deloitte）調(diào)研18個(gè)行業(yè)后得出，油氣行業(yè)數(shù)字化程度排在第14位[1]。油氣行業(yè)參與數(shù)字化生態(tài)的比例僅為40%，低于各行業(yè)的平均水平49%。市場(chǎng)壓力大、資產(chǎn)負(fù)擔(dān)重、盈利前景不明，似乎成為阻礙油氣企業(yè)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的3個(gè)主要因素。

2014年以來，國(guó)際原油價(jià)格劇烈波動(dòng)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用也日趨成熟，數(shù)字化技術(shù)正逐步成為油氣公司成本競(jìng)爭(zhēng)的支點(diǎn)。隨著數(shù)字化技術(shù)與各產(chǎn)業(yè)結(jié)合的日益緊密，智能油田建設(shè)已成為各石油公司轉(zhuǎn)型增效的關(guān)注重點(diǎn)[2-3]。

1.1 國(guó)外智能油田建設(shè)現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)外大型石油公司陸續(xù)向智能油田建設(shè)邁進(jìn)，BP公司的未來油田（Field of the Future）、殼牌的智能油田（Smart Fields）成為智能油田建設(shè)先行者。

BP的未來油田[4]建設(shè)分為3個(gè)階段：2000—2005年，通過重點(diǎn)開放和集成大量工具來驗(yàn)證數(shù)字油田概念有效性；2005—2011年，重點(diǎn)優(yōu)化實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、油井監(jiān)測(cè)、設(shè)備可靠性等領(lǐng)域；2011年以后，BP公司對(duì)各領(lǐng)域解決方案進(jìn)行了大規(guī)模整合并實(shí)施，通過數(shù)字化項(xiàng)目獲取更高的智能化能力及洞察力。

殼牌的智能油田計(jì)劃[5]在2000年左右開始執(zhí)行，過去十幾年中，殼牌在生產(chǎn)監(jiān)測(cè)優(yōu)化、智能井實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、油藏監(jiān)測(cè)等方面的解決方案取得了巨大成功。隨著智能油田的發(fā)展，殼牌的關(guān)注重點(diǎn)從個(gè)別智能化解決方案轉(zhuǎn)向重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)整體智能。通過標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)組件和基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)，加強(qiáng)生產(chǎn)資產(chǎn)內(nèi)部合作來傳遞協(xié)同工作價(jià)值，顯著提高了油井、油藏、設(shè)施管理和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率。

魯邁拉數(shù)字化油田[6]運(yùn)營(yíng)旨在對(duì)油田的恢復(fù)和擴(kuò)建，短短5年時(shí)間即將這座超級(jí)油田從零基礎(chǔ)發(fā)展為全數(shù)字化體系。數(shù)字化油田改變了魯邁拉油田的運(yùn)行方式，幾乎所有的井都裝有儀器，可進(jìn)行可靠的數(shù)字傳輸、存儲(chǔ)和管理，并建立和維護(hù)生產(chǎn)模型，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)告替代手工報(bào)告。

西班牙雷普索爾公司（Repsol）利用人工智能技術(shù)建立了油藏類比模型[7]，可協(xié)助行業(yè)專家分析評(píng)價(jià)新油藏，提高了油藏類比的可靠性與工作效率。通過在北海油田實(shí)際應(yīng)用，使油田的可采儲(chǔ)量比之前的最佳解決方案提高了9%。

鉆井公司諾布爾與通用電氣（GE）合作建立世界第一艘數(shù)字鉆井船，目標(biāo)是要減少20%的鉆井運(yùn)營(yíng)支出。鉆井船上部署有大量傳感器并由控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理，再通過GE工業(yè)云和可靠性預(yù)測(cè)分析中心進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

1.2 國(guó)內(nèi)智能油田建設(shè)現(xiàn)狀

與國(guó)外石油公司相比，我國(guó)石油公司的智能油田建設(shè)起步較晚，但也取得了一定成效。中國(guó)石油新疆油田公司從2011年開始進(jìn)行全面智能油田建設(shè)，探井隨鉆跟蹤輔助系統(tǒng)、單井問題診斷預(yù)測(cè)與優(yōu)化系統(tǒng)、物資供應(yīng)系統(tǒng)等15個(gè)智能化項(xiàng)目先后啟動(dòng)，全面覆蓋了油氣生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)[8]。中國(guó)石油大港油田公司在總部統(tǒng)建的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建立了抽油機(jī)井設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、井下作業(yè)數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)，建立智能預(yù)測(cè)模型，提高采油井工況診斷處理效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化智能分析[9]。

中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)石化）的智能油田項(xiàng)目通過標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，推動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)由傳統(tǒng)“豎井模式”向“平臺(tái)+數(shù)據(jù)+應(yīng)用”的建設(shè)模式轉(zhuǎn)變，提高了建設(shè)質(zhì)量和應(yīng)用效率。中國(guó)石化西北油田分公司采油三廠智能油田建設(shè)，基本實(shí)現(xiàn)了全面感知、自動(dòng)采集、生產(chǎn)可視化、生產(chǎn)自動(dòng)控制、管理區(qū)智能化等智能化功能[10]。

中國(guó)海油在2014年就啟動(dòng)了智能油田建設(shè)，將勘探開發(fā)生產(chǎn)等業(yè)務(wù)與新興數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合，積極探索一條符合企業(yè)自身特點(diǎn)的海上智能油田建設(shè)之路。2018年以來，中國(guó)海油持續(xù)推進(jìn)海上平臺(tái)無人化、少人化，已完成11座平臺(tái)的無人化、少人化改造及建設(shè)，并同步推進(jìn)源頭設(shè)計(jì)無人化，降本增效成績(jī)顯著。

2 智能油田的發(fā)展模式

隨著油田生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)逐漸向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，智能油田的建設(shè)、運(yùn)行和支撐的模式也隨之轉(zhuǎn)變，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

2.1 跨界合作的建設(shè)模式

現(xiàn)今，全球企業(yè)數(shù)字化浪潮主要由互聯(lián)網(wǎng)等IT企業(yè)推動(dòng)而興起，這些IT企業(yè)擁有較強(qiáng)的數(shù)字化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用能力；石油公司擁有油氣資源的所有權(quán)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的產(chǎn)業(yè)鏈和深耕油氣行業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；油服公司則是二者之間良好的黏合劑。在油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，越來越多的石油公司、油服公司和IT技術(shù)公司開始進(jìn)行跨界合作，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，共同推進(jìn)智能油田建設(shè)。

2017年8月，哈里伯頓和微軟宣布達(dá)成戰(zhàn)略聯(lián)盟,共同致力于推動(dòng)油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。2018年4月，道達(dá)爾宣布和谷歌云簽署協(xié)議，二者將聯(lián)合發(fā)展人工智能技術(shù)，為勘探開發(fā)提供全新智能解決方案。2019年9月，雪佛龍宣布與斯倫貝謝、微軟合作，加速創(chuàng)新石油技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的開發(fā)。2019年11月，貝克休斯、微軟以及C3.ai宣布合作，推動(dòng)AI技術(shù)在油氣行業(yè)的應(yīng)用。

2.2 一體化的運(yùn)營(yíng)模式

智能油田運(yùn)營(yíng)模式正在逐步向一體化方向轉(zhuǎn)變。目前，勘探開發(fā)一體化、地質(zhì)工程一體化、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)一體化等方面的實(shí)踐已經(jīng)日趨普遍。

早在2002年，殼牌公司便著手加強(qiáng)生產(chǎn)資產(chǎn)的內(nèi)部合作，并建設(shè)了協(xié)同工作環(huán)境CWEs，顯著提高了油井、油藏、設(shè)施管理和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率。

沙特阿美公司建設(shè)多學(xué)科集成中心和勘探開發(fā)專業(yè)發(fā)展中心（UPDC），UPDC整合了一系列行業(yè)領(lǐng)先的沙特阿美專有技術(shù)和專家經(jīng)驗(yàn)，建立了地質(zhì)導(dǎo)向運(yùn)營(yíng)中心、勘探作業(yè)室等，實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)一體化協(xié)同。

挪威國(guó)家石油公司智能油田通過連接實(shí)時(shí)傳感系統(tǒng)與強(qiáng)大的協(xié)作分析資源，將勘探、開發(fā)、生產(chǎn)作為一個(gè)完整的系統(tǒng)來運(yùn)營(yíng)。主要建設(shè)項(xiàng)目包括標(biāo)準(zhǔn)化工作流程、多專業(yè)專家中心、資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心、遠(yuǎn)程精密數(shù)據(jù)傳輸及操控、數(shù)據(jù)集成平臺(tái)支持的跨學(xué)科數(shù)據(jù)集成與共享。

2.3 平臺(tái)化的IT服務(wù)模式

石油行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，需要多樣化的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)支撐，但分散建設(shè)的信息系統(tǒng)導(dǎo)致“數(shù)據(jù)孤島”，無法適應(yīng)智能油田一體化運(yùn)營(yíng)發(fā)展的方向。隨著云計(jì)算等新興技術(shù)的不斷發(fā)展和深入應(yīng)用，“厚平臺(tái)，薄應(yīng)用”的信息系統(tǒng)建設(shè)模式，正在成為數(shù)字化先進(jìn)企業(yè)的首選。油氣田企業(yè)的信息化服務(wù)模式正逐步從單個(gè)系統(tǒng)建設(shè)向集中平臺(tái)建設(shè)轉(zhuǎn)變。

通用電氣公司針對(duì)整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域推出基礎(chǔ)性系統(tǒng)平臺(tái)Predix[11]，這是一個(gè)可以應(yīng)用在工業(yè)制造、能源、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域的開放性平臺(tái)，由邊緣、平臺(tái)、應(yīng)用3部分組成。Predix提供了一個(gè)豐富的開發(fā)環(huán)境，允許開發(fā)人員快速構(gòu)建、測(cè)試和部署應(yīng)用程序，幫助用戶實(shí)現(xiàn)上下文相關(guān)數(shù)據(jù)的可視化。

BP將所有運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)合并到一個(gè)數(shù)據(jù)湖，把勘探開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)和約400TB數(shù)據(jù)都遷移到云數(shù)據(jù)中心，以降低運(yùn)維成本。通過將勘探開發(fā)數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、流媒體）匯總到數(shù)據(jù)湖，借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

康菲石油公司通過IDW項(xiàng)目建成了一個(gè)包含生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、油藏工程及地球科學(xué)等方面的綜合數(shù)據(jù)中心，使數(shù)據(jù)收集、綜合、整理所占用的時(shí)間由80%～90%降至10%～20%，員工可將主要時(shí)間和精力用于更有價(jià)值的數(shù)據(jù)分析工作。

中國(guó)石油的勘探開發(fā)夢(mèng)想云平臺(tái)[12]，在上游業(yè)務(wù)信息化建設(shè)藍(lán)圖指導(dǎo)下，以“兩統(tǒng)一、一通用”為核心，以集成與共享為目標(biāo)，建設(shè)了覆蓋上游各業(yè)務(wù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)，為系統(tǒng)開發(fā)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的敏捷支撐。

“石化智云”是服務(wù)于中國(guó)石化總部及各級(jí)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的一體化云平臺(tái)，主要由基礎(chǔ)云平臺(tái)、管理云、制造云和服務(wù)云4部分組成。石化智云的建設(shè)以“制度為本，標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)，平臺(tái)管控”為方針，全面推進(jìn)“一切系統(tǒng)皆上云、一切開發(fā)上平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)資源共享、服務(wù)組件沉淀復(fù)用，以及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、部署的在線管控模式。

3 中國(guó)海油智能油田建設(shè)實(shí)踐

2018年，我國(guó)石油對(duì)外依存度逼近70%，天然氣對(duì)外依存度升至45.3%，油氣資源的持續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)已對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展帶來較大挑戰(zhàn)。為保障國(guó)家能源安全，加大國(guó)內(nèi)油氣勘探開發(fā)工作力度勢(shì)在必行。我國(guó)海洋油氣儲(chǔ)量豐富、增長(zhǎng)潛力巨大，大力開發(fā)海洋油氣資源將有利于緩解國(guó)內(nèi)能源短缺狀況[13]。但隨著海上油氣田在傳統(tǒng)模式下的降本增效空間不斷壓縮，為了進(jìn)一步降低桶油成本，海上油氣勘探開發(fā)必須另辟蹊徑尋找新的創(chuàng)新手段。

中國(guó)海油按照“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，IT引領(lǐng)”的原則，以勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、鉆井、工程和研究等核心業(yè)務(wù)智能化為重點(diǎn)，通過管理轉(zhuǎn)變和流程優(yōu)化，建設(shè)具有基礎(chǔ)服務(wù)、全面感知、整體協(xié)同、科學(xué)決策、自主優(yōu)化5項(xiàng)核心能力的海上智能油田。

3.1 基礎(chǔ)服務(wù)方面

近年來，中國(guó)海油持續(xù)加大投入，優(yōu)化海陸通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。以微波、衛(wèi)星、光纜等構(gòu)建海上平臺(tái)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，以VHF、短波、海事衛(wèi)星等構(gòu)建應(yīng)急通信網(wǎng)。集團(tuán)廣域網(wǎng)全面覆蓋國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)單位，在東海和南海實(shí)現(xiàn)Ka高通量衛(wèi)星國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)應(yīng)用，建立了船舶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶訪問鏈路；海上通信帶寬提升了2～3倍，為海上智能油田建設(shè)提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。

建成覆蓋國(guó)內(nèi)“四地五中心”的云計(jì)算平臺(tái)，有效提升了資源配置和管理能力，服務(wù)器資源分配平均時(shí)間由1個(gè)月縮短至1小時(shí)。亞太、中東和美洲三大IT區(qū)域支持中心布局也已初步形成。建立了4套虛擬現(xiàn)實(shí)中心，可有效支持地質(zhì)綜合研究、鉆完井和生產(chǎn)作業(yè)、應(yīng)急指揮工作的開展。

3.2 全面感知方面

中國(guó)海油建立了生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心，使海上平臺(tái)和陸上終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一接口和統(tǒng)一發(fā)布，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)傳到基地，支持各類專業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用。同時(shí)通過對(duì)相關(guān)硬件及軟件的改造，實(shí)現(xiàn)了各類動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的逐點(diǎn)自動(dòng)采集，包括井下壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)、變頻柜數(shù)據(jù)、油氣井單井測(cè)試數(shù)據(jù)、生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)等，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

井場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鉆井、錄井、隨鉆測(cè)井、定向井等井場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、集成、傳輸、存儲(chǔ)與顯示服務(wù)，隨鉆人員可及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，為決策提供有效依據(jù)，第一時(shí)間指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，從而提高鉆井的時(shí)效性，節(jié)省了大量成本。

勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)中心整合了原有16個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)庫，涵蓋了物化探、井筒工程、分析化驗(yàn)、油氣田生產(chǎn)、綜合研究5類勘探開發(fā)核心數(shù)據(jù)，建成了數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、采集、存儲(chǔ)、服務(wù)、管理體系和全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，完成了多專業(yè)數(shù)據(jù)的協(xié)同共享，實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)數(shù)據(jù)的一體化應(yīng)用和資產(chǎn)化管理（圖1）。

圖1 勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)中心

3.3 整體協(xié)同方面

勘探開發(fā)及生產(chǎn)一體化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了勘探、開發(fā)、生產(chǎn)及安全業(yè)務(wù)領(lǐng)域23套專業(yè)系統(tǒng)的信息集成，打破了信息孤島，為公司各級(jí)管理層“一站式”提供實(shí)時(shí)、詳實(shí)的勘探、開發(fā)、生產(chǎn)及安全信息，為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和科學(xué)高效決策提供支撐。

生產(chǎn)作業(yè)協(xié)同（應(yīng)急）指揮平臺(tái)全面涵蓋生產(chǎn)作業(yè)、油藏分析、協(xié)調(diào)調(diào)度、應(yīng)急管理等主要業(yè)務(wù)，接入22個(gè)專業(yè)信息系統(tǒng)與外部公共信息服務(wù)系統(tǒng)，為重點(diǎn)項(xiàng)目、關(guān)鍵設(shè)備、無人平臺(tái)、臺(tái)風(fēng)應(yīng)急、聯(lián)合作業(yè)及日常管理提供一體化協(xié)同工作平臺(tái)，為領(lǐng)導(dǎo)層決策、管理層運(yùn)營(yíng)、專業(yè)層執(zhí)行提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。系統(tǒng)投用以來，公司物資庫存年降幅超過15%，關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定性提高了14.2%。

協(xié)同研究環(huán)境整合勘探開發(fā)專業(yè)軟硬件資源，貫通勘探開發(fā)研究流程，建立虛擬、可視的遠(yuǎn)程勘探開發(fā)一體化協(xié)同研究環(huán)境和云應(yīng)用平臺(tái)，跨專業(yè)、跨地域?qū)＜覅f(xié)同研究，提升了勘探開發(fā)研究的工作效率和成果質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了資源集中管理、許可浮動(dòng)共享、流程無縫銜接。

3.4 科學(xué)決策方面

隨鉆實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)通過衛(wèi)星、微波等多種技術(shù)手段，將鉆井現(xiàn)場(chǎng)的鉆井、測(cè)井、錄井?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸至陸上基地并實(shí)現(xiàn)地質(zhì)、工程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。隨鉆數(shù)據(jù)應(yīng)用功能模塊，包括隨鉆實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示、隨鉆地質(zhì)分析、井場(chǎng)文檔管理、鉆井地質(zhì)管理等，為基地的隨鉆決策技術(shù)人員、管理人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，指導(dǎo)探井的隨鉆決策、開發(fā)井及調(diào)整井的地質(zhì)導(dǎo)向工作。隨鉆實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)有效節(jié)省了鉆井時(shí)間、提高了目的層鉆遇率，累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益超過16億元。

鉆完井專家輔助決策和培訓(xùn)系統(tǒng)提高了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)防范能力，促進(jìn)了鉆井作業(yè)管理方式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了鉆井現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境模擬、鉆井作業(yè)全過程模擬，以及三維實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控與預(yù)警等，擁有鉆前模擬、隨鉆自動(dòng)預(yù)測(cè)、情景假設(shè)模擬、三維虛擬井筒等功能。鉆井作業(yè)中心平均提效約10%，事故處理時(shí)間減少30%～40%，累計(jì)創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5.4億元。

透平發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程診斷及專家支持系統(tǒng)將透平發(fā)電機(jī)日常運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)形成預(yù)警模型，輔助監(jiān)督人員對(duì)分公司透平機(jī)組進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)備健康度，并根據(jù)閾值及時(shí)報(bào)警、預(yù)測(cè)。系統(tǒng)正式上線以來，每年節(jié)約設(shè)備維護(hù)成本約9%。

3.5 自主優(yōu)化方面

智能生產(chǎn)優(yōu)化輔助決策系統(tǒng)利用油藏專業(yè)知識(shí)與特有算法、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)，形成氣田智能優(yōu)化配產(chǎn)方法與智能輔助歷史擬合技術(shù)，通過智能工作流，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、模型更新、生產(chǎn)分析與優(yōu)化的自動(dòng)閉環(huán)運(yùn)行，為油藏精細(xì)化管理、智能氣田開采分析與優(yōu)化決策提供支持（圖2）。

智能油氣集輸系統(tǒng)將工作經(jīng)驗(yàn)和工作規(guī)則形成線上模型，對(duì)調(diào)度運(yùn)營(yíng)、異常事件進(jìn)行分析及預(yù)警報(bào)警，并提示工作方案、決策建議和執(zhí)行建議，跟蹤執(zhí)行動(dòng)態(tài)，形成集運(yùn)行監(jiān)控、異常預(yù)警、模擬分析、方案優(yōu)化、全網(wǎng)調(diào)控等環(huán)節(jié)為一體的業(yè)務(wù)閉環(huán)。

圖2 智能生產(chǎn)優(yōu)化輔助決策系統(tǒng)

4 中國(guó)海油智能油田下一步建設(shè)思路

為了適應(yīng)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型、高質(zhì)量發(fā)展的需要，中國(guó)海油在前期建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，于2019年啟動(dòng)了智能油田滾動(dòng)規(guī)劃。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外智能油田最佳實(shí)踐的分析和總結(jié)，提出中國(guó)海油智能油田下一步建設(shè)的總體思路，即：構(gòu)建一個(gè)平臺(tái)、形成一湖數(shù)據(jù)、制定兩套體系、服務(wù)三級(jí)組織、建設(shè)四類應(yīng)用（圖3）。

一個(gè)平臺(tái)：在海油云平臺(tái)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善系統(tǒng)開發(fā)的公共組件、技術(shù)工具，為智能油田的應(yīng)用開發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)行提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)服務(wù)。

一湖數(shù)據(jù)：參照數(shù)據(jù)湖理念，設(shè)計(jì)智能油田整體數(shù)據(jù)架構(gòu)。通過整合不同專業(yè)、不同類型的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建集成、統(tǒng)一、共享的數(shù)據(jù)服務(wù)體系。在滿足傳統(tǒng)報(bào)表定制、業(yè)務(wù)分析的同時(shí)，為大數(shù)據(jù)、人工智能等新型應(yīng)用提供支撐。

圖3 中國(guó)海油智能油田總體設(shè)計(jì)

兩套體系：智能油田的管理保障體系和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)體系。智能油田建設(shè)不僅是技術(shù)的應(yīng)用，也是生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)方式的變革，需要對(duì)現(xiàn)有的管理制度、業(yè)務(wù)流程、操作規(guī)范進(jìn)行完善升級(jí)，形成適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的智能油田管理保障體系。隨著數(shù)字化技術(shù)與生產(chǎn)業(yè)務(wù)的深度融合，網(wǎng)絡(luò)安全也已經(jīng)成為生產(chǎn)安全的重要組成部分，智能油田建設(shè)必須要有完備的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)體系保障，才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。

三級(jí)組織：為總部、分公司和作業(yè)公司提供服務(wù)。通過智能油田建設(shè)，要在縱向上實(shí)現(xiàn)總部統(tǒng)籌調(diào)度、分公司協(xié)同指揮與作業(yè)公司遠(yuǎn)程操控的一體化運(yùn)營(yíng)，橫向上實(shí)現(xiàn)勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、鉆完井等多專業(yè)融合的協(xié)同工作，推動(dòng)生產(chǎn)組織方式、生產(chǎn)運(yùn)行方式、生產(chǎn)管理方式的變革。

四類應(yīng)用：基于無人化操作、可視化油藏、協(xié)同化運(yùn)營(yíng)和科學(xué)化決策4類典型場(chǎng)景，開展智能油田應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)（圖4）。其中，無人化操作主要面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)，不斷提高海上平臺(tái)、陸地終端等主要生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化、智能化水平，減少生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員數(shù)量，推動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)方式轉(zhuǎn)變?？梢暬筒刂饕獮閰f(xié)同化研究服務(wù)，通過數(shù)字孿生等技術(shù)，提高協(xié)同研究效率，縮短油藏發(fā)現(xiàn)周期，打開“油藏黑箱”。協(xié)同化運(yùn)營(yíng)主要以生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)指揮中心建設(shè)為抓手，逐步實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)、跨地域、跨層級(jí)的一體化協(xié)同運(yùn)營(yíng)?？茖W(xué)化決策主要利用智能分析技術(shù)，融合跨專業(yè)數(shù)據(jù)、多維信息，為礦權(quán)獲取、油氣勘探、油氣開發(fā)開采和廢棄退出等關(guān)鍵戰(zhàn)略決策提供支持環(huán)境。

圖4 智能油田4類典型應(yīng)用

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是石油公司應(yīng)對(duì)油價(jià)低位運(yùn)行、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。中國(guó)海油圍繞勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、鉆完井和工程等核心業(yè)務(wù)進(jìn)行智能油田建設(shè)，已取得一定建設(shè)成果，有力支撐了公司業(yè)務(wù)的發(fā)展。未來，中國(guó)海油將以海上智能油田建設(shè)為抓手，積極推動(dòng)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型、高質(zhì)量發(fā)展，為保障國(guó)家能源安全作出新的更大貢獻(xiàn)。