人工智能技术对石油工程领域的影响及应用探究

2021-12-26于洋

科学与信息化 2021年11期

于洋

中国石油集团工程技术研究院有限公司北京 102206

引言

目前，国内外很多知名油气公司正在加强人工智能技术的研究和应用，这也预示着人工智能技术正在推动着石油工程产业发生变革。而我国油气田已经整体进入到难开采阶段，人工智能技术的应用给石油生产注入了新的生机和活力，借助人工智能技术，石油工程技术升级换代速度正在加快，推动石油企业加快走上高质量发展道路。

1 人工智能技术对石油工程领域的影响

1.1 人工智能是产业变革的引擎

人工智能技术的一个突出特征是机器和软件取代了大多数的人。随着石油工程设备智能化水平的提升，石油工程产业中重复性或技术含量较低的岗位人员数量将越来越少，经历现场少人操作阶段最终达到现场无人操作的目标。通过机器人、智能监测设备、数据控制中心，对石油生产现场状况收集信息，实时掌握石油工程现场设备运行状态，节省了人力，减少了缺陷隐患，提高了生产效率。随着信息数据的海量增长，数据资源的开发、共享利用将进一步打通石油工程产业链上各个环节的屏障，推动石油工程产业链向着一体化的方向发展[1]。

1.2 人工智能是技术变革的动力

人工智能技术不仅解放了人力，同时正在推动着石油工程技术革新升级。将人工智能技术应用在地球物理模型的建立中，提高对石油资源认识的客观性、精准性和全面性，优化石油生产效率，提高单井产量。利用人工智能技术对石油储层的特征及演变规律进行分析，预测油田中长期产量，找到油田生产的最佳工艺条件。利用人工技术在生产方案优化、生产工艺设计、风险识别、决策制定方面发挥出积极作用，促进石油工程技术升级，使石油工程产业不断降本增效。

2 人工智能在钻完井领域中的应用

钻完井领域中，人工智能技术不仅体现在井眼轨道优化上，同时也体现在钻速优化以及钻井导向优化上。利用神经网络技术、遗传算法对井眼的方位角、井眼方向参数进行优化，从而使井眼轨道更科学合理。利用人工智能技术对井眼轨道现场作业情况进行监测，在信息分析的基础上对钻井技术参数进行调控。通常将随钻地震技术、钻头测量技术与人工智能技术融合，实现对钻井进程的智能化控制。在钻井参数优化过程汇总，利用人工智能技术实现地层参数、钻头参数、设备参数之间的最佳匹配，通过神经网络技术、离子群算法、蚁群算法，对钻井多方相关参数进行优化，根据优化的结果自动发出操控指令对钻井设备运行状态进行精准把控。在钻井设备用具方面，越来越多的智能化钻机、智能化钻头、智能化钻杆被应用，实现了钻井智能化控制的生产目标，降低了人力成本和钻井作业风险。在对油藏分析方面，采用神经网络方法建立油气藏产能目标函数，对影响函数结果的各个参数建立优化模型，确定最佳工艺方案和工艺参数。采用循环神经网络技术、记忆神经网络技术对油藏产量进行预测，通过建立油藏产量函数模型，将油藏的静态参数、动态参数以及生产参数输入到函数模型中，对油藏累计产油量进行预测。利用粒子群算法、差分进化算法建立含水饱和度预测模型，对油藏含水饱和度进行预测，实现更快的预测速度，得到更准确的预测效果。利用模糊推理技术将生产参数转化为低中高三个类别的函数模糊变量，构建生产决策方案，能够消除在数据有限的情况下处理复杂度高储层的不确定性，使动态分析模型得到简化，提高储层描述质量[2]。

3 石油工程领域中应用人工智能技术的相关措施

加快搭建统一的数据平台，促进石油工程人工智能数据一体化融合，使石油工程产业链上各个环节能够实现数据资源共享，推动数据开发和利用效率提升。建立统一的数据规范，明确数据对接标准，提升数据资源收集、传输、存储、转换、集成、应用的可靠性，使数据资源在技术升级、装备研发过程中发挥出更充分的作用。

加强石油工程技术创新，促进人工智能系统完善。依托人工智能技术的发展现状，围绕石油工程技术发展状况，确定石油工程技术智能化发展的方向、目标和路径。一方面对石油工程产业链上各个节点的技术进行人工智能化研究，另一方面，建立开放的石油工程人工智能软件平台，加快对石油工程人工智能技术的集成。

加大资金投入，加快人才队伍建设。结合国家人工智能产业发展政策以及石油行业的相关扶持政策，加大石油工程领域人工智能技术研究应用方面的资金投入。在资金保障下吸引社会各界资源的投入。以科研院所和石油企业为中心，与国内先进的信息智能科技建立合作，整合多方资源，建立石油工程人工智能技术实验室，吸引优秀人才，加快技术难题攻克，并培养一批石油工程领域的人工智能技术人才，为石油工程产业迈向全面智能化阶段奠定人才队伍保障。