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加“数”前行构建智慧油田

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数字油田是什么样的?就是鼠标一点,数据全来了!就是以前靠双脚一步步走挨个查,现在是用眼睛盯着,哪儿出问题直奔哪儿!

作为我国陆上最大的石油生产基地—大庆油田大力推进“数字油田、智能油田、智慧油田”三步走战略,通过数字化与生产经营的深度融合,做好数字化转型这道“必答题”。

走进大庆采油五厂数字化运维中心,墙上的“数字化建设流程图”和“三步走战略图”十分醒目。这家厂把数据“触角”延伸至生产经营的“神经末梢”。这家厂在试点建设中总结出先中心、再网络、后井间的施工顺序,摸索出以计量间为最小单元,以管控平台数据回传准确、功能完备为标准,确定管理权的交接模式,同步编制了数字化建设指导手册,为老区油田数字化建设“打样”。

应用“最强大脑”打造“智能油田”。大庆庆新油田全力推进数字化建设,截至目前,庆新油田已建成生产指挥中心1座、监控终端3个,横向上以智能生产为核心,各业务部门协同办公,纵向上由数控中心直接下达生产指令到基层生产单元,数据传输率达到95%以上,数据准确率达到97.5%以上,实现了无人值守、电子智能巡检。大庆油田首席技术专家、中国工程院院士程杰成介绍,目前大庆油田完成逾5万口油水井数字化改造,大型站场数字化建设覆盖率达90%以上。

迎接数字时代,激活数据要素潜能,加快石化产业数字化智能化建设是石化产业高质量发展的重要举措和有效途径。

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智能油田概念最早出现在《Oil&GasJournal》杂志上,但当时还只是一个较为模糊的科研概念,尚处于构想阶段。直到2005年,挪威国家石油公司与IBM公司合作实施“智能油田”项目,并实现油田自动化关井、停井、可视化协作等现场管理和运行效率全流程自动化操作,智能化这一概念才真正在油田落地。两家公司通过数字化、信息化技术应用,将其北海油田海底平台采收率由38%提至55%,固定平台采收率提至65%。他们共同创建了全新的业务流程框架,将油田部署的实时传感系统与整个系统中可以接入的分析资源连接在一起,将勘探、开发、生产作为一个完整系统进行整体运营,从而提高油气田资产效率和收益。其他国际大石油公司虽然没有全面、系统地规划和建设“智能油田”,但实际上各公司已经从不同方面实施了油田智能化改造。随着勘探一体化、可视化或虚拟现实、智能井(smartwell)技术日趋成熟,物联网、大数据、云计算等新兴技术融入石油产业链,传统油气产业渐渐插上信息化翅膀,在无边无垠的智慧星空中翱翔。

我国石油企业信息化建设起步于上世纪90年代初期。这一时期信息化建设具有分散、独立、规模小的特点。1999年大庆油田首次提出数字油田概念,并迅速得到行业认同。空间化、数字化、网络化和可视化是数字油田的基本特征。

虽然我国石油央企先后开始智能油田建设,但都是在试点阶段,还没有大面积普及推广,在建设过程中尚存在诸多问题。也就是说,从“数字”到“智能”进程中,仍然面临严峻挑战。一是缺乏企业架构设计,条块分割、孤岛丛生。我国智能油田还没有真正从企业架构上导入,导致IT规划与企业实际业务存在一定脱节现象。在进行IT投资时,也都跳过企业架构这个关键环节直接进入IT项目建设。这样必然会导致烟囱式建设方式、单片电路式应用系统、旧的信息孤岛没有消除而新的信息孤岛不断涌现等现象。二是数据资源规划缺失,数据资源标准不统一。建立行业统一的数据分类标准与编码体系,实现经营管理数据与主营业务数据一体化和全集团信息共享,是集团型企业数据资源建设的基本目标。三是缺乏流程标准与业务规则。流程标准化是管理软件开发的前提,没有标准流程,会造成边界模糊不清。四是IT治理结构仍不完善,深层次问题仍然突出。一般来说,以业务为主导的信息化建设,一般都会出现缺乏统一标准、各自为政的情况;以IT为主导的信息化建设,一般都会出现IT与业务的脱节。IT治理就是为了确保业务与IT的深度融合。

“新世纪以来,在我国石化产业基本形成完整工业体系的基础上,我们加大了布局结构和产业结构的调整,同时也通过技术创新加快石化产业的新旧动能转换,通过智能化和数字化促进石化产业的转型升级。”中国石油和化学工业联合会副会长傅向升认为,当前看我国石化产业总规模持续扩大,规模集中度不断提高,单体规模效应进一步显现,就石化行业的整体技术水平看应当居世界前列,但就竞争力、管理水平、尤其是效益水平来看,还存在明显的差距。“2019年,我带队访问杜邦创新总部时了解到,杜邦不仅通过智能化提高生产效率、降低成本和确保本质安全,而且通过数字化大大提高了杜邦的创新效率、缩短了创新周期;日本在加快第四次工业革命的过程中、特别是应对后疫情时代的重要措施主要是数字化,今天发达国家和跨国公司都在加快数字化转型”。

“虽然近年来我国油气田数字化、智能化建设正在不断加速,但在实际建设过程中还存在一些问题,需要进行探讨和解决。”大庆油田有限责任公司首席技术专家、中国工程院院士程杰成表示,通过对标分析,我国油气企业中,上游企业的信息化水平在国内总体处于领先位置,但与国际领先的石油公司相比,仍存在较多差距。主要体现在数字化覆盖、数据服务、数据共享、技术平台、信息化对业务应用的全面支持,大数据与人工智能等新技术创新,以及信息安全等方面。

程杰成建议,应在集团公司层面上结合我国油气行业发展现状和未来发展方向,不断完善顶层设计,出台统一的建设标准和技术规范,改变以往一个油田一套体系的问题。石油央企下属各油气田分公司可以以此为依据,结合自身油田生产运营的实际情况编制适用于本单位的细化标准,逐渐实现在技术设计、工程施工、建设管理、物资采购等方面的标准化。尽快实现统一的基础运维平台在各油田企业的全覆盖,如中国石油油气生产物联网系统(A11系统),中国石化的油气生产指挥系统(PCS系统),实现对信息资源标准化的录入和处理,进行集中统一的精细化管理,实现资源的合理调配。

中国海油天津分公司智能油田项目组总经理林杨认为,“智能油气田建设总体方案,应该由企业主导建设。换句话说,就是方案是买不来的,因为只有企业自己最清楚自己的痛点与需求。智能油气田建设的技术路线,切忌做已有系统的大集成。应该具有完全适应企业的全新架构,可以适当集成。提倡敏捷开发、敏捷交付,要快速识别出业务痛点,用数字化技术做成业务甜点,然后快速迭代升级扩容”。

由中国海油自己编制的《数字化转型顶层设计纲要》和《智能油田顶层设计纲要》显示,以秦皇岛32—6油田为试点,将“云大物移智”的技术融入老油田生产,通过数智赋能、流程再造,期望在渤海湾重塑现代化、数字化、智能化新油田,开启中国海油海上油田数智化时代的新纪元。

需要注意的是,企业数字化进程势必会加速生产控制系统及网络的边界逐渐开放。新业态的挑战,不断涌现的新兴技术及其深化应用,产生了新的网络安全风险。应充分考虑智慧油气田安全运营中心的发展方向,将安全态势感知平台、智能安全管理融入企业安全运营中心,实现安全运营中心与设备管理运维、安全环保管理等方面的高效协同。

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2023年, 第10期
刊出日期:2023.10
单月刊,1984年创刊
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:中国石油企业协会,中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
国内统一刊号:CN11-5023/F
国外发行代号:M1803
国内邮政编码:100724
广告经营许可证号:京西工商广字第0433号(1-1)

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