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我國受油氣資源生產(chǎn)可能性邊界條件的硬約束，現(xiàn)存油氣田無法持續(xù)地保持高產(chǎn)量。資源品位下降和新舊資源接替不足是國內(nèi)油氣田企業(yè)必須面對的長期問題。依據(jù)全球發(fā)展趨勢，能源轉(zhuǎn)型將具有清潔化、低（去）碳化和數(shù)字化的特點。為保證企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，探索提高油氣采收率，延緩老油氣田資源枯竭和產(chǎn)量遞減速率，已成為油氣行業(yè)重點發(fā)展方向。
智能油田的建設(shè)在一定程度上提供了解決途徑。然而僅通過數(shù)字化、信息化的手段，無法從根本上解決問題，仍需借助先進信息技術(shù)和專業(yè)技術(shù)，全面感知油田動態(tài)，預(yù)測油田變化趨勢，持續(xù)優(yōu)化油田管理，科學(xué)輔助油田決策。數(shù)字化是智能化的基礎(chǔ)，只有經(jīng)過信息化、數(shù)字化建設(shè)之后，才能到達智能化的彼岸。這既是技術(shù)發(fā)展的必然，也是業(yè)務(wù)、文化乃至企業(yè)組織發(fā)展的必然。
一、國內(nèi)油田數(shù)字化發(fā)展趨勢
國內(nèi)油田開展數(shù)字化建設(shè)時間較早，但與先進國際水平還有較大差距。目前，國際先進石油石化行業(yè)數(shù)字化進入智能化階段，但中國仍處于智能化起步階段，僅個別油田進入完全智能化階段，與國際先進水平相比存在較大差距。國內(nèi)數(shù)字油田建設(shè)始于20世紀末，由大慶油田首先提出數(shù)字油田的理念，隨后引發(fā)國內(nèi)油田數(shù)據(jù)數(shù)字化建設(shè)的高潮，成為我國開始建設(shè)數(shù)字油田的開端。
2008年，當業(yè)界對數(shù)字化的認識仍停留在紙質(zhì)數(shù)據(jù)數(shù)字化管理時，長慶油田實施“油田數(shù)字化管理”從戰(zhàn)略高度實現(xiàn)數(shù)字業(yè)務(wù)化，讓數(shù)字油田理念成功落地，取得數(shù)字油田建設(shè)的跨越式進步。
我國的數(shù)字油田基本上以數(shù)據(jù)建設(shè)為中心，中石油數(shù)字化建設(shè)成果顯著，截至9月底，中國石油累計建成各類數(shù)字化井14.4萬口、站9804余座，約占中國石油井、站總數(shù)的52%和43%，其中長慶、塔里木、西南、大港、青海、吐哈、冀東等10個油氣田數(shù)字化程度較高，初步實現(xiàn)數(shù)字化、可視化、自動化，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。
二、國際油田數(shù)字化發(fā)展趨勢
數(shù)字化油田技術(shù)在美洲、歐洲和中東區(qū)域都有較好的應(yīng)用，BP、挪威國家石油公司、雪佛龍、埃克森美孚等國際和國家石油公司近年都在大力推廣數(shù)字化油田的應(yīng)用，BP利用先進的地震成像技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理極大程度加速油田發(fā)現(xiàn)，大幅度提升油田的數(shù)據(jù)分析效率；挪威國家石油公司進行無人平臺建設(shè)，目前運營交付成本遠低于預(yù)算，項目盈虧平衡從34美元/桶降至20美元/桶以下；?？松梨谝胛④浽破脚_，收集、共享油田實時數(shù)據(jù)，制定更快的鉆井決策，優(yōu)化安全人員部署，檢測泄露并監(jiān)測溫室氣體排放。
哈里伯頓、斯倫貝謝等油服公司和西門子、艾默生等自動化設(shè)備制造公司也在積極布局數(shù)字化油田市場。目前全球的數(shù)字化油田發(fā)展主要由油公司、油服公司、自控設(shè)備公司以及信息科技公司主導(dǎo)，比如埃克森美孚+微軟、BP+通用電氣，通過強強聯(lián)合的方式將優(yōu)勢集中，加快企業(yè)數(shù)字化業(yè)務(wù)的發(fā)展。
三、國內(nèi)外油田數(shù)字化發(fā)展對比
我國經(jīng)過多年的自主研發(fā)以及對外國技術(shù)的吸收，油田數(shù)字化技術(shù)取得長足進步，近年以中石油、中石化、中海油為代表的石油公司對油田數(shù)字化建設(shè)的重視程度上升到一個新的高度。國內(nèi)三大石油公司先后提出堅持總體規(guī)劃、統(tǒng)一平臺管理的要求，其中，中國石油在數(shù)字化油田的發(fā)展腳步最快，建立了中國油氣行業(yè)第一個智能云平臺——中國石油勘探開發(fā)夢想云平臺，大幅提升公司的數(shù)據(jù)處理能力；中國石化已經(jīng)完成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)模型的建設(shè)工作，并在勝利、江漢等油田進行試點建設(shè)；中國海油初步建成各海域生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫，勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)整合平臺全面投用，不斷提升業(yè)務(wù)感知洞察能力。
但是，從技術(shù)角度看，國內(nèi)油田數(shù)字化技術(shù)整體與世界先進水平還有一定差距，尤其在勘探開發(fā)領(lǐng)域，我國的油田數(shù)字化基本上以數(shù)據(jù)建設(shè)為中心，數(shù)字化技術(shù)發(fā)展水平主要停留在“數(shù)據(jù)采集”和“數(shù)據(jù)傳輸”兩個階段，對于數(shù)據(jù)的深度分析、利用能力不足，數(shù)字化洞察能力不足，距離真正的 “可視化”和“智能化”還有一定的距離。
按照實現(xiàn)功能、應(yīng)用場景和應(yīng)用市場劃分，油田數(shù)字化發(fā)展主要趨勢可以總結(jié)如下三個方面：
1、按照業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的各個流程，生產(chǎn)運營將成最大的市場。數(shù)字化油田的主要功能已經(jīng)覆蓋油田的全部生產(chǎn)周期，其中最大的市場仍將是生產(chǎn)運營管理。目前全球40%的油氣產(chǎn)量來自已經(jīng)投產(chǎn)25年以上的油氣田，有170余個投產(chǎn)上百年的油氣田仍然在產(chǎn)。在產(chǎn)油田能給石油公司帶來穩(wěn)定的現(xiàn)金流，同時，在低油價時期，石油公司更傾向于通過改變生產(chǎn)方式，降低生產(chǎn)成本。因此，對于石油公司來說，生產(chǎn)運營往往是其數(shù)字化改造的首選。目前全球主要石油和天然氣生產(chǎn)商為了提高各自的產(chǎn)量而增加生產(chǎn)活動，而數(shù)字化技術(shù)與生產(chǎn)業(yè)務(wù)的深度融合，可以使這些公司實現(xiàn)生產(chǎn)目標并提高盈利能力，因此未來生產(chǎn)運營將作為數(shù)字化應(yīng)用的主要落地場景。
2、按照油氣資產(chǎn)類型，陸上板塊預(yù)計占最大份額。短期來看，陸上板塊的數(shù)字化應(yīng)用仍將是主要戰(zhàn)場，目前數(shù)字化技術(shù)在中東和北美等地區(qū)的應(yīng)用程度更高，而這兩個地區(qū)的大部分產(chǎn)量均來自陸上油田，未來隨著各海外陸上產(chǎn)油大國不斷推進數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)，陸上板塊的數(shù)字化仍是數(shù)字化應(yīng)用落地的重中之重。
3、按照地區(qū)劃分，歐洲將成為數(shù)字油田市場的關(guān)鍵。根據(jù)市場主流預(yù)測，到2022年，歐洲將成為全球最大的數(shù)字油田市場。俄羅斯、英國和挪威是歐洲地區(qū)儲量最大的幾個國家，其中英國和挪威的石油和天然氣生產(chǎn)主要在海上，俄羅斯擁有更多的陸上油田。這些國家數(shù)量龐大的油田需要更多的數(shù)字化技術(shù)來提升效率及降低成本。
四、未來非常規(guī)陸地氣田的數(shù)字化建設(shè)
非常規(guī)陸地氣田的數(shù)字化建設(shè)通過氣田數(shù)字化建設(shè)的示范和推廣，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式，推動生產(chǎn)組織方式、生產(chǎn)運行方式和生產(chǎn)管理方式變革，讓氣田由復(fù)雜變“簡單”，由多人變“無人”，加速數(shù)字化無人氣田的建設(shè)，促進數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。
以生產(chǎn)業(yè)務(wù)為主導(dǎo)，覆蓋勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售業(yè)務(wù)的一體化集成管理，隨時掌控生產(chǎn)動態(tài)、優(yōu)化資源配置、輔助生產(chǎn)決策。實現(xiàn)非常規(guī)業(yè)務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展。重點完成以下四件事情：
第一，以生產(chǎn)運營業(yè)務(wù)數(shù)字化為抓手，在“十四五”期間全面布局，通過井場、場站、管線的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)管理平臺的建設(shè)，實現(xiàn)”井場-場站-作業(yè)公司-總部“的通訊鏈路暢通、數(shù)據(jù)實時傳輸、遠程集中監(jiān)控，自動預(yù)警、為生產(chǎn)分析和輔助決策提供服務(wù)，實現(xiàn)非常規(guī)陸地氣田全部井場、場站的集中管控，以及對現(xiàn)場維護作業(yè)人員，應(yīng)急指揮資源的實時掌控，支撐遠程操作和一體化生產(chǎn)協(xié)同。通過數(shù)字化建設(shè)改變傳統(tǒng)的管理組織架構(gòu)和生產(chǎn)組織方式，盡快實現(xiàn)“無人值守數(shù)字氣田”的管理模式。建設(shè)業(yè)務(wù)場景包含井場、站場和管線的數(shù)字化建設(shè)。井場，以確保井場各生產(chǎn)設(shè)施正常運行為重點，實現(xiàn)井場生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集、電子巡井、危害識別、風(fēng)險預(yù)警、油井工況智能診斷的目的；場站，以關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)控、關(guān)鍵設(shè)備控制和確保平穩(wěn)安全生產(chǎn)為重點，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中監(jiān)控、重要生產(chǎn)設(shè)施的視頻監(jiān)控與圖像采集、站內(nèi)電子巡井以及集輸管網(wǎng)的智能預(yù)警報警、生產(chǎn)過程遠程操控的目的；管線，以安全運行為主，與站點數(shù)字化建設(shè)相結(jié)合，綜合分析管線運行工況，判斷泄漏點，報警預(yù)警，實現(xiàn)管線自動監(jiān)控和快速反應(yīng)，取代人工巡檢。
第二，以深入技術(shù)研究為支撐，云平臺和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是油氣田智能化和數(shù)字化發(fā)展的重要技術(shù)組成部分。平臺化建設(shè)是信息化、數(shù)字化建設(shè)的新階段，傳統(tǒng)的煙囪式、補丁式信息化發(fā)展模式已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展變化的需求，必須在統(tǒng)一的平臺環(huán)境下，才能形成智能化技術(shù)的不斷積累和共享，構(gòu)建可彈性靈活調(diào)整的業(yè)務(wù)服務(wù)模式。通過邊緣層實現(xiàn)設(shè)備接入、數(shù)據(jù)采集及邊緣計算等功能。加強傳感器、邊緣設(shè)備等的投入與建設(shè)，實現(xiàn)海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時感知、實時采集，為邊緣計算提供基礎(chǔ)，實現(xiàn)分析及決策。所有的創(chuàng)新和技術(shù)都要在平臺上形成積累和共享，所有的標準都要在平臺上落地和實現(xiàn)管控。平臺既是應(yīng)用平臺、開發(fā)平臺，也是共享平臺和管控平臺。用服務(wù)化、組件化的理念實現(xiàn)共享，用生態(tài)化的思路實現(xiàn)平臺建設(shè)的可持續(xù)。整體技術(shù)架構(gòu)建設(shè)基于“應(yīng)用支撐，開放共享”架構(gòu)設(shè)計理念，通過建設(shè)系統(tǒng)的邊云一體化技術(shù)平臺，提供資源共享、業(yè)務(wù)分析、資源管控、智能分析、物聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)，為油氣田數(shù)字化中各個業(yè)務(wù)板塊的建設(shè)提供高效的基礎(chǔ)支撐。
第三、以油氣田數(shù)據(jù)研究為手段。數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)數(shù)字化的核心，隨著氣田勘探開發(fā)與生產(chǎn)規(guī)模的急劇擴張、數(shù)據(jù)資源建設(shè)和生產(chǎn)動態(tài)實時數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長，數(shù)據(jù)的深入分析、數(shù)據(jù)價值的深度挖掘重要性凸顯，尤其是通過海量數(shù)據(jù)為企業(yè)提供智能分析決策。未來應(yīng)以數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理為目標，建立數(shù)據(jù)管理的組織機構(gòu)，制定制度和流程，制定覆蓋數(shù)據(jù)采集、存儲、使用全過程的統(tǒng)一標準，對勘探開發(fā)數(shù)據(jù)進行全方位、全過程的規(guī)范化管理，配合有限公司，建成智能油氣田數(shù)據(jù)湖，支撐數(shù)據(jù)價值的實現(xiàn)。充分收集、用好各類數(shù)據(jù)，在采集端大力度推進數(shù)據(jù)實時采集和共享，加大算法和算例的支撐以及軟硬件配套能力，通過數(shù)據(jù)整合進而貫穿整個產(chǎn)業(yè)鏈，通過數(shù)據(jù)集中利用和共享形成更高效、便捷的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，發(fā)掘數(shù)據(jù)價值。
第四、基于管理規(guī)范，結(jié)合非常規(guī)陸地氣田實際情況，建立信息安全和信息技術(shù)標準化體系。按照國家信息系統(tǒng)安全標準，從系統(tǒng)應(yīng)用安全，基礎(chǔ)安全兩方面進行建設(shè)，基于企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)現(xiàn)狀，劃分隔離區(qū)、加強邊界訪問控制；加強系統(tǒng)內(nèi)外部身份管理與認證、敏感數(shù)據(jù)的訪問控制；建立安全監(jiān)測機制，對系統(tǒng)中各類形態(tài)、內(nèi)容的數(shù)據(jù)加強存儲、傳輸及備份安全；根據(jù)項目建設(shè)內(nèi)容配套系統(tǒng)安全建設(shè)與管理標準?；谄髽I(yè)標準體系，結(jié)合非常規(guī)陸地氣田數(shù)字化、智能化建設(shè)策略和步驟，推廣非常規(guī)陸地氣田信息技術(shù)標準化體系設(shè)計，從應(yīng)用、數(shù)據(jù)、技術(shù)三個方面開展智能油氣田相關(guān)標準、規(guī)范的建設(shè)。
