石油裝備改革中的數字化和物聯網

過去20年之間，油田的數字化進程是怎樣的？石油裝備改革中又取得了什么關鍵性的成果？

數字油田是什么

簡而言之，DOF（數字油田）是使用先進的軟硬件和數據分析來提高油氣生產效率的技術。這是業務流程管理與信息技術和工程專業知識的融合，有助于以最小的阻力或沒有阻力地執行跨職能團隊的任務。

DOF技術可以將來自油田的所有實時數據不斷地傳送給遠程監控站的計算機，通過這些數據，企業可以優化石油生產的收益率。

除了收益率之外，DOF技術還促進了人力資源的有效利用。例如在DOF推廣應用之前，每個海上平臺都需要地質專家。如今，駐扎在陸地開采平臺、位于不同時區的專家可以使用實時3D可視化技術監控多個海上鉆井平臺。

數字油田技術的歷史

數字油田技術的歷史可以追溯到1977年，當時首次為自動化工作流程引入了集成建模。在1980年代，計算機領域的進步讓2D地震測試開始向3D地震測試轉變。當時這是一項突破性技術，使以前無法進入的油井有了可以鉆探的可能。

2002年下半年，BP的挪威Valhall油田實現了首次4D地震測試，為項目提供了豐富的、高質量的、可用于儲層監測的數據，這一技術被BP稱為油田生命周期地震（LoFS）技術。

如今，無線技術已成為數字油田技術的骨干力量，2005年該領域的人力資源管理方式發生了革命性的變化。無線技術有助于在一個監控站管控多個自動化平臺，從而實現更好的人力資源管理。

在第二年，2006年，殼牌推出了智能油田項目，系統與井下復雜油氣藏環境中的傳感器和控制閥相連，通過實時監控實現油田生產達到最佳狀態。

傳感器的使用產生了大量數據，引起另一項挑戰。2011年GEin公司推出了Drilling iBox，它將從傳感器捕獲的大量數據轉換成為有益的建議。從此開啟了可視化軟件的時代，隨后誕生了一系列可視化軟件，例如Cyviz和VSG。

康斯伯格公司在2013年與BP合作開發了實時井監測和預警系統，可以監測一系列油井設備和活動，該軟件能將原始數據驚人地轉換為實時可行的建議。

經過多年的不懈努力，遠程操作、信息共享、深水鉆井、提高安全性等等已成為可能，而不再是“未來”。如今數字油田領域中的數百種技術正在致力于不斷優化這些體驗和工具，希望將來可以在數字油田的設計、部署和使用中取得更大的進步。

石油裝備改革

2020年兩會提案中，其中一條就是加快石油石化重大技術裝備國產化。石油裝備改革與石油行業發展未來息息相關，雖然許多裝備已經國產化，但一些核心裝備仍然依賴國外制造，成為國內能源安全保障的不確定性因素。

在石油裝備改革中，一項非常重要的技術就是IoT（物聯網技術）。數字化將石油領域的各個設備通過互聯網與人連接，實現了巨大的突破。在實現數字化之前，石油和天然氣鉆探和完井操作人員主要采用低技術的方法來監控和管理他們的工藝過程。目視檢查和人工估算會產生較大的誤差，并使人員和環境的安全受到威脅。

現在，操作員可以使用分析儀和傳感器，這樣不僅可以自動化地執行高成本、易出錯的任務，而且還可以幫助操作員采集大量數據，為操作提供充足信息并極大地改善他們的工作環境。

Weir的壓裂液返排系統可以幫助創建專門針對操作員個人需求的警報，從而縮短他們的響應時間，能夠防止損失，并最大限度地提高性能。

石油和天然氣行業承受的巨大的成本壓力促使它們最大程度地采用數字化，去實現生產過程中可能提高的每一點效率，從而創造競爭優勢。

除了成本壓力之外，環境和人身安全是石油公司越來越多地轉向實時監控來實現這一領域顯著改善的另一個原因。這項工作固有的危險性給工作人員帶來了生態風險和物理風險，現在可以通過技術降低。

數字化的關鍵是采用開放系統，集成傳感器，以便結合制造商的設備信息來處理與這些傳感器的關系。

未來油田數字化或將演變為一種系統，可以對上游和下游操作進行監控。智能監控和警報已成功取代了過時的手動經驗法則，根據咨詢公司埃森哲的說法，這種數字化轉型可以為整個行業、客戶和整個社會創造約1.6萬億美元的價值。

重大技術裝備是國之重器，事關綜合國力和國家安全。目前，中國石化千萬噸級煉油裝置裝備國產化率達到94%，百萬噸級乙烯裝置裝備國產化率達到87%。但部分關鍵核心裝備仍依賴國外制造，成為制約我國石油石化行業高質量發展、危及產業鏈安全的瓶頸。隨著石油公司面臨的財務和社會壓力日益增長，擁抱數字化和石油裝備改革是實現突破的必經之路?？梢钥隙ǖ氖?，今天成功實施和集成數字化的石油和天然氣生產商將成為明天的贏家。