智能化加速全球石油石化行业转型

□ 本刊记者 田 源 黄 振

通过智能化，可以有效降低企业的运营成本，减少资本支出，提高劳动生产率，实现石油石化行业的转型与降本增效。

智能化是世界科技发展的大趋势，也是世界石油石化工业持续提质降本增效的有效途径和必由之路。工业自动化、信息化、智能化给当代社会带来的科技变革早已为世人所知悉，在石油石化领域智能化技术也得到了大量应用。当前，世界石油石化领域的智能化正处于快速发展阶段，研发方向和重点是智能油田、智能管道、智能炼厂及智能销售。

油气开发向智能油田迈进

随着技术进步，油气田开发已进入数字油田阶段，应用领域不断扩大，技术持续发展，并向着智能油田方向迈进。

BP旗下位于美国本土48个州的业务部门（简称Lower48）采用科技创新来增强其安全性和可信赖性，同时降低开采石油和天然气的成本。通过使用尖端技术，比如大数据分析、增强现实智能眼镜（VR）、无人机等先进技术，使工作流程更加智能。

Lower48部门开发了一个基于大数据的物流系统，帮助操作人员充分利用他们在油田中工作的时间，其中包括了一套算法，能够为员工开发动态的路线，他们就能直接被引导到最高优先级的油井，算法中涵盖健康、安全、预防性维护及优化性能等多重因素。

在操作人员进行巡检时，还会使用VR，可以通过其透镜读取传感器的信息，并且与身处控制中心的技术专家实时沟通。通过使用这一设备，专家可以在技术人员处理设备问题时，在其视野中叠加指导和数据信息。

ABB公司通过人工举升智能化，大规模推动数字油田进程。抽油机、螺杆泵（PCP）和电潜泵（ESP）都是常用的人工举升方式，其动力都由马达提供。ABB通过在变速控制器（VSD）内置专用于油气开采的高级程序，来控制人工举升系统的电机和马达，实现智能人工举升。智能系统的应用优势在阿曼Sultanate油田进一步得到印证，该油田有超过1500口井安装了VSD-PCP系统，其中大部分配备了ABB的智能控制系统。ABB与开发商还将共同实施软件开发计划，实现人工举升系统的远程控制。

2018年4月，道达尔与谷歌云签署合作协议，共同开发人工智能解决方案，用于油气勘探和生产的地质数据分析处理。此方案重点开发用于解析地层图像的人工智能程序，尤其是凭借计算机成像技术来解析地震数据，并使用自然语言处理技术对技术文档进行自动分析。这项技术将把道达尔的地质学家、地球物理学家、水库和地理信息工程师从冗杂的数据收集和整理工作中解放出来，得以更快、更有效地勘探和评估油气田。

自动化钻井将逐步取代人工

在钻井领域，自动化钻机、随钻测量测井（MWD/LWD）、自动垂直钻井、旋转导向钻井、自动控压钻井、智能钻杆、远程专家决策支持中心等具里程碑意义的重大技术装备的出现，标志着钻井已进入自动化钻井完善阶段，钻井自动化、信息化水平大幅提升，将在相当程度上逐步取代人工。

美国CONSOL能源公司在Marcellus页岩气区通过应用自动化钻机、高造斜率旋转导向钻井系统、PDC钻头、随钻储层导向和远程专家决策支持中心、工厂化作业等措施，钻井提速非常明显，多井实现三开一趟钻（斜井段+水平段），钻得最快的两口水平井，水平段日进尺分别达到1613.3米和1774.2米。一趟钻完成的进尺最多达4597.6米。

美国国民油井华高公司和斯伦贝谢研制的新式智能钻杆，内装高速数据传输缆，可使钻头向地面工人传送信息。而阿帕奇石油公司则更进一步，已在开发新软件，钻头系统能够与地表装备直接交流，控制钻速和方向。

Robotic Drilling Systems公司设计的系列机器人可从事钻机上大部分原来由人工完成的工作，机器人约3米高，有一支摇杆可伸长3米，配有15种不同尺寸可更换的机械手。将机器人固定在某处后，可抓取重达1吨的钻头并将之送至合适位置。

国外同时还在研制电动智能连续管钻井系统，通过智能连续管向井下供电，驱动井下电动智能导向钻井系统，具备连续起下钻和连续循环功能，同时实现数据的高速、大容量、双向传输。电动智能连续管钻井系统将成为实现未来智能钻井的另一个重要途径。

钻井大数据的应用也逐步深入，很多以前不敢想、不可能的事情都可以变成可能。比如，油田的区块分析，哪块有潜力而哪块没有，结合大数据就能做出判断；压裂的效果，裂缝产生的长度、深度，以及流体流动的效果，结合大数据也可以给出。运用大数据，还可以实现钻进速度预测、电潜泵工况预测、井底状况预测、测井数据机器解释等人工无法完成的工作。

智能管道实现全生命周期管理

随着信息技术的发展，油气管道已经进入数字化管道阶段，并在大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的推动下，油气管道运营在智能化道路上快速发展。

2016年，美国哥伦比亚管道集团（Columbia Pipeline Group）成为首家部署“智能管道解决方案”的企业。该方案能够让管理者掌握比以往更多的数据，充分了解管道的安全性和资产完整性状况，从而做出更科学的决策。目前，哥伦比亚管道集团在整个企业范围内，对其超过24000千米的州际管道实现了近乎实时的监测，包括管道威胁监测、风险管控和情境感知。

“智能管道解决方案”对多项数据源进行了整合，既包括企业内部的地理信息系统、工作管理系统、调控中心、直呼系统（one-call system），也涵盖了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国地质勘探局（USGS）等外部数据源。该解决方案还集成了管道本体属性、风险评估结果、管线内检测结果、计划性评估、高后果区定位、泄漏历史记录、直呼系统标签、应急阀门位置、地质沉降与断层等数据。该解决方案的用户能通过分级筛选功能从不同的角度查看数据，快速定位到所关注的重点区域及问题，评估威胁或施行补救措施。

BP利用物联网技术提高管道资产与人员的安全性，通过先进的无线智能终端应用，实现设备、仪表的位置标记与识别，资产周期、历史数据与关联性查询，包括现场操作工人操作规程指引，现场工单提示与任务分配，以及现场工作状态、进展、规程与位置跟踪；通过使用带有高清晰度摄像头及热力传感器等的无人机（UAV）技术，对复杂自然环境中的管道进行泄漏检测与安全监控。

加拿大恩桥天然气公司Enbridge通过智能移动终端，实时收集、汇总、传输仪表与资产数据，站队现场维修维护数据与工单处理，管道巡线数据处理，环境、健康、火灾、安全等HSE检查，以及合规性检查等资料。

智能炼厂让管理更高效

智能炼厂建设推动生产方式和管控模式变革，提高安全环保、节能减排、降本增效水平，提升劳动效率和生产效益，促进绿色低碳发展。

在与智能化跨国企业密切合作、提升炼厂效率增加利润方面，西班牙石油巨头雷普索尔有着最新体验。今年6月初，雷普索尔公司利用大数据和人工智能与谷歌合作的新项目通过优化管理将为其位于塔拉戈纳的18.6万桶/天炼油厂每桶增加30美分利润。

雷普索尔公司表示，谷歌将向雷普索尔公司提供数据和分析产品、专业服务顾问的经验及机器学习管理服务，谷歌云ML，这将帮助雷普索尔公司的开发人员在炼油环境中建造并将机器学习模型用于生产。该公司的目标是最大限度地提高能源和其他资源的利用效率，改善炼油厂的整体经营业绩。

埃克森美孚通过实施原油分子管理、加工方案的模拟优化、实时优化控制、掺混调和优化、供应链优化、降低成本和处理过程进料的难度、提高运行效率，使炼油厂和化工厂能耗降低15%～20%；在全球各炼油厂的主要装置上实施先进控制，在新建炼厂或装置时，先进控制已经成为标准配置。

BP应用能源成本监控管理工具，进行五级能源管理水平自动评级和基准对比；集成工厂内外的信息，提高信息的一致性和准确性，实现绩效管理的标准化，促进跨炼厂的绩效对比分析，提升科学决策水平。

智能销售改变行业生态

在销售领域，智能化不仅改变了人们对传统销售的观感，更重要的是颠覆了销售业态。

5月29日，壳牌中国“数字化创新实验室”启动仪式在杭州举行，在启动仪式上发布了首款数字化应用产品“壳智汇·智能润滑管家”（以下简称“壳智汇”）。预计到2022年，“壳智汇”数字化平台将实现链接2万家工业客户和20万台设备的目标，并通过线上一键式下单连接线下超过5万次油品检测和2万次现场润滑服务，真正实现“全能管家，智享润滑”。

在纽约和芝加哥的加油站，BP开始配置使用名为“里程”的人工智能系统的加油泵，来提升消费者的互动体验。在加油的同时，“里程”会问候消费者，提供小娱乐，提供折扣优惠，和将消费者连接上社交平台。除了了解消费者的消费模式外，这种互动智能技术可以改变消费者对传统加油站的观念，并吸引他们二次消费。

此前，壳牌的首个人工智能助手——壳牌小贝也身手不凡，能为制造业、建筑业、农业等不同行业的设备维护人员，壳牌经销商销售代表及工程师等提供全方位、综合性的服务。它具有五大神技能：一是行走的油百科。通过它可以查询到关于壳牌产品的一切，从产品数据表到典型理化值，甚至包装规格和购买渠道。二是实时的油管家，可以随时提供产品替换建议。三是行走的油博士。只要用手指轻轻一按，小贝就会告诉您哪款壳牌产品最适合您的设备。四是全面的油参谋。壳牌小贝能够通过案例了解如何解决润滑难题。五是靠得住的油保镖。壳牌小贝有一双火眼金睛，输入相关关键词，如防伪查询，就能立刻获取辨别油品真伪的正确方法。