智能油田怎样更智能

文／施 涛 张海霞

总结国内外智能油田建设情况，针对存在的问题提出四点建议。

●运用大数据实时进行数据采集和监控，诸多油田实现了油田生产的最佳状态。 摄影/胡庆明

2018 年，习近平提出“要推动智能化信息基础设施建设,提升传统基础设施智能化水平”。面对低油价的挑战和物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的蓬勃发展，加快智能油田建设成为油田企业实现提质降本增效的重要途径。特别是2020 年新冠肺炎疫情在全世界蔓延，智能油田建设更加成为油田企业提质增效的重要选择。

总结当前国外及国内“三桶油”公司智能油田建设情况，针对存在的问题，笔者提出统筹构建标准化体系、降低建设成本、加强与高科技公司的合作和加强IT 人才队伍建设四点建议。

智能油田建设效果显著

近年来,国内外能源公司积极寻求智能化发展,在不同环节实施了重要战略举措,收到了良好效果。国内油田开展数字化的时间较早，相较国外油气公司来说发展较为缓慢。国际上先进的油气企业已从数字化进入到智能化阶段，国内智能油田建设还处于进行个别采油厂、作业区的智能化试点阶段。

壳牌是智能油田建设的领先者，已在全球建立起59 个智能油气田,使用物联网、大数据等技术对实时数据进行采集和监控，并实行了跨地区、跨学科的协作，实现了油田生产的最佳状态。雪佛龙公司开发使用了一套I-Connect 应用系统，通过油藏数据分析共享，以及生产环节中各种信息数据的处理、分析及归纳整合，提高了油田生产、开发效率，增强了油田智能化水平。道达尔公司通过搭建油气生产一体化协同研究平台,实现了油气藏、注采井、集输等生产全系统的模拟与优化,高效解决了诸多开发生产的问题,为油气田开发的智能管理提供了基础模型。BP 的“未来油田”项目主要使用物联网与自动化技术，将现场与地下的实时数据传送到远端的数据中心进行分析和处理，并在全球建立了35 个“先进协作中心”。这些中心联合起来形成一个统一的平台，可以实现不同专业领域、不同地点的远程协同。

在国内，中国石油较早地开启了智能油田建设，并发布了国内首个智能云平台——“勘探开发梦想云”平台。以此平台为基础，中石油上游业务逐步迈向了智能化时代。中石油还推出了全球首款5G 防爆AR 智能头盔梦镜，搭载远程协作应用与AR 智能作业解决方案，推进油气生产作业智能化发展。新疆油田于2010 年提出了将数字油田向智能油田推进，2020 年通过了“智能油田建设与规模应用”的科技成果评价，形成了国内首个智能油田建设理论体系，并提出了完整的智能油田概念、建设规划、技术体系和评估指标。大庆油田提出了“数字油田—智能油田—智慧油田”三步走的发展战略，在大庆庆兴油田建成了第一个整装数字化油田，开启了智能化油田建设的探索。中石油长庆、塔里木等各个油田，相继加快了智能油田的建设步伐，成效显著。

中国石化于2013 年启动智能油气田建设规划，2018 年在中原普光、西北油田三厂进行智能油气田示范试点，随后在江汉涪陵、胜利海洋推广智能油气田的建设。其中，西北油田建设成效显著。该油田基于石化智云平台，基本实现了现场可视化、生产自动化、油藏数字化、管理信息化、决策智能化的智能油田建设目标，成为中石化智能油田建设的一个标杆。

中国海油于2012 年确立推动智能油田建设的目标，致力于构建勘探开发协同工作环境和海陆协同工作体系，已逐步开启了海上作业平台的智能化建设工作。目前，已有28 座平台实现了无人化改造，平台无人化占比达到了11%。

存在的问题

以上可以看出，智能油田建设可以降低生产成本，提高生产效率；降低勘探风险，提高钻井效率；优化管理模式和劳动组织方式；提高决策能力和水平；保障员工安全等等。但随着近些年的快速发展，国内智能油田建设也存在着一些问题。

缺乏统一建设标准

智能油田建设投资大，涉及范围广，建设周期长。很多油田在最开始数字化、智能化建设过程中，各个环节没有制定统一的标准。这就导致了以下问题：一是物联网设备品牌混杂，既有国内设备也有国外设备，生产厂家和系统版本不统一，各种设备的接口协议不一致，不能很好地相互兼容。二是无线技术应用种类繁多，包括4G，GPRS，WiFi，Zigbee 等，以及新兴的LoRaWAN 技术。网络技术种类的不同，增加了物联网系统建设、管理以及维护的难度。三是在一些油田企业中，在进行数据的收集、传输、分析和共享等环节由于缺乏统一的标准，缺乏自主算法模型，降低了数据的连接性和流通性，不利于数据在不同组织之间的转移和存储，同时增加了数据泄露的风险。四是各油田企业不同程度推进智能油田建设,基本上是“各自为战”,有自己的一套体系，即使某一油田企业内部智能化建设达到了统一规范，在全国范围内想做到数据的互联互通难度也较大。

建设成本较高

智能油田建设需要做到油气田生产数字化的全覆盖，油气生产物联网的全面推广。目前，我国油气田数字化程度在近十几年的不断发展中有了很大提高，但物联网技术受到各种因素的制约覆盖率较低。智能化建设中，各油田企业需要实现上万口井的数据采集、井场的可视化建设，联合站、处理厂的数字化升级等工作。在数字化的基础上实现区域性联网，以及物联网的改造，还需要建立专门的网络传输渠道，搭建数据云平台，建立一支专门负责油田物联网、数字化建设，以及各类应用系统软件、智能算法开发和维护的人才队伍。这都需要投入大量的人力、物力和财力，导致企业的成本急剧上升。

在近几年油价低迷的情况下，油田企业都在提倡“勒紧裤腰带过日子”的生产运行模式，相对集中的投入这部分大额费用企业可能难以接受。

数据安全存在风险

油田生产是一个庞大的、动态的系统工程，需采集的数据门类众多且在不断更新。油田的生产作业环境复杂、条件恶劣，生产一线基础设施落后。

在这样的条件下，数据采集装置的安装、维护非常困难，而且有众多的采集设备需结合各个油田生产实际情况进行创新、攻关和研制，使设备适合生产环境，以保证长期稳定运行。由此，要把安装在井下、井口、井场等位置的仪器仪表、摄像头、传感器等装置的数据进行采集难度较大。另外，对于一些地理上覆盖面积较大，井组分散的油气田来说，由于通信设施建设成本较高，或是因为自然条件不利于信号传送等因素，导致数据的传输也是个急需解决的难题。油田生产运行过程中需要采集的数据种类多达几百种，数据量则是海量级别，且大多为非结构化数据，要把这些数据进一步的进行处理、分析和归纳演绎，技术之繁杂可以想象。

另外，国内目前主要物联网软件和加密技术还不成熟，缺少自主研发的集成系统，大部分使用的软件系统和硬件设备来自国外，很有可能让井位坐标、原油产量、油藏状态等机密信息存在被泄露或者被监听的风险。物联网、云计算等新技术依赖于各种程序和网络，而网络连接、数据传输和大量的终端都有可能引起信息泄露的问题。

缺乏专业的IT 人才

智能油田建设，需要油田企业拥有大量专业性的IT 人才。他们既需要了解油田的生产运营，又需要有很强的IT 技术水平，能够结合油田运行实际，进行油田智能化建设相关项目的软件开发、算法设计、大数据分析等技术服务。由于油田企业在以往每年的员工招聘中，岗位设置绝大多数是地质、工程、储运等与油田生产直接相关的主干专业，油田企业储备的专业IT 技术人才较少。另外，油田企业的薪资水平较为固定，对于高薪的IT 行业来说吸引力不大，很多IT 人才在积累了一定经验后选择跳槽，把油田企业作为跳板，造成人才流失。所以，在智能油田快速发展的过程中企业难以在短时间内保证充足的IT 人才。

四点建议

统筹构建标准化体系

构建一个标准化体系，是智能油田建设的基础和前提。标准的建立能够保障各项业务在开展过程中有章可循，做到统一、标准、安全、规范。

“三桶油”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。“三桶油”下属的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（如中石油的油气生产物联网系统[A11 系统]，中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。

标准化体系的构建和实施，能够缩短智能油田的建设周期，降低建设成本，提高建设质量。物联网系统收集的海量能实时数据进行多目的、跨单位流动，从而实现共享、协同的作用。

降低建设成本

油公司应根据自身数字化、智能化建设水平，制定相应的发展战略，做好不同产能区块智能化改造后的经济效益评价，对不同经济效益区块采取有取舍、分批次、有计划地投入资金，分阶段的完成智能油田建设，以此降低智能油田建设过程中带来的成本急剧增加的压力。

在数据传输网络建设方面，对于单个井点或者中小型站场来说，应尽可能使用无线网络，以代替铺设光纤网络所需要花费的高昂费用。要大力推广低功耗广域网无线传输技术（LoRa）。因为这种技术具有传输距离较远、功耗低、网络结构简单和成本低的特点。其对应的产品就是收发器芯片。这样可以降低以往建设模式中使用RTU、控制柜等设备的成本，减少现场施工成本。同时，简单的网络结构降低了通信链路的建设成本。大庆油田探索出的基于LoRa 无线技术的物联网建设方案，使大庆油田物联网单井综合建设成本由3 万元降至1 万元以下。

加强与高科技公司合作

油田企业专长于勘探、开发、生产，高科技公司有新科技、新技术。在智能油田建设方面，油田企业应与高科技公司深化合作，加强技术交流和创新，利用高科技公司的先进技术和人才优势，解决信息通信和互联网技术方面的难题。

一方面，应利用好公司集团内部资源。如中石油的昆仑数智公司，是中石油于2020 年11 月通过内部整合组建的信息及通信技术科技公司。其前身一直为中石油等大中型企业提供IT 方面的服务支持，本身就具有丰富的服务于能源行业的经验。所以，油田分公司应在集团公司的助推下，加强与昆仑数智的交流合作，利用其优势技术和资源推进数字化转型和智能化发展。另一方面，可以借助其他高科技公司的技术力量。例如，新疆油田公司就与华为技术有限公司于2020 年11 月签署了战略合作框架协议，将利用华为公司在5G 和人工智能、认知计算、工业互联网等领域的优势技术，有效解决智能油田建设过程中设备设施的创新研发，数据的采集、安全传输和智能分析等方面的难题。大庆油田公司于2020 年12 月与浪潮集团签署战略合作协议。双方将在数字油田建设、云数据中心建设等方面开展深入合作。油田企业与高科技公司的不断合作，有利于解决智能油田建设过程中技术上的难题，加速智能油田的建设进程。

●如何让智能化油田更智能，未来在标准化、技术、协同发展方面都将有提升空间。 供图/刘亚雄 长庆油田 胜利油田

加强IT 人才队伍建设

油田公司作为传统的能源企业，长期以来缺乏对IT 人才的储备。所以，在油田升级转型的关键时期，对IT 人才队伍的建设刻不容缓。油田企业应根据智能油田发展需要和自身的实际情况组织力量编制人才规划方案，多措并举实施人才规划战略。

一要加大招聘力度。在每年的校招中，相应增大招录IT 相关专业人员的比例，作为油田企业长远发展的储备力量。对于人员紧缺的IT 岗位，可适当招录优秀的社会人才，以保证目前智能油田建设的发展需要。

二要提高福利待遇。在享受基本的员工薪酬制度上，可适当增加对优秀IT人才的补贴，提供良好的设备设施和工作环境，并可以出台更具吸引力的项目激励？政策，激发IT 员工的创新性和积极性。

三要完善人才培养计划。企业应完善对IT 人才的自主培训计划，组织人员编制科学合理的培养方案。不仅要以提高专业技术水平为目标，而且要让IT 技术人员有机会深入到油田生产当中去，了解油田基本的生产运营情况，以便更好地发现、解决油田智能化发展中的实际难题，从而培养出适合油田发展的高素质综合性人才。