現(xiàn)代的開(kāi)放式架構(gòu)設(shè)計(jì)正在釋放石油工業(yè)上游數(shù)據(jù)的價(jià)值，以提供更高效、更安全的工作流程，滿(mǎn)足提高投資回報(bào)率的目標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，油田服務(wù)公司在上游油氣行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。作為設(shè)備和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一線提供者，從最大的國(guó)有石油公司到最小的獨(dú)立石油公司，都在依靠這些服務(wù)公司來(lái)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，在一個(gè)廣泛的經(jīng)濟(jì)條件下提高該領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)績(jī)效。
上游石油和天然氣行業(yè)看到的每一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，從越來(lái)越耐用的聚晶金剛石鉆頭到能夠承受20,000psi工作壓力的海底防噴器，都有一個(gè)共同的因緣，那就是提高投資回報(bào)的驅(qū)使力。產(chǎn)出價(jià)格的波動(dòng)，加上降低資本支出的壓力，都是關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素。該行業(yè)對(duì)其運(yùn)營(yíng)安全的深刻的文化承諾，也在技術(shù)創(chuàng)新和新工藝的開(kāi)發(fā)中發(fā)揮了作用。
油氣行業(yè)的第四次工業(yè)革命
第四次工業(yè)革命的復(fù)興正值油田服務(wù)業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻。隨著鉆井技術(shù)的成熟和筒倉(cāng)式的計(jì)算機(jī)化過(guò)程達(dá)到其極值，這種不斷發(fā)展的數(shù)字技術(shù)空間正在為生產(chǎn)、正常運(yùn)行時(shí)間和效率創(chuàng)造一個(gè)新的視野，其中所運(yùn)用的數(shù)據(jù)源于多數(shù)據(jù)源的有效整合。
一家領(lǐng)先的數(shù)據(jù)和分析公司GlobalData表示，上游石油天然氣行業(yè)正在為尋找新的儲(chǔ)量或油氣資源、新的開(kāi)采技術(shù)以及自動(dòng)化操作而大力投資。盡管在這一過(guò)程中涉及到一些風(fēng)險(xiǎn)，但精通技術(shù)的企業(yè)明白，今天的投資會(huì)在未來(lái)帶來(lái)巨大的回報(bào)。無(wú)論資產(chǎn)類(lèi)型如何，當(dāng)務(wù)之急是推廣新技術(shù)，意在優(yōu)化油氣采收率，最大限度地提高產(chǎn)量。
GlobalData公司顛覆性技術(shù)分析師Abhishek Paul Choudhury表示：“石油和天然氣公司正越來(lái)越多地采用智能自動(dòng)化以及其它的數(shù)字推動(dòng)技術(shù)來(lái)整合海量數(shù)據(jù)，并從中獲得有用的見(jiàn)解，以簡(jiǎn)化已定義的上游價(jià)值鏈中復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能算法相結(jié)合，正在開(kāi)展篩選和發(fā)現(xiàn)最佳油藏涵蓋面積選擇、改進(jìn)地下油藏建模、提高鉆井績(jī)效的行動(dòng)”。
數(shù)據(jù)民主化
就像任何以技術(shù)驅(qū)動(dòng)的行業(yè)一樣，油田服務(wù)公司必須克服一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)才能充分獲得可用的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的價(jià)值。這就是有時(shí)被稱(chēng)為“暗數(shù)據(jù)”的說(shuō)法，也就是系統(tǒng)能生成比立刻適用的更多的信息。因此“暗數(shù)據(jù)”往往未被探索。其他的時(shí)候，系統(tǒng)是在一個(gè)真空環(huán)境中創(chuàng)建的，旨在以專(zhuān)有方式工作，很少考慮它們與其它地方開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品如何進(jìn)行整合。
數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)是以幾種不同的方式顯現(xiàn)出來(lái)的，高質(zhì)量的數(shù)據(jù)不容易跨產(chǎn)品整合；孤立的產(chǎn)品意味著筒倉(cāng)式數(shù)據(jù)（或“數(shù)據(jù)孤島”）非常深?yuàn)W，但沒(méi)有廣度；這種廣度的缺失強(qiáng)化了一種“不是在這里發(fā)明的”思維傾向，導(dǎo)致公司與公司之間創(chuàng)新努力的重復(fù)。
第四次工業(yè)革命給油田服務(wù)公司帶來(lái)的是跨越這些數(shù)據(jù)孤島與工程學(xué)科之間整合數(shù)據(jù)的能力?，F(xiàn)代的開(kāi)放式架構(gòu)設(shè)計(jì)正在釋放所生成的包括地震勘測(cè)、鉆井項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及人工舉升效能所有這些上游數(shù)據(jù)的價(jià)值，目的是提供更高效、更安全、能滿(mǎn)足提高投資回報(bào)目標(biāo)的工作流程。
開(kāi)放式架構(gòu)環(huán)境的自動(dòng)化
油田服務(wù)公司正在開(kāi)發(fā)自己的開(kāi)放式架構(gòu)環(huán)境，客戶(hù)的數(shù)字團(tuán)隊(duì)可在整個(gè)數(shù)字化生命周期中概述他們自己的旅程。
哈里伯頓最近推出了他的DS365.ai（一種通過(guò)授權(quán)快速訓(xùn)練預(yù)建模型，或在運(yùn)營(yíng)中創(chuàng)建和部署創(chuàng)新的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案，意在增強(qiáng)地下、鉆井和生產(chǎn)的工作流程，從而提高企業(yè)能力，擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模的服務(wù)）云服務(wù)，通過(guò)智能自動(dòng)化加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。行業(yè)特定的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)模型在該公司的OSDUTM數(shù)據(jù)平臺(tái)上運(yùn)行，利用了iEnergy® 云的可擴(kuò)展架構(gòu)。數(shù)據(jù)工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)家們能夠大規(guī)模地設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和部署AI模型，或快速訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型。
在DS365.ai環(huán)境中，參與者可以訪問(wèn)和修改開(kāi)源數(shù)據(jù)模型，并在整個(gè)社區(qū)分享他們的工作，包括一個(gè)熟悉的五星級(jí)排名系統(tǒng)。模型可作為獨(dú)立服務(wù)予以提供，也可以集成到更廣泛的應(yīng)用中，包括輔助巖性解釋、地震引擎和實(shí)時(shí)油井工程范疇。哈里伯頓的DS365.ai服務(wù)實(shí)現(xiàn)了快速的投資回報(bào)，大規(guī)模部署了70多個(gè)項(xiàng)目和60多個(gè)人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)模型。積極的財(cái)政成果包括一家國(guó)有石油公司預(yù)測(cè)的一次人工舉升故障，主動(dòng)地為60口井節(jié)省了400萬(wàn)美元的維修成本。在拉丁美洲，一家獨(dú)立的石油公司利用DS365.ai服務(wù)，運(yùn)用一種機(jī)器學(xué)習(xí)地震轉(zhuǎn)換方法，減少了不確定性，從而將建模周期時(shí)間縮短了70%。
貝克休斯已使其JewelSuite 應(yīng)用程序在微軟的Azure Marketplace平臺(tái)上運(yùn)行，簡(jiǎn)化了Azure云平臺(tái)上人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序的部署與管理。在線市場(chǎng)產(chǎn)品通過(guò)“免稅增值”模式提供對(duì)貝克休斯集成油田開(kāi)發(fā)和油井施工應(yīng)用程序的即時(shí)訪問(wèn)，為更復(fù)雜的應(yīng)用模塊提供分層服務(wù)計(jì)劃方案。Azure Marketplace 中的 JewelSuite作為客戶(hù)訂閱Azure服務(wù)的一部分，使用客戶(hù)自己的技術(shù)軟件基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行操作，將地下數(shù)據(jù)運(yùn)用于JewelSuite應(yīng)用程序中。這個(gè)訂閱模型使客戶(hù)能將軟件許可和支持成本降低高達(dá)30%。JewelSuite地下建模應(yīng)用程序能夠快速創(chuàng)建精準(zhǔn)的地質(zhì)模型，隨時(shí)更新和修改新井信息，幫助實(shí)現(xiàn)最佳的油田開(kāi)發(fā)和提高產(chǎn)量。殼牌是目前使用JewelSuite的30多家客戶(hù)公司其中之一。
斯倫貝謝正在與AVEVA（一家工業(yè)軟件領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者）合作，在其DELFI™認(rèn)知的勘探與開(kāi)發(fā)環(huán)境中連接邊緣、人工智能和云數(shù)字系統(tǒng)，優(yōu)化能源公司獲得、處理和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的方式，提高井場(chǎng)作業(yè)效率，更好地管控設(shè)備運(yùn)行，以及提高生產(chǎn)績(jī)效。通過(guò)這種合作，兩家公司的物聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)功能都交付給上游市場(chǎng)，包括AVEVA的Pi System數(shù)據(jù)管理平臺(tái)功能，以及斯倫貝謝的領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)和分析功能，這些功能由Agora（一個(gè)領(lǐng)先的視頻、語(yǔ)音和實(shí)時(shí)交互式流媒體平臺(tái)）邊緣和DELFI環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供。
斯倫貝謝數(shù)字與系統(tǒng)集成總裁Rajeev Sonthalia表示，“此次合作將我們的邊緣和云解決方案與AVEVA PI系統(tǒng)結(jié)合在一起，無(wú)縫地釋放了對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，加速了洞察力和行動(dòng)實(shí)施。通過(guò)與AVEVA在DELFI環(huán)境中整合我們的領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)、安全邊緣技術(shù)和數(shù)字應(yīng)用程序，我們將能幫助客戶(hù)提高效率，改變他們的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)”。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展
改善機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信，從虛擬傳感器收集信息，獲得新的洞察，將使油田服務(wù)提供商能夠增加數(shù)據(jù)體量和種類(lèi)，以推動(dòng)決策過(guò)程，同時(shí)尋找提高運(yùn)營(yíng)效能的新方法。
威德福對(duì)其遠(yuǎn)程操作、可視化、邊緣自動(dòng)化以及與人工舉升作業(yè)相關(guān)的人工智能產(chǎn)品重新產(chǎn)生了興趣。這是因?yàn)闇y(cè)量壓力、溫度、振動(dòng)和流量等額外傳感器或控制器的引入所引起的。然而，事實(shí)證明，預(yù)算的限制對(duì)完全整合這些新技術(shù)所需的大量資本投入帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
雖然很大一部分采用人工舉升的油井已經(jīng)擁有了傳感器和自動(dòng)化設(shè)備，但其中的大部分都是在過(guò)時(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)上建立的，這些技術(shù)只能用于在預(yù)設(shè)操作的設(shè)定值下執(zhí)行基本的控制功能，這些設(shè)定值由井場(chǎng)的生產(chǎn)工程師通過(guò)SCADA軟件工具來(lái)設(shè)定。SCADA軟件通信的局限性意味著這些控制器通常是以過(guò)時(shí)的設(shè)定值在運(yùn)行，經(jīng)過(guò)優(yōu)化在安全限值下運(yùn)行，可應(yīng)對(duì)儲(chǔ)層狀況的變化或其它物理特性的變化。
威德福正在將其ForeSite Edge智能設(shè)備運(yùn)用于這些現(xiàn)有的裝置，最大限度地利用井場(chǎng)已有的數(shù)字設(shè)備，同時(shí)整合經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的舉升優(yōu)化和油井建模技術(shù)。無(wú)論是使用網(wǎng)站上已有的控制器來(lái)實(shí)施，還是作為獨(dú)立設(shè)備安裝來(lái)實(shí)施，該系統(tǒng)將現(xiàn)代的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的控制模型、加上先進(jìn)的人工智能功能，來(lái)提高油氣產(chǎn)量，降低作業(yè)成本。
國(guó)民油井
Varco（NOV）正在解決在為加工技術(shù)引入數(shù)字產(chǎn)品時(shí)一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，這就是整個(gè)設(shè)施中缺乏足夠的傳感器的問(wèn)題。雖然先進(jìn)的工藝流體的在線表征呈現(xiàn)出一個(gè)有價(jià)值的結(jié)果，但一個(gè)工藝系統(tǒng)中的許多儀器并未被充分用于工藝優(yōu)化。
虛擬傳感器可以數(shù)字生成，用來(lái)測(cè)量物理傳感器無(wú)法使用或現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法充分發(fā)揮其潛力的參數(shù)。例如，為了防止水合物積聚，用于出油管的單乙二醇積聚監(jiān)測(cè)裝置能使石油公司降低系統(tǒng)堵塞以及與之相關(guān)的停工的風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)民油井
Varco的MEG過(guò)程智能管理器可降低運(yùn)營(yíng)花銷(xiāo)，促進(jìn)低人力作業(yè)。虛擬傳感器可預(yù)測(cè)取料機(jī)中關(guān)鍵離子的積累量和固體的沉淀量。模擬器與進(jìn)料機(jī)上可用的二級(jí)傳感器數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，根據(jù)以離散間隔進(jìn)行的實(shí)際流體測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣就允許根據(jù)來(lái)自輔助傳感器的輸入數(shù)據(jù)，在流體樣本之間連續(xù)對(duì)模型進(jìn)行更新。
在問(wèn)題發(fā)生之前解決問(wèn)題
通過(guò)數(shù)字化技術(shù)弄清楚作業(yè)中機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，可以減少甚至消除海上鉆井作業(yè)中計(jì)劃外的停工時(shí)間。貝克休斯正在努力整合海上鉆井作業(yè)人員、流程和技術(shù)，以找到一個(gè)可靠和確定性的基準(zhǔn)，以最少的鉆機(jī)停工為作為首要目標(biāo)。在現(xiàn)代深水鉆井項(xiàng)目中，由于計(jì)劃外的電力供給，數(shù)百萬(wàn)美元的投入可能會(huì)遭遇損失。
貝克休斯的Sealytics（一種設(shè)計(jì)用于與第二代防噴器無(wú)縫匹配的控制系統(tǒng)）與海底鉆井控制系統(tǒng)集成于一體，能夠提供連接原始設(shè)備制造商規(guī)定的維護(hù)計(jì)劃、以及設(shè)備所有者執(zhí)行所要求的保真度。其結(jié)果是一個(gè)可全面掌握系統(tǒng)的狀況，系統(tǒng)正在進(jìn)行的操作，建立起一個(gè)護(hù)理、監(jiān)管和控制的鏈條。
貝克休斯海上鉆井系統(tǒng)副總裁Chuck Chauviere說(shuō)，“一旦你擁有了這方面的進(jìn)展，你就可以開(kāi)始應(yīng)用簡(jiǎn)單的東西，如周期計(jì)數(shù)。我們可以監(jiān)測(cè)周期性事件，以及鉆井作業(yè)中周期事件發(fā)生的地點(diǎn)。然后，你可以開(kāi)始將其與平均故障時(shí)間的工程學(xué)科相結(jié)合，開(kāi)始改進(jìn)設(shè)備的性能。在此之前，我們只是有了基于時(shí)間的處方”。
Sealytics提供了將運(yùn)營(yíng)結(jié)果中的維護(hù)要求整合到未來(lái)計(jì)劃內(nèi)系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間的可見(jiàn)性。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的知識(shí)能夠根據(jù)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界條件下的使用方式，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃內(nèi)的事件維護(hù)，包括預(yù)防性任務(wù)。
邊緣設(shè)備連接到海底防噴器控制系統(tǒng)，可以訪問(wèn)多個(gè)直接的傳感器，Sealytics還可以訪問(wèn)一系列間接的傳感器，測(cè)量壓力、溫度和時(shí)間?；谶@些數(shù)據(jù)，Sealytics算法能夠根據(jù)用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)防噴器系統(tǒng)的物理狀態(tài)進(jìn)行建模。
Chauviere說(shuō)，“Sealytics使用這些數(shù)據(jù)表明，‘當(dāng)你告訴系統(tǒng)做一件事時(shí)，就會(huì)發(fā)生另外一連串的事件’。正是這樣，我們才能利用我們的主題專(zhuān)家來(lái)理解系統(tǒng)正在創(chuàng)建的圖畫(huà)，一幅多彩的數(shù)據(jù)集畫(huà)卷。然后，可以將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到陸上，放入一個(gè)更廣泛的數(shù)據(jù)湖中，這樣我們就可以獲得更豐富的數(shù)據(jù)體驗(yàn)，然后對(duì)類(lèi)似的設(shè)備群進(jìn)行更廣泛的評(píng)估，這樣我們就可以開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)更豐富的數(shù)據(jù)集。”
微信公眾號(hào)
微信視頻號(hào)
京公網(wǎng)安備11010502053156號(hào)