数字油田当与时俱进

孙杰贤

“为油田企业创造价值，降低成本，推动技术创新和管理创新，为企业发展注入新动力”，这便是数字油田的核心价值所在。我国油气对外依存度逐年提高，预计到2020年将會达到64.24%，在传统的方法与技术对于难题无法解决的时候，就要寻找新技术、新方法。数字油田就是21世纪石油最重要的技术之一。特别是随着油气价格的大幅上升和剧烈波动，迫使人们把注意力集中在油田新技术的创新上，数字油田技术就是石油技术在新时期的创新。

自大庆油田于上世纪90年代末率先在全球范围内提出“数字油田”的概念以来，数字油田已经迈过了10多年的发展历程。然而随着新技术、新模式、新理念的不断涌现，数字油田的内涵和外延也处于不断丰富和完善当中。

那么数字油田当如何永葆活力？当前数字油田发展面临哪些困难？智慧油田与数字油田又是怎样一种关系？《中国信息化》（iCHINA）杂志就数字油田的一系列热点话题专访了《数字油田在中国》一书的作者、长安大学数字油田研究所所长高志亮研究员。

iCHlNA：您如何定义数字油田？为什么有国外学者说早在100多年前就有数字油田的概念？

高志亮：不错，油田就是靠数字说话，数据采集、数据处理、数据解释这是油田勘探，寻找油气的基本工作之一。但是，对于100年前的数字油田说，我还是不能认同。数字油田的出现至少应该具备三个基本条件：一是时代背景，数字油田是在1998年“数字地球”提出之后提出的，之前并没有人提出过数字油田；二是技术背景，互联网技术和信息技术的成熟，让人们具备了使用大规模数据共享的条件，然而，在即使30年前，我们也不可能有大规模数据共享的想法；三是建设的背景。一方面全球化、数字化、信息化的浪潮催生了大量的新的理念与新的技术，另一方面原油勘探、开发、生产、集输遇到了前所未有的难度，尤其是油气勘探。所以，只有具备这三个条件，数字油田才能诞生并顺利地建设。

基于以上几点，我们对数字油田的定义是，“数字油田是全面数字化了的油田”，也就是将油田中所有的事物（盆地、油田、油藏、井组、井筒等）全部数字化，通过数据转换为信息，从而寻找更多的油气资源，发现剩余油，提高采收率，延长油田的生命周期。在这个命题中有三层的含义：首先，数字化是数据的表现形式，数据是数字化的本质，全面数字化了的油田，就是地上地下全面用数字来表现的油田；其次，数据转化为信息，这是数字油田的核心，也是油田企业的基本功。第三点是延长油田企业的生命周期，我们建设数字油田就是为寻找更多的油气资源，提高采收率，将油田的生命周期延长，数字油田的根本目的就在于此。

另外，我需要指出的是，数字油田正在不断的完善和升华中，人们对数字油田的认识在不断提高。

iCHINA：基于您所定义的数字油田概念，理想中的数字油田是怎样一种状态或者说场景？

高志亮：数字油田建设要达到一个令人满意的理想状态，我认为应该是实现“三个一体化”。即勘探开发一体化；地上地下一体化和经营管理一体化，这是未来油田发展的趋势。首先，勘探与开发是油田企业的主营业务，但是，长期以来勘探与开发没有一个很好的协同机制，让这两个掌握着油田“命脉”的专业领域的工程技术人员坐在一起，研究同一个问题，解决同一个难题是比较困难的事情。勘探开发专业领域的隔离，导致油田企业数据、信息孤岛的长期存在。建立统一的数字油田平台是解决这样隔离的唯一办法。其次，地上地下是未来油田发展的必然，目前是因为技术水平的原因还达不到，但是，人们正在向着这个方向努力着。这一个技术水平的实现，未来的油田就是一个“透明的油田”。再者，经营管理是一个体制、机制问题，传统的油田往往重视管理，不重视经营，现在正在改变着。数字油田建设如若达到了“三个一体化”理想的建设程度，那么，就會实现以信息化带动工业化、以工业化促进信息化完美的“两化”融合。

iCHINA：的确，数字油田应该是一个长期的系统工程。那么就当前来看，我国数字油田建设面临哪些困难？或者存在哪些问题呢？

高志亮：经过10多年的发展，数字油田在我国无论是理论研究还是实践应用都取得了非常快速的发展，也取得了非常好的社會效益和经济效益。但是，我们也不能忽视其中的问题，而且有些问题还是较为严重的。比如，油气田企业内部管理机制和流程问题、重建设不重研究的问题、标准缺乏的问题、以及急功近利和崇洋媚外的心态等。

我借此机會做3点呼吁。首先，我们需要制定统一的国家标准来规范数字油田的建设，让数字油田真正发挥其作用。数字油田将是未来油田无法用其他技术可以取代的技术，我们需要在这个技术上不断地完善与创新。其次，数字油田建设必须遵循数字油田建设规律，千万不要急功近利，这样會损坏数字油田的基本功能。第三，国家加大数字油田自主知识产权产品的研发与保护，更重要的是要加大对数字油田技术研究的投入与投资力度。数字油田研究需要一个长期的投资，我希望在研究队伍中能出现“国家队”，“民间”力量不但很单薄，更重要的是思想和步伐很难统一。数字油田现在没有学科支持，开展技术活动和研究都显得十分的困难。

iCHINA：您也提到，数字油田处于不断的发展、完善和升华当中。当前，新技术和新业务形态不断涌现，您如何看待云计算，物联网和3G/LTE无线等新兴技术在数字油田中的应用？

高志亮：这是一个非常好的话题。在当前的数字油田技术研究中，油田物联网技术和油田云计算技术是重要的技术体系分支。

物联网技术中一个重要技术就是识别技术，在油田，我们不可能给油、气装芯片，也不需要给抽油机装芯片，只有通过智能设备采集数据间接地识别与判断其状况，这就是物联网技术的一个拓展，是一个智能化的过程。所以，油田物联网技术还是有广阔的应用前景的。云计算技术我们简单地用“SPI”吧，就是“SaaS、PaaS和IaaS”，重点在于操作系统。当然，云计算不光是数据存储，更重要的是通过虚拟化技术将物理服务器集群发布成若干个服务，从而实现软硬资源的统一管理，增强数据安全级别，并能够在瘦客户端进行复杂的油藏研究，如在iPAD上应用。所以，它不光是数据的管理，更重要是的软件层面上的应用。其共同目标是实现节能降耗，节省资源，提高效率，优化生产过程。但是，作为一个系统工程，油田物联网和油田云计算技术二者有着很强的关联性，就是数据的采集、数据的传输、数据的管理，最后是数据的应用，达到反馈控制。油田物联网和云计算是油田企业正在实施建设与发展的一个新技术。

关于“3G/LTE无线技术”，这个技术在油田很重要，但是在数据传输上仅仅这几个技术还不够。因为，油田地域广，地形条件复杂，大多处在偏远的沙漠和山区以及辽阔的海域，现场数据的实时采集，适时传输，需要多种无线技术。我们知道，油田数据量很大，即使3G/LTE在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，也不能满足当前的需要，因为，这只是一个理论值，现场数据传输要求实时采集、适时传输，带宽要求很高。为了保证数据传输的流畅与准时，有时我们在油田采用多种无线方式的技术汇聚，如在井场用Zigbee、Wi-Fi等，在井区用网桥，在长距离传输则使用光纤等。

对于油田物联网技术和云计算技术的场景现在很多油田都在进行论证与示范建设中，有的油田企业做了相当规模的试点性的建设，对于效果还需要在运行中检验。而大规模的建设由于一些关键性的难题还在困扰着人们，如数据的安全性，数据采集的标准、数据的准确性等问题，还没有得到真正的解决。

iGHINA：你所在的数字油田研究所的目标是“为全力打造出中国式的数字油田精品而努力奋斗”，如何解读“中国式”这几个字？

高志亮：中国式的数字油田，主要是想与国际数字油田有个区别，就数字油田建设本身，他们在某种方面的确比我们早，在数字油田建设技术上也先进得多。但是，国际上的数字油田概念与内涵上与我们的数字油田有很大的不同。在我国，人们对数字油田有着独到的理解与认识，大规模地数字油田建设在国际上都是前所未有的，只有在我国才可以这样做到。所以，我们想提出中国式的数字油田，主要是同我们国家战略相一致，这就是工业化与信息化的融合，即“两化融合”的数字油田。数字油田就是我国油田企业实现“两化”融合的平台与抓手。

iGHINA：继数字油田之后，智慧油田的概念又出现在我们面前，您认同油田信息化的这一所谓的发展方向吗？两个概念的区别在哪里？

高志亮：智慧的油田，这是一个全新的话题，大家其实都不愿意套用“智慧地球”中的“智慧”两个字。但是，智慧的油田，我相信一定會到来，这是我们数字油田的终极目标和未来。所以，对于数字油田与智慧油田的概念，当然不能相题并论，但是，实际上智慧油田与数字油田也不是两个互不相干的概念，从广义上讲，它是数字油田的一部分，它是数字油田发展的高级阶段。

这里做点说明。关于智慧，我国著名哲学家熊十力认为，人的智慧有两个方面：“性智”和“量智”。“性智”是对事物的顿悟，这种顿悟来源于文化、艺术的熏陶和人文素养及现实的感知与知识的积累。“量智”是科学研究、生产实践过程获得的数据，并在数据基础上获得信息后正确的科学决策。只有二者达到统一，才是智慧。

“性智”我把它理解为“灵心”，即可称为“灵智”，就是学习、实践积累的聪明才智。数字油田需要“灵智”+“量智”，就是要在未来集大成智慧于一体。这就是未来的数字油田——智慧的油田。