石油装备改革中的数字化和物联网

过去20年之间，油田的数字化进程是怎样的？石油装备改革中又取得了什么关键性的成果？

数字油田是什么

简而言之，DOF（数字油田）是使用先进的软硬件和数据分析来提高油气生产效率的技术。这是业务流程管理与信息技术和工程专业知识的融合，有助于以最小的阻力或没有阻力地执行跨职能团队的任务。

DOF技术可以将来自油田的所有实时数据不断地传送给远程监控站的计算机，通过这些数据，企业可以优化石油生产的收益率。

除了收益率之外，DOF技术还促进了人力资源的有效利用。例如在DOF推广应用之前，每个海上平台都需要地质专家。如今，驻扎在陆地开采平台、位于不同时区的专家可以使用实时3D可视化技术监控多个海上钻井平台。

数字油田技术的历史

数字油田技术的历史可以追溯到1977年，当时首次为自动化工作流程引入了集成建模。在1980年代，计算机领域的进步让2D地震测试开始向3D地震测试转变。当时这是一项突破性技术，使以前无法进入的油井有了可以钻探的可能。

2002年下半年，BP的挪威Valhall油田实现了首次4D地震测试，为项目提供了丰富的、高质量的、可用于储层监测的数据，这一技术被BP称为油田生命周期地震（LoFS）技术。

如今，无线技术已成为数字油田技术的骨干力量，2005年该领域的人力资源管理方式发生了革命性的变化。无线技术有助于在一个监控站管控多个自动化平台，从而实现更好的人力资源管理。

在第二年，2006年，壳牌推出了智能油田项目，系统与井下复杂油气藏环境中的传感器和控制阀相连，通过实时监控实现油田生产达到最佳状态。

传感器的使用产生了大量数据，引起另一项挑战。2011年GEin公司推出了Drilling iBox，它将从传感器捕获的大量数据转换成为有益的建议。从此开启了可视化软件的时代，随后诞生了一系列可视化软件，例如Cyviz和VSG。

康斯伯格公司在2013年与BP合作开发了实时井监测和预警系统，可以监测一系列油井设备和活动，该软件能将原始数据惊人地转换为实时可行的建议。

经过多年的不懈努力，远程操作、信息共享、深水钻井、提高安全性等等已成为可能，而不再是“未来”。如今数字油田领域中的数百种技术正在致力于不断优化这些体验和工具，希望将来可以在数字油田的设计、部署和使用中取得更大的进步。

石油装备改革

2020年两会提案中，其中一条就是加快石油石化重大技术装备国产化。石油装备改革与石油行业发展未来息息相关，虽然许多装备已经国产化，但一些核心装备仍然依赖国外制造，成为国内能源安全保障的不确定性因素。

在石油装备改革中，一项非常重要的技术就是IoT（物联网技术）。数字化将石油领域的各个设备通过互联网与人连接，实现了巨大的突破。在实现数字化之前，石油和天然气钻探和完井操作人员主要采用低技术的方法来监控和管理他们的工艺过程。目视检查和人工估算会产生较大的误差，并使人员和环境的安全受到威胁。

现在，操作员可以使用分析仪和传感器，这样不仅可以自动化地执行高成本、易出错的任务，而且还可以帮助操作员采集大量数据，为操作提供充足信息并极大地改善他们的工作环境。

Weir的压裂液返排系统可以帮助创建专门针对操作员个人需求的警报，从而缩短他们的响应时间，能够防止损失，并最大限度地提高性能。

石油和天然气行业承受的巨大的成本压力促使它们最大程度地采用数字化，去实现生产过程中可能提高的每一点效率，从而创造竞争优势。

除了成本压力之外，环境和人身安全是石油公司越来越多地转向实时监控来实现这一领域显著改善的另一个原因。这项工作固有的危险性给工作人员带来了生态风险和物理风险，现在可以通过技术降低。

数字化的关键是采用开放系统，集成传感器，以便结合制造商的设备信息来处理与这些传感器的关系。

未来油田数字化或将演变为一种系统，可以对上游和下游操作进行监控。智能监控和警报已成功取代了过时的手动经验法则，根据咨询公司埃森哲的说法，这种数字化转型可以为整个行业、客户和整个社会创造约1.6万亿美元的价值。

重大技术装备是国之重器，事关综合国力和国家安全。目前，中国石化千万吨级炼油装置装备国产化率达到94%，百万吨级乙烯装置装备国产化率达到87%。但部分关键核心装备仍依赖国外制造，成为制约我国石油石化行业高质量发展、危及产业链安全的瓶颈。随着石油公司面临的财务和社会压力日益增长，拥抱数字化和石油装备改革是实现突破的必经之路。可以肯定的是，今天成功实施和集成数字化的石油和天然气生产商将成为明天的赢家。