海上油田数字化建设的现状及展望

郝 帅，孟庆军

（1.中海油能源发展装备技术有限公司，天津 300452；2.天津滨海概念人力资源有限公司，天津 300452）

引言

当前数字化技术开始逐步渗透到传统的产业模式和商业模式中。在数字化浪潮中，国内外能源公司、专业公司积极开展数字化、智能化应用研究，例如荷兰壳牌、挪威国家石油公司等企业通过应用智能化技术，油田生产效率提升显著。与此同时，我国海洋油田企业也开始融合互联网等现代信息技术，重视数字化技术的应用，积极开展数字化油田探索，积累发展经验。

1 数字化油田建设进展

1.1 国外方面

数字化油田建设在国外起步较早，最早可以追溯到20世纪80年代的油田自动控制。2014年，国际油价暴跌，油田企业经营面临极大的挑战。为了提升企业经营效益，适应新的商业发展模式，国外石油公司开始加大数字化转型的力度，其中荷兰壳牌、英国BP石油公司是数字化油田探索的先行者[1]。以荷兰壳牌石油公司为例，早在2000年就开始实施智能油田计划，并开展生产监测智能化实时建设，及时了解油田当前和预期情况，并逐步在重点领域实现整体改造。油田智能化建设的实施，有效地提升了油田的生产经营效率，据统计，数字化方案的实施将壳牌石油公司的采收率提高了10个百分点。

1.2 国内方面

我国油田数字化建设起步相对较晚，早在20世纪90年代就实施了数据数字化建设，但是整体水平较低，难以达到数字化建设的水准。进入新世纪以后，长庆油田开始实施“油田数字化管理”理念，揭开了我国油田数字化建设的序幕。新疆油田于2011年开始智能油田全面建设，计划通过数字化日常生活经营管理保障油田高效生产。中国海油于2014年开始了数字化建设，积极将新型数字化技术融入到油田业务中，截止2020年已经累计完成11座平台的无人化建设，数字化转型势头明显[2]。

2 数字化油田的典型模式

2.1 多领域跨界合作建设模式

现代信息技术的蓬勃发展推动了IT企业的快速崛起。一方面IT企业具有较强的数字化研发能力，另一方面石油企业拥有成熟的油气勘探开发生产经验，二者相互合作，能够发挥自身特长，有助于提升数字化油田建设的水平。比如油田服务公司哈利波顿与IT巨头微软公司开展战略合作，开展油气行业数字化研究。

2.2 一体化生产经营模式

在数字化油田转型的浪潮中，越来越多的石油公司开展了勘探开发、生产经营一体化探索研究。其中比较有代表性的是油气行业巨沙特阿美国家石油公司构建了多学科集成发展中心，积极整合一系列行业专家的技术经验，推动油田勘探开发一体化的协同发展。与此同时挪威国家石油公司也开始尝试将勘探、开发、生产协同运营，搭建多专业数据集成平台。

2.3 平台化的IT服务模式

数字化油田的建设和发展离不开系统和数据的保障支撑作用，为避免分散建设带来的“数据孤岛”现象，越来越多的石油企业开始将云计算等技术融入到数字化建设中，通过平台化的IT服务模式，开展集中式系统平台的建设[3]。康菲石油公司开展了综合数据中心（IDW）数字化项目，构建多领域的综合数据中心，大幅提升了员工数据分析的效率。英国BP石油公司将勘探开发数据迁移到云平台数据中心，并汇总到数据湖中，通过深挖数据价值提高企业生产经营效率。

3 我国海上油田数字化油田建设实践

随着国内油气资源进口依赖度的逐步提升，加大国内油气勘探开发，缓解国内能源压力，保障能源安全，已经逐步成为我国能源界的共识。在数字化油田建设的浪潮中，我国石油企业积极参与并探索相关业务的智能化转型。

3.1 基础服务数字化建设

中国海油积极开展海陆通信网络环境优化建设，为海上油田的数字建设提供网络服务保障。基于平台业务承载网、应急通信网，海上油田通讯宽带提升了2～3倍。与此同时为有效提升数字资源的分配水平，构建了云计算平台，服务器分配能力大幅提升。除此之外，中国海油在无人平台建设、远程智能控制等方面均开展了卓有成效的探索[3]。

3.2 全面感知数字化建设

统一海上平台与陆地终端的数据标准，实现生产数据的实施传输和应用。加大软件、硬件系统的改造，实现关键数据的动态监测和实施传输，比如井场实时数据传输系统的研发和应用极大地提升了钻井的时效性。

3.3 生产协同、科学决策数字化建设

在作业协同等方面，贯通勘探开发生产研究流程，集成一体化运营管理系统、生产作业协同指挥平台、随钻实时决策系统、钻完井专家辅助决策和培训系统、智能生产优化辅助决策系统等，有效地解决了传统模式中的“信息孤岛”问题，为企业高效决策提供数据支撑。

4 海上油田数字化建设的展望

4.1 海上油田数字化建设存在的问题

数字化油田的发展和建设经历了生产经营数据的数字化建设、信息技术与油田勘探开发生产融合的示范性检核以及智能油气藏的探索与建设等多个阶段，已经初步形成了数字油田思维和数字技术模式、管理模式和运行模式，但是仍然存在一些问题。比如在数据建设方面存在数据滞后、标准不一、数据治理能力欠缺等问题，再比如在油田数字化管理建设方面，技术创新、战略制定能力等有待进一步提升。

4.2 海上油田数字化建设发展建议

油气行业上游业务的数据化建设涉及地震勘探、地质解释、油藏表征、井位设计、钻探施工、生产建模等多个专业，未来的数字化转型主要集中在油田自动化生产优化、基于数字技术的预测性维护、工业物联网构建、新建海上设备智能调试、海上设别远程控制等方面。

中国海上油田数字化建设发展的思路主要可以总结为一平台、一数据、两体系、三组织、四类应用，即构建海油云平台，完善公共组件和技术工具，为系统和应用开发提供基础服务；基于数据湖理念架构数据服务体系，为新兴技术应用提供数据支撑；在技术变革的基础上，逐步升级优化业务管理流程，构建与数字化油田发展相适应的管理体系和安全技术体系，为保证数字化建设提供制度和安全保障；在管理调度上，推动协同工作理念，变革管理方式，为总部、分公司、作业公司提供服务；在具体应用方面，一是着重发展无人化操作，实现远程监控和运维，提升平台及终端的自动化水平；二是开展可视化油藏研究，缩短油藏发现周期；三是基于一体化理念，多专业融合研究，实现协同化运营；四是基于数字化分析技术针对多专业、多维度信息，实现科学化、精准化决策。

面对海上油田数字化建设的潜在压力，注重先进技术的研发和引进，可提高油田生产效率，降低生产风险；另一方面要制定与企业发展相适应的人力资源战略，提升技术人员的力量，选择合适的油田和数字化项目，提高数字化油田转型的针对性和精准程度。

5 结语

数字化转型是海上油田应对低油价风险形势，降低运营成本的重要路径。加大技术创新，深入技术探索，搭建完善的数据通道和应用体系，实现不同专业、不同系统的综合利用，保证油田生产的高效开展。