油气行业数字化转型与智能化发展

张娟 彭子成 王晶

摘要：在如今全球经济下行以及石油价格持续走低的状态，数字化转型与智能化发展已经成为了油气企业应对这一挑战非常重要的手段。本文就针对油气行业数字化转型与智能化发展进行探讨，首先分析油气行业数字化转型，然后探讨中国油气行业数字化转型实践，最后讨论油气行业智能化发展分析，希望通过文章的分析能够为相关工作人员提供一定参考。

关键词：油气行业;数字化转型;智能化发展

前言

基于互联网所产生的技术与产业革命进入到了蓄势待发的状态，数字化与人工智能两种技术为人们的生活与生产方式造成了巨大变革。如今，油气行业在发展过程中也走向了数字化与智能化的发展方向，而这也是油气技术发展规律而导致的，更是油气企业面对低油价问题所采取的补救措施。下面笔者就针对相关内容进行详细阐述。

一、油气行业数字化转型分析

（一）转型方向

从国内外石油公司的发展情况来看，油气行业已经逐渐进行数字化转化，转型方向主要包括了：（1）贸易销售平台。在油气贸易中相关业务的展开都是基于数字化平台而展开的，对内外部相关信息数据进行整合，对于支撑油气资源配置能够起到急急急作用，而通过对销售渠道进行创新，实现对贸易资源的优化，使得客户群体变得更大，商业模式也能够得到拓展[1]。（2）生产运营一体化。通过使用人工资源、大数据等各种技术，能够构建出更加高效的生产计划体系，并搭建一个能够用于调度指挥的平台，以便可以有效实现对全局效益的计划调度，实现协同管理。（3）作业现场智能化。在油气生产作业的现场中，通过使用无人机、物联网等相关就似乎，能够进行远程操作工作，促使全方位实现实时感知，这能够在一定程度上使得生产运营方式发生转变，在一定程度上能够有效降低作业的风险与成本，而且还能够提升在作业现场上的管理水平，促使生产工作能够得以更加良好的发展[2]。（4）研究设计协同化。通过使用认知计算、虚拟现实等各种技术手段，通过使用各种专业的软件，可以构建出协同研究环境，以便能够有效实现跨部门、跨专业的协同工作，促使科研成果拥有更高的产出效益与效率。

（二）主要特征

根据全球石油公司的具体实践情况来看，油气行业在数字化转型方面具有非常明显的特征，主要体现在：（1）数据资产化管理是实现数字化转型非常重要基础。在数字化转型过程中，最为重要的便是通过利用数字技术实现对管理模式与业务流程的改造，而数字技术的使用则是基于数据而展开的，若是缺乏高质量的数据，那么也就无法有效完成数字化转型。例如，康菲石油公司在2014年构建了综合数据中心，在没有构建之前该公司的数据分析工作将更多的时间浪费在数据收集与整理，而在数据分析上所给予的时间却很少，而利用综合数据中心则改变了这一情况[3]。（2）数字化转型成为企业发展战略中重要一环。在众多石油公司的发展情况来看，都将数字化转型融入到了企业发展战略中，例如道达尔构建了数字化工厂，集合了各种数字化人才与业务，提供了更多有效的解决方案，以便能够实现数字化运营。（3）加强跨界合作。近些年，很多石油公司都开始与互联网公司进行了合作，主要是通过利用外部技术对业务进行重塑，以便能够提升企业自身的竞争力。例如，在2018年，道达尔便和谷歌共同签署相关战略协议，通过进行联合探究，对智能解决方案进行联合研究。

二、中国油气行业数字化转型实践

在对中国油气行业数字化转型实践进行分析时，本文主要是以中海油公司为例进行论述，具体内容如下所示。

（一）油气勘探开发

对于海上油田来说，需要做好还上平台的无人化与少人化，而这主要是通过利用数字化技术而得以转变，促使生产运营方式能够发生巨大的转变，降低在生产现场中的人员，以便能够有效提升劳动效率以及生产安全性，每一个平台在建设时都能够省下成本约1/4，在操作费用上则能够节省约1/5。通过利用各种技术手段，可以将钻井现场中的相关数据信息实时上传到基地中，为钻进节省大量的时间，还能够提升目的层钻遇率，可以产生更大的经济效益。利用相关辅助决策与培训系统能够有效提升在作业方面的风险防范的能力，这在一定程度上使得钻进作业管理方式能够发生巨大的转变，对于钻井来说效率提升了10%，对所发生的事故进行处理所消耗的时间也更少，约降低30%到40%之间，能够创造出更多的经济效益[4]。在生产作业指挥平台上，当接入各种服务系统以后，可以为领导在决策、运营等方面提供有效的技术支撑以及数据服务，从系统正式投入使用以后，企业中物资库存每年都有明显的下降，降幅达到15%以上。

（二）天然气和管道方面

在石油企业中还应当搭建一个物联网平台，构建数字化工厂，促使装车效率也能够得到明显的提升，每一年都能够为石油企业节省大量的人力成本。通过使用各种数字化技术，构建LNG多式联运系统，能够建立新的服务模式。利用无人机搭配人工展开巡检工作，可以形成一个既安全又智能的管理模式，而且成本费用也更低，促使管道巡检效率能够得到明显的提升，与传统方式相比较巡检效率能夠提升6倍左右。

（三）专业服务和经济管理

中海油公司构建了我国第一个海洋工程数字化技术中心，通过利用仿真技术能够对海上浮托、吊装等方面工作进行仿真预演，以便能够事前对相关工作的展开有一定的了解，对于有可能发生的故障也有一定的掌握，并制定有效的应急方案加以解决[5]。建设了PCMS系统，也就是数字化工程建造管理系统，并将该系统应用在很多工程项目中，如企鹅项目等等，创造了直接效益超过了800万元。还构建了井筒一体化系统，促使其数据分析能力得到明显提升。

中海油公司在经济管理领域方面也实现了一体化管理系统的建设，促使集团在业务协同与管控方面的能力得到了明显提升，统建管理系统更是覆盖了大多数的管理流程。以“借船出海”电商为基础，完成电商平台的自建工作，使得企业在营销模式上发生了巨大转变，订单额共计314.6亿元（截止到2019年年末），与2018年相比较上涨了4倍。

（四）转型过程中的挑战

从上述内容中能够了解到，中海油在数字化转型上已经取得了一定成绩，但是身为传统能源企业，在实际转型过程中也遇到了非常多的挑战，具体表现为：（1）集团内部各个部门与单位中的工作人员对数字化转型的重视程度存在差异，如此则导致了在不同的作业现场中实现的智能化与自动化程度有着很大差异，致使数字化发展水平存在不均衡的情况[6]。（2）将业务和数字技术两者相融合的程度还存在不足，根据相关数据显示还上平台无人化率平均为23%（国际），但是中海油公司现阶段这一数据仅有11%，与国际相比较还存在非常大的差距。（3）信息系统过多，但是数据标准却没有统一，致使系统集成难度非常大，在共享应用方面存在不充分的情况。（4）当下网络安全形势变得越来越严峻，中海油公在进行数字化转型时已经打破了工控系统边界，网络安全问题已经渗透到了整体生产经营中。（5）当前信息化管理体系与组织队伍还没有适应数字化转型过程中对各个方面的高要求，而且要求公司中的信息化队伍需要具备更高的能力与素养，以便满足数字化转型的需求，而这一点也是中海油公司所遇到的挑战之一。

三、油气行业智能化发展分析

现阶段，油气行在智能化发展方面依然处于探索阶段，根据当前情况来看主要体现在以下方面。

（一）智能油田

在科学技术不断发展与进步的状态下，对油气田的开发开始迈入数字阶段，应用领域也变得越来越大，而且在技术不断发展过程中，同时不断朝向智能方向迈进。根据当下统计数据来看，通过使用数字油田能够使得采收率与产量都有着明显提升，其中采收率能够提升2%到6%，而产量则能提升2%到8%，并且还能够降低油气生产开发与运营时所产生的成本[7]。因此，数字油田不论是在增储上产还是降本增效方面都能够起到积极作用。

（二）智能钻井

在钻井方面，由于自动化钻机，智能钻杆等各种技术与相关设施的产生，标志了钻井走向了智能化发展的时代，促使其信息化与自动化水平得到了明显提升，同时有效降低成本。现阶段，自动化钻井是钻井领域非常重要的核心技术，这使得企业拥有更强的竞争力。将人工智能引入到钻井工程中，将在一定程度上使得相关研究人员加强在此方面上的研究，让钻井朝向智能化的方向发展。

国外研究机器人钻井系统，在该系统中配备了钻台工人与井架工，此系统在未来会成为智能钻机核心。从未来智能钻机的发展情况来看，其将会具备更多的功能，例如连续送钻石等。另外，还研究了电动智能连续管钻井系统，利用智能连续管向井下供电，对钻井系统进行驱动，让其拥有连续循环功能，并获得数据的高速传输。

（三）智能油气管道

在信息技术高速发展过程中，油气管理的发展也走进了数字化时期，各种技术也变得越来越成熟。因为受到信息技术的发展与推动，油气管道的发展也呈现出智能化的特点。智能管道是将周边环境和管道本体等各种周期数据作为基础，之后将云计算、物联网等和管道本体上实现高度集成，以便能够形成管道管控一体化发展的系统。对于智能管道来说，其本身拥有以下可控制、可观察等特点，还拥有了大管网、大树与等技术。全球第一个智能管道解决方案得到了实际应用。在2014年，埃森哲公司与通用电气两个公司共同推出了世界上第一个“智能管道解决方案”[8]。此方案可以有效帮助管道运营商对管道本身的安全情况以及资产完整性有一定的了解，然后做出最为科学且有效的决策。在2015年，哥伦比亚管道企业将这一解决方案应用在中共长达24140公里的州际管道。

（四）智能炼厂

在科技不断发展和进步过程中，炼油行业正式进入到高效优化时期，然而却依然面临着非常多的挑战。如果想要打破在管理层面上的瓶颈，使使得企业能够实现转型升级，通过使用新的信息技术建设智能化工厂，这也炼油行业中非常重要的发展趋势。智能炼厂是基于数字化炼厂，通过使用先进的信息技术，对信息管理等方面工作加以强化，以便产销流程有一个准确掌握，从加强在信息管理方面的服务，对产销流程有一个准确的掌握，以便能够提升在生产过程中所具有的可控性，尽量降低生产线上出现的人工干预维内托，对生产线上所产生的各种数据进行采集，以便支持整个炼油过程实现良好的环保作用。

在智能炼厂中采用了数字化、自动化、可视化等技术，当对其进行建设时所涉及的范围十分广泛，包括设备管理、生产管控等共计多达六个领域。在智能炼厂建设方面，应当促使企业在管控模式与生产方式等方面的变革，以便能够提升到其自身的劳动效率，从而实现绿色低碳发展。在进行试点建设时，已经形成了基本的框架，而且还获得了一定成效，具体表现为：（1）对生产数据进行自动采集所产生的效率提升了10个百分点，达到了95%;（2）先进控制投用率也上涨了10个百分点，达到了95%;（3）对重点环境进行排放时，共计能够达到100%监控以及预警分析;（4）劳动生产率上涨了10个百分点。

总结

總之，智能化与数字化已经成为油气行业未来发展趋势，而且科技的发展也集中在两个方面。当前，油气行业目前面临着很多变革，例如价格波动、去碳化法规推动以及可再生能源业务增长，且油气行业的勘探环境日趋复杂，勘探成本也逐步提升，面对此情况，我们应该积极应用大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴技术，搭建云应用体系，推动数字化转型，可以不断提升油气企业的业务智能化水平和行业生态影响力。若是促使油气行业实现智能化与数字发展，能够有效提升生产质量，降低生产经营成本。但是，从当前全世界油漆行业的发展情况，在智能化与数字化发展上还处在探索时期，对智能钻井、油田等进行了研发，希望通过不断的研究和发展，能够使得油气行业真正走进智能化、数字化时代。

参考文献：

[1]王同良. 油气行业数字化转型实践与思考[J]. 石油科技论坛，2020，039（001）：29-33.

[2]刘英，张亚顺，许国剑. 浅析油气生产行业数字化转型中的标准建设--以油气生产物联网建设为例[J]. 信息系统工程，2020，No.321（09）：14-15.

[3]高健祎，安鹏，曲晓慧，等. 海上油气业务智能化发展趋势分析[J]. 海洋工程装备与技术，2019，006（S01）：P.442-445.

【1】张娟，女，汉族，1987年8月生，四川成都，就职于中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院（可简称为中石油西南油气田分公司勘探开发研究院），从事油气田战略管理及中长期发展规划研究工作，硕士，工程师，四川省成都市天府大道北段12号，610041

【2】彭子成，男，汉族，1971年11月生，四川成都，就职于中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院（可简称为中石油西南油气田分公司勘探开发研究院），从事油气田科技管理研究，本科，高级工程师，四川省成都市天府大道北段12号，610041

【3】王晶，男，汉族，1986年10月生，四川开江，就职于中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院（可简称为中石油西南油气田分公司勘探开发研究院），从事勘探开发规划研究，硕士，中级工程师，四川省成都市天府大道北段12号，610041