□本報(bào)記者 王福全
200千米管理半徑范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)油氣田井站無人值守、區(qū)域集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程智能操作；近3000路攝像頭全天候監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，智能識(shí)別不安全行為；利用人工智能技術(shù)識(shí)別復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，尋找斷裂、溶洞或儲(chǔ)集體，提高科研質(zhì)效……近年來，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代技術(shù)創(chuàng)新演變，加速推進(jìn)數(shù)智化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為油氣田企業(yè)推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的共識(shí)。
西北油田對(duì)標(biāo)現(xiàn)代企業(yè)管理和一流油公司建設(shè)，積極推動(dòng)“數(shù)智+”進(jìn)入大漠戈壁，融入生產(chǎn)運(yùn)行管理、服務(wù)科研提質(zhì)增效，開辟出深層油氣效益增產(chǎn)的新賽道。
“數(shù)智+運(yùn)行”
生產(chǎn)運(yùn)行快捷高效
從新疆沙雅縣出發(fā)，經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)的車程，一座占地近26個(gè)足球場(chǎng)面積的現(xiàn)代化聯(lián)合站出現(xiàn)在一片沙海中。
這是中國(guó)石化首座實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化數(shù)字孿生工廠和實(shí)體工程同步建設(shè)、同時(shí)交付的數(shù)字化聯(lián)合站——順北油氣田聯(lián)合站。
“所謂的數(shù)字孿生工廠，就是借助新技術(shù)構(gòu)建一個(gè)與物理聯(lián)合站相同的數(shù)字聯(lián)合站，與真實(shí)的聯(lián)合站同步仿真運(yùn)行。在數(shù)字場(chǎng)景中，我們可以對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度、智能模擬、前瞻預(yù)演等，從而更好地支撐生產(chǎn)運(yùn)行和管理決策。”西北油田采油四廠廠長(zhǎng)劉耀宇介紹。
順北油氣田生產(chǎn)運(yùn)行指揮中心距離聯(lián)合站不足1公里。在這里，員工可以對(duì)鉆完井、油氣生產(chǎn)、工程作業(yè)、集輸處理、產(chǎn)品銷售的全鏈條集中監(jiān)控。
“我們?cè)?00千米管理半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了油氣田井站無人值守、區(qū)域集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程智能操作?！眲⒁钫f，“甚至油氣田范圍內(nèi)1000余千米的集輸管線，全部通過光纖測(cè)振、測(cè)溫，實(shí)現(xiàn)了泄漏監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)預(yù)警。”
依托數(shù)智化技術(shù)，順北油氣田構(gòu)建“三端三系統(tǒng)”數(shù)字油田架構(gòu)。前端依托SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有油氣井、集輸站庫、生產(chǎn)管線數(shù)據(jù)自動(dòng)采集及控制；中端依托生產(chǎn)指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)全業(yè)務(wù)鏈的集中監(jiān)控、過程預(yù)警、異常處置；后端依托智能油田系統(tǒng)，利用前、中端系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)油藏動(dòng)態(tài)管理、生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化、經(jīng)營(yíng)管理等八大業(yè)務(wù)領(lǐng)域的輔助決策。
得益于新技術(shù)規(guī)模應(yīng)用，順北油氣田打破傳統(tǒng)采油廠“十大崗位+采油氣管理區(qū)”兩級(jí)管理模式，探索構(gòu)建了“采油廠、專業(yè)團(tuán)隊(duì)、承包商”三位一體，“扁平化架構(gòu)、項(xiàng)目化運(yùn)作、平臺(tái)化組織、智能化支撐”四化融合的管理模式，實(shí)現(xiàn)“廠直管到班站”。順北油氣田聯(lián)合站整體用工較同類站庫減少54%、新建設(shè)的順北油氣田天然氣處理廠整體用工較同類站庫減少70%。
“2022年，我們率先在集團(tuán)公司上游板塊實(shí)現(xiàn)全口徑用工百人百萬噸目標(biāo)，用人最少、成本最低、機(jī)制最優(yōu)、效益最好的標(biāo)準(zhǔn)化示范油田建設(shè)初見成效?！眲⒁钫f。
“數(shù)智+安全”
安全管理嚴(yán)實(shí)并舉
今年11月初，西北油田采油一廠啟動(dòng)閥間組管線隱患治理工程。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，不僅有安全督察人員流動(dòng)檢查，而且有多個(gè)點(diǎn)位的攝像頭對(duì)安全施工情況進(jìn)行監(jiān)控。
“油田借助數(shù)智化技術(shù)，建成了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)違章智能識(shí)別平臺(tái)。平臺(tái)能夠智能分析各路攝像頭拍攝到的實(shí)時(shí)畫面，發(fā)現(xiàn)不安全行為時(shí)，便向安全監(jiān)管人員發(fā)出預(yù)警，以便及時(shí)采取措施進(jìn)行糾正?！蔽鞅庇吞锇踩h(huán)保質(zhì)量管理部高級(jí)主管孫元疆介紹。
西北油田主要區(qū)塊處于大漠戈壁，在安全管理上既面臨油氣田企業(yè)油氣開采、集輸、鉆修井作業(yè)節(jié)點(diǎn)繁多等共性問題，又存在駐地與井站、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)距離遠(yuǎn)，安全監(jiān)管人員力量不足等個(gè)性化難題。如果大量增加安全監(jiān)管人員，不僅會(huì)大幅增加管理成本，而且依然無法解決因員工業(yè)務(wù)水平差異、無法全天候值守等因素導(dǎo)致的盲點(diǎn)、盲區(qū)。
近兩年，西北油田充分整合內(nèi)部井站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息化平臺(tái)等資源，搭建投運(yùn)了作業(yè)違章智能識(shí)別平臺(tái)，結(jié)合工區(qū)油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全管控的重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)置了近3000路監(jiān)控?cái)z像頭。他們創(chuàng)新研發(fā)了通用場(chǎng)景、直接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、鉆修井現(xiàn)場(chǎng)等10類場(chǎng)景53種典型算法，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)安全監(jiān)管全覆蓋。
“平臺(tái)發(fā)出預(yù)警提示后，安全監(jiān)管人員會(huì)快速處置，及時(shí)消除不安全行為，現(xiàn)場(chǎng)處置率在95%以上，有力保障了安全生產(chǎn)。”孫元疆說，“平臺(tái)將各類不安全行為按照時(shí)段、場(chǎng)景、預(yù)警級(jí)別、違章類型等進(jìn)行分類，再通過大數(shù)據(jù)分析功能多維度研判安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，為我們采取針對(duì)性措施消除安全管理薄弱環(huán)節(jié)、開展崗位人員定向技能培訓(xùn)等提供了有力支撐?！?/span>
“數(shù)智+科研”
科技創(chuàng)新提質(zhì)增效
“能不能利用人工智能技術(shù)識(shí)別復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，尋找斷裂、溶洞或儲(chǔ)集體？”聽到這個(gè)想法，很多人都覺得是“異想天開”。
其實(shí)，在2019年底，西北油田就圍繞這個(gè)課題設(shè)立了科研項(xiàng)目組，聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、中國(guó)石化石油物探技術(shù)研究院開展一體化攻關(guān)。
對(duì)地震資料解釋人員來說，要識(shí)別剖面上的斷裂、溶洞或儲(chǔ)集體，首先要開展儲(chǔ)層特征研究，確立各項(xiàng)參數(shù)，然后利用資料建立不同特征的地震地質(zhì)模型，再通過地震物理模擬實(shí)驗(yàn)建立斷裂及斷溶體特征數(shù)據(jù)集。
這就像在大森林里尋找大象、狐貍、兔子等動(dòng)物。解釋人員要有豐富的經(jīng)驗(yàn)，或能科學(xué)套用相應(yīng)“動(dòng)物”模型，識(shí)別的準(zhǔn)確度才夠高、速度才夠快。
項(xiàng)目組人員根據(jù)這一思路，就像教小朋友識(shí)別動(dòng)物一樣開始指導(dǎo)數(shù)智系統(tǒng)學(xué)習(xí)。他們先運(yùn)用已有的模型特征制作適用的“識(shí)圖卡片”，然后教授數(shù)智系統(tǒng)“識(shí)別動(dòng)物”，再通過生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用不斷豐富、修正“識(shí)圖卡片”中的內(nèi)容，不斷提升數(shù)智系統(tǒng)識(shí)別的精度。
按傳統(tǒng)模式，完成一塊200平方千米三維地震資料的斷裂識(shí)別與描述，研究人員需要用1~2個(gè)月的時(shí)間。而運(yùn)用人工智能技術(shù)，只需1周時(shí)間就能完成斷裂的識(shí)別和預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，研究人員再用1周的時(shí)間就能基本完成相關(guān)描述。
“通過識(shí)別結(jié)果比對(duì)，人工智能的計(jì)算效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)地震屬性算法與追蹤方法，人工智能還能夠發(fā)現(xiàn)肉眼和以往靠經(jīng)驗(yàn)不能識(shí)別的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。人工智能訓(xùn)練的模型可保存，能夠在相似地質(zhì)結(jié)構(gòu)識(shí)別中重復(fù)利用。這些優(yōu)勢(shì)，都是人力不能相比的?！蔽鞅庇吞锟碧介_發(fā)研究院地球物理研究所工程師王超解釋道。
王超說，人工智能技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域應(yīng)用雖然還有很多的難題需要解決，但新的技術(shù)手段一旦成熟應(yīng)用，必將推動(dòng)油氣勘探開發(fā)質(zhì)量和效益的跨越式提升，令人期待。
鏈接：中國(guó)石化報(bào) (sinopecnews.com.cn)
（原載《中國(guó)石化報(bào)》2023年12月4日）
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