老油田实施数智油田建设研究与思考——以大港油田为例

赵贤正 王洪雨 刘计超 赖纪顺

（中国石油大港油田公司）

当今时代，全球信息化浪潮汹涌澎湃，随着物联网、云计算、大数据等技术进入大规模商用阶段，数字化、智能化已成为全球经济发展的重要驱动力和经济高质量发展的重要引擎，必将对传统产业带来颠覆性影响。早在20世纪五六十年代投入开发建设的一批老油田，如今在资源接续、递减控制、成本管理等方面压力巨大，加之新冠肺炎疫情肆虐、国际油价震荡加强、新能源迅猛发展等因素影响，发展面临诸多困难和挑战。老油田要冲破重重藩篱，在未来能源世界中立足，更需深刻认识推进数智油田建设的必要性和重要性，积极顺应并主动把握新一轮信息技术发展趋势，加快利用信息化技术改造提升传统产业，助推提质增效和高质量发展。

1 充分认识数智油田建设的重要意义

习近平总书记关于网络强国的战略思想是新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分[1-4]。在2018年全国网络安全和信息化工作会议上，习总书记指出：“把信息化作为推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化‘四化’同步发展的加速器、催化剂，从新旧动能两个方面发力，大力推动数字经济发展，充分发挥信息化对经济社会发展的驱动引领作用。”这一重要论述为实施数智油田建设、助推石油行业高质量发展提供了根本遵循和行动指南。

1.1 数智油田基本概念与内涵

数智油田是利用新一代数字化、智能化技术，加速工业化与信息化的深度融合，实现企业全业务、全过程、全方位的数字化，推动企业改革创新与高质量发展，是企业数字化转型的一个缩影[5]。数智油田与数字油田、智能油田、智慧油田的概念和内涵有所不同，不仅涵盖信息技术应用，而且注重企业运营[6]。要义是全面利用数字化、智能化技术，深度融入油田勘探开发、生产经营全过程，驱动业务全方位数字化转型，实现企业高质量发展[7]。

数智油田具有“四新”特征：一是贯彻创新发展理念，利用数字化驱动油田业务转型发展；二是推进新一代信息技术与油田业务的深度融合应用；三是建立新型科研生产协作、生产运行优化、安全环保管控和经营管理决策新机制；四是要实现油田效率、效益、效能“三提升”的高质量新发展目标。

1.2 石油行业高质量发展的必然选择

网络信息技术革命是石油工业诞生以来影响最重大的一项技术变革[8-9]。纵观全球油气行业，以数字化、智能化转型为特征的世界油气工业4.0时代已初见端倪[10]。越来越多的石油公司开始将大数据、物联网和人工智能等数字技术与油气产业紧密结合，推动油气行业运行模式和生态系统的重构[11-12]。其中，壳牌公司将数字化转型的重点聚焦于提高效率和降低排放的智能技术，埃克森美孚公司则将重点放在了可平衡其资产组合的突破性智能技术，bp公司致力于传统领先技术领域的智能化发展，埃尼公司着眼于极端条件下的尖端技术以及提升勘探经济性的智能技术等。

在此背景下，中国石油天然气集团有限公司（简称中国石油）新一届党组把数字化转型、智能化发展提上了重要议事日程[13]。2020年3月，中国石油信息化工作视频会明确提出，要大力推进数字化转型、智能化发展，为集团公司世界一流综合性国际能源公司建设迈上新台阶提供有力支撑。按照“分层分步实施”的工作原则，中国石油筛选了6家上游试点单位，其中典型老油田就有3家，分别是大庆油田、大港油田和新疆油田。2021年2月，集团公司召开网络安全与信息化工作领导小组会议，戴厚良董事长明确指出，数字化转型不是做或不做的“选择题”，而是必须做好的“必答题”[14-15]。

1.3 老油田砥砺前行的唯一出路

经过几十年的规模开发，我国松辽、渤海湾等东部含油气盆地老油田普遍步入勘探开发中后期，优质资源越来越少，特低渗透、超低渗透和致密储层等低品位资源在新增资源中占70%以上[5]，各种矛盾问题日益凸显。以大港油田为例，作为新中国第四个油田，1964年投入勘探开发建设，目前油田资源深层化、劣质化趋势越来越明显，规模增储、效益建产难度逐年加大；吨当量油气资产居高不下，投入产出不成正比，油气单位操作成本、自由现金流、经济增加值等主要生产经营指标不尽如人意；历史包袱沉重，机构臃肿，队伍庞大，人均油气当量不足300t，严重制约着高质量发展目标的实现。

如何提高管理水平、提升劳动效率、优化人力资源配置、推动高质量发展，已经成为老油田必须面对的重大课题。依托信息技术，推进数智油田建设，为系统优化、精益管理、盘活用工、降本增效提供现代化手段支撑，是现阶段老油田的唯一出路。不仅如此，由于队伍老龄化严重，未来10年，油田用工总量将逐年快速减少，如果不提高信息化建设应用水平，不推进数智油田建设，不但难以支撑高质量发展，今后即便正常的生产运维也难以保障。现实倒逼老油田必须大力提升生产经营管理的数字化、自动化、协同化、智能化水平，助推劳动组织形式深度变革、劳动生产率显著提高，努力走上用人精干、管控高效的发展道路。

1.4 大港油田两化融合发展成果显著

近年来，油气田企业普遍较为重视信息化建设，并在信息技术应用方面取得了一定进展。仍以大港油田为例，“十三五”期间，在“共享中国石油”战略的指引下，持续推进集团统建信息系统应用和油田配套特色系统实施，有效支撑了生产经营改革工作的顺利开展，荣获国家“两化融合突出贡献奖”“信息化卓越成就奖”“中国石油信息化工作先进单位”等多项荣誉称号。特别是依托物联网等技术，先后打造形成并完善推广了数字油田“港西模式”“王徐庄模式”，实现了大型站库少人值守、小型站库无人值守，提高劳动生产率28%，年节约成本3400余万元。相关经验与做法还走出国门，在尼日尔AGADI油田等海外石油企业推广应用。

2 科学把握数智油田建设实施节奏

目前老油田两化融合发展的初步成果，与数智油田建设的更高标准要求、更高效率水平、更高科技含量相比，还存在较大差距。一是运营管理模式急需改革创新，员工队伍素质能力亟待提升；二是传统技术体系急需突破，新型协同研究模式亟待建立；三是数字化产品急需换代升级，生产智能化程度亟待提升；四是系统与业务急需融合创新，一体化战略亟待智能支撑。为此，推进老油田企业数智油田建设应从顶层设计入手，科学谋划，有序实施。

2.1 坚持规划先行，优化顶层设计

油田企业开展数智油田建设必须抓住“牛鼻子”，把顶层设计和项目统筹规划摆在首要位置，全局统筹，科学规划，谋定后动。

（1）坚持一个导向。始终以问题为导向，在深入调查研究、全面了解油田生产经营管理和数字化建设现状的基础上，对标国际大石油公司和国内行业先进，认真梳理数据孤岛、数据共享、业务协同、生产方式、经营分析等方面存在的差距和不足，找准工作的切入点和着力点，确定数字化转型发展的目标和方向。

（2）明确一个目标。明确数智油田建设总体目标，全面建成以数字化、自动化、一体化、无纸化、智能化、扁平化“六化”为标志的数智油田生态运营体系。实现生产物联网全覆盖，井、站库数字化率达到100%，数据实现自动采集；生产现场全面实现智能监控、智能诊断、自动预警与自动控制；实现科研生产多学科高效协同、动静态实时协同、多专业在线协同、前后方远程协同；实现日常综合办公流程全部数字化、无纸化、移动化；勘探开发、生产经营等重点业务智能化辅助决策与应用全面推进；全面建立适应数字化转型、智能化发展的新型油田公司模式。

（3）绘就一张蓝图。按照“421”的规划思路，把数智油田蓝图绘制清晰。首先，建立“4层生态架构”：第一层是打造数字化转型的技术基础，实现油田数据的全面感知、集中存储、自动分析和智能应用；第二层是数字化转型的业务改造，建立油田勘探开发、生产运行、安全环保、经营管理的业务新形态，全面支撑油田一体化战略；第三层是数字化转型推进机构组织优化，在数字化业务流程优化和模式升级改造的基础上，实现“油田公司—采油厂（新型采油管理区）”两级机构扁平化管理；第四层是建立高效的数字化运营机制，实现生产经营一体化高效运行和管控（图1）。其次，建设“2个保障体系”：一是建立适应数字化企业转型的企业文化体系，引导全员牢固树立数字化理念，形成强大的数字化转型、智能化发展舆论氛围和驱动力；二是建立适应数字化企业转型的标准流程和制度体系，保障企业数字化转型的合规高效运转。最后，实现“1个发展愿景”，建立以“六化”为标志的数智油田生态运营体系。

图1 大港油田数智油田生态

形成一个总体架构。按照中国石油数字化转型、智能化发展工作要求和信息技术总体规划，坚持“六统一”原则和“两统一、一通用”发展理念，基于中国石油梦想云技术规范，围绕勘探开发、生产运行、安全环保、经营管理等重点领域搞好总体框架设计，实现“拼图化”，避免“碎片化”，规划设计数智油田总体技术架构（图2）。数智油田技术架构包括基础设施、数据平台、技术平台、业务平台和运营决策5层，核心是建设以智能油藏、智能井筒、智能地面、智能管理和智能示范为主要内容的勘探开发和生产经营业务平台，支撑油田企业建立新型运营机制，实现高质量转型发展[16-17]。

图2 数智油田技术架构

2.2 坚持以点带面，细化方案部署

数智油田建设的关键在于找准突破口、选准着力点，以点带面，统筹推进。

（1）优选实施场景。一要优选勘探开发协同智能研究场景。组织开展专业软件云、项目数据库、研究成果、多学科协同和数字孪生油藏模型等技术攻关，建立勘探开发全业务链协同研究环境建设；集成勘探开发研究项目、数据、软件、任务、专家和动静态信息，打通地震地质、地质工程、协同制图等通道，实现多学科一体化实时协同、高效协同、智能协同，支撑新型采油管理区协同研究中心地质、工艺、产能、修井等多专业协同研究，提高研究效率30%以上。

二要优选作业现场智能监控场景。组织开展页岩油地质工程一体化大数据分析平台[18]、钻修井作业远程跟踪决策平台等项目建设，支持重点井的钻井、压裂、修井等作业远程实时监控、跟踪分析、决策指挥和安全监督管理，提升井场作业管控水平，推动地质工程、科研生产、前后方一体化协同，提高管理效率45%以上。

三要优选生产运行智能管控场景。组织开展智能井场原油含水在线分析、远程操控、智能管道泄漏自动报警、无人机自动巡检、智能站库安全预警、机器人自动巡检、大型场站无人驻守建设，实现井管道站库的全面监控、远程控制，减少劳动用工20%～30%，配套开展油田公司及采油厂两级数智决策指挥中心建设，实现全业务、全过程的实时掌控、协同联动、智能决策、高效调度。

四要优选经营管理决策智能分析场景。构建涵盖油田公司、生产单位及基层单位日常办公、财务管理、业务管理、经营管理的全业务链可视化生产经营管理平台，充分挖掘生产经营数据的价值，建立投资决策模型、边际分析模型、效益优化模型，实现生产经营全过程的智能预测、精准优化，提高管理效率15%以上，促进生产经营管理水平和创效能力提升。

（2）具体工作要求。一要明确实施路径。围绕推动老油田高质量发展的根本要求和“油公司”模式改革主线，按照“分析现状定规划、细化规划分层级、试点建设定模板、规模推广再提升”的工作路径，有步骤、有计划、有重点地逐步深入推进，持续迭代升级，降低实施风险。

二要精选实施项目。优选数字化实施基础好、“油公司”模式改革环境好的采油单位作为内部试点，按照“远近结合、统筹兼顾”的原则，优选建设实施项目，增强项目的实用性、先进性和适度超前性，努力形成有特色、可复制、可推广的“鲜活样板”。

三要夯实数据基础。高度重视数据资源建设和开发利用。数据是企业的重要资产，也是数字化转型的重要基础。注重数据的自动化、源头化、标准化采集，依托全周期数据治理体系、全业务区域数据湖和全领域专家知识库建设，提高数据采集质量和整合共享统筹能力，让数据多“走路”、员工少“跑路”，使数据的价值得到充分发挥。

2.3 坚持与时俱进，强化创新驱动

目前，数字技术的发展已经从互联网时代迈入人工智能时代。尽管大港油田近些年来在信息化建设上取得了一定成绩，但在人工智能、认知计算、机器学习等先进技术应用方面差距明显。而没有大数据、云计算等新一代信息技术支撑的数字化转型是难以持续的[7]。创新是社会发展的不竭动力，也是引领和推动数智油田建设的关键支撑。

一要加大新技术应用力度。数智油田建设除了靠需求推动，更要靠技术驱动，必须聚焦主营业务，以新一代人工智能技术为引领，加快ABCDE（人工智能、区块链、云计算、大数据、边缘计算）成熟技术的引进和落地应用，助推勘探开发业务全面提质增效、转型升级。

二要加大自主产品培育力度。强化推进“产学研”一体化发展，加强与知名院校、IT企业的合作，大力开展技术攻关和创新，加大自主知识产权产品的研发培育力度，探索一条“低成本、高质量”的数字化转型路径，以“大港技术”创“大港品牌”，不断提升公司创效能力和美誉度。

三要加大管理模式创新力度。把数智油田建设作为创新管理模式、转变管理方式的重要载体，以油公司模式改革为契机，以新型油田作业区组建为抓手，着力打造与数字化转型相适应的劳动组织模式和业务管理流程，助推管理水平、生产效率和经济效益的显著提升。

3 凝聚数智油田建设的强大合力

数智油田建设是一项持续演进发展的复杂系统工程，各个环节紧密关联、相互交融。必须始终坚持“一盘棋”思想，统筹各方面力量、整合各方面资源，努力形成统一领导、分工负责、上下联动、全员参与的良好工作格局。

3.1 健全组织保障

首先，从油田公司层面组建数智油田建设的领导机构和实施机构。领导机构负责统一指挥、统筹协调，解决工作过程中全局性、方向性的重大问题；实施机构重点履行业务规划编制、重点任务实施、日常工作推进等职责。其次，各采油生产单位要明确数智油田建设工作的责任人，试点单位由“一把手”挂帅，确保各项工作任务落到实处。再次，油田机关各部门和信息专业部门要高度协同、深度联动，确保整体工作协调推进。

3.2 创新机制保障

一要纳入整体发展规划。数智油田建设是一次全业务、全流程的优化重构，涉及科研、生产、经营、管理的方方面面，必须将其融入“十四五”整体发展规划，与勘探开发核心业务同安排、同部署、同推动。

二要全力推动流程优化与机构改革。制定鼓励数字化转型、智能化发展的激励政策，由业务主管部门牵头，根据数智油田建设进展，持续推动建立与数智油田建设相适应的组织机构、人力资源、业务流程和操作规程，确保数字化转型落地见效。

三要建立数字化研发机制。联合知名院校，深入开展跨学科、多领域、多维度的“产学研”合作，全力攻克制约数智油田建设的瓶颈难题。引入战略合作公司，组建联合团队，成立研发中心，打造自主品牌的智能化软硬件产品体系。

四要建立完善配套制度。加强新业态环境的制度创新，及时修订完善体系文件、内控流程，形成适应数字化转型、智能化发展的政策、舆论、文化和用人导向，为数智油田建设提供制度保障和持久动力。

3.3 落实资金保障

数智油田建设不仅是现阶段推动提质增效的重要引擎，更是关乎老油田生存发展的百年大计。因此，在研究资金计划、考虑资金投入时，必须要站得高、看得远，要算大账、算长远账、算整体账，通过上级下拨与企业自筹相结合筹集建设资金，并通过制定滚动计划、纳入年度预算等措施，实现资金统筹安排、优先保证、落实到位。

3.4 做好人才保障

推进转型发展，人才是关键。完善柔性引才引智机制，建立健全多层次、跨学科的综合型人才赋能体系，全方面提升数字化人才服务保障水平，有效盘活人力资源，建好三支人才队伍。

一是建好数智技术人才队伍。通过开展科技攻关、项目建设，建立高端领军人才、技术专家、技术骨干的数字化人才梯队，建成专业化的数智油田建设与运维队伍。

二是建好数智操作人才队伍。利用VR、AR及网络培训等新形式，使基层员工熟练掌握数字化、智能化操作技能，实现由“操作型”向“操作+技能型”转变。

三是建好数智应用人才队伍。建设系统应用网络培训平台，广泛深入开展管理和技术人员培训，大力提升数字化、智能化应用系统的操作和分析能力，推动人工智能、虚拟现实、协同工作平台等新技术的深度应用。

4 结束语

当今世界，产业数字化正在全面加速推进，数字化浪潮正在深刻影响并重塑全球工业格局。石油行业作为传统能源行业，生存发展面临严峻考验。尤其对于我国东部老油田而言，要提高管理水平、提升劳动效率、优化人力资源配置、推动高质量发展，数字化转型、智能化发展已经成为必由之路。

数智油田建设是老油田数字化转型、智能化发展的缩影，应着眼于效率、效益、效能“三个提升”，按照“统一规划、分步实施、试点先行、规模推广”的原则，将数字技术融入勘探、开发、生产、经营全业务链，加快推动智能油藏、智能井筒、智能地面和智能管理建设，加快构建“实时监控、智能诊断、协同共享、风险预控、智慧决策”的业务新模式，全力推动企业发展理念、工作模式、运营管理、科技研发、体制机制等全方位变革，以数智化转型驱动高质量发展。