12月上旬,由北京市人民政府和国务院发展研究中心主办的“2019全球能源转型高层论坛”在京召开。论坛主题是能源技术革命引领产业发展和新业态,物联网、人工智能、大数据、云计算、5G等新一代智能化技术成为会议探讨的热点,技术的快速发展,为全球能源转型提供了强有力的支撑,正在重塑油气工业的格局,带来新的发展机遇和价值。

  由于油气资源禀赋差及外界环境因素,我国油气工业在经历多年高速发展后,近年来正面临多个方面的严峻挑战。

  我国主力油田普遍进入特高含水后期开发阶段,采出液含水率超过90%,剩余油高度分散,产量呈严重递减趋势,太阳2登录平台开采难度日益增大,成本大幅提高,严重影响石油产量,全国石油产量连续3年下滑至2018年的1.89亿吨。控制产量递减幅度成为老油田的迫切任务。

  随着勘探程度不断加深,常规油气田大型发现的几率很小,非常规资源成为重要的接替,新发现的优质资源越来越少,特低、超低渗透和致密等低品位资源占70%以上。非常规油气的大规模开发需要借鉴北美的新技术。在斯伦贝谢北亚区总经理赵刚看来,开发非常规油气时,思维方式、利用新技术新设备的方式,以及商业模式也需要相应变化。因为各个职能部门之间的协调机制不完善,国内油气产业形成碎片化的布局,制约上游生产效率。

  当前,油气生产外部环境形势依然严峻。一方面面临低油价困境,国际油价于2014年下半年断崖式下跌,此后持续低迷,近期虽有回升,但中低油价仍可能持续相当长的时间。在低油价下,油田必须降本增效,才能盈利。另一方面,安全环保压力加大,安全环保标准提高,成本增加。“环保区域内的生产井要全部关闭,全国每年大体影响1000万吨产量。”中国工程院院士韩大匡说。

  尽管面临诸多挑战,国内油气勘探开发力度仍不断加大,以缓解逐年攀升的油气对外依存度,保障国家能源安全。解决上述难题,需要大幅提高效率、降低成本,在油气生产中引入智能化技术是重要手段。如利用大数据、人工智能技术可以有效增加勘探的科学性,减少不确定性,从而增加高品位储量的发现,缓解石油资源劣质化的趋势。

  油气勘探开发要入地,俗话说,上天容易入地难,这是因为地下看不见摸不着,不确定性太大,但是随着新技术的发展,透视地下已经不再是神话。在论坛上,潜能恒信能源技术股份有限公司董事长周锦明,用动画演示了雄安新区地下整个立体结构,透视深度可达一万米以下。他介绍,这是采用目前最先进的多震源的传感器,采集地下数据,利用人工智能与三维WEFOX成像技术透视获得的结果。“目前消费的能源85%以上来源于地下,地面仅占14%,地下的东西看不见摸不着,都需要透视地球,融合现在的人工智能,地下资源的勘探开发将更加智慧。”

  尽管透视地球融合人工智能技术目前并未应用于油气勘探开发,但已有的实践表明,智能化建设确实能给油气生产带来红利。华为公司中国区企业方案首席技术官董伟嗣介绍,基于AI知识计算平台,测井油气层识别效果显著,实例显示,新井解释效率从数天降至1天,新井识别符合率提升15%,解释时间减少80%,综合成本下降50%。

  智能化技术飞速发展,为石油企业的转型升级提供了一条全新的进阶之路。可以看到,目前全球的大型石油公司也都为迎接这场智能化转型做了大量准备。例如,壳牌就宣布在石油行业大规模推行AI应用,方向为机器学习和问答/对话机器人领域;英国石油也在认知计算和知识图谱领域重金投入,开发了基于知识图谱的问答式查询服务以及基于深度神经网络的仿真建模;而哈里伯顿则聚焦边缘计算、智能机器人、自然语言处理等方向,希望能够将AI技术整合到油气勘探和生产生命周期中。

  国内各大石油公司也在不断探索智能油气田的建设模式。中国石油11月27日发布了勘探开发梦想云平台2.0版本,其上游业务信息化迈入一个更高阶段,开启数字化转型新篇章。截至目前,梦想云平台统一数据湖已管理48万口井、600个油气藏、7000个地震工区、4万座站库,共计1.7PB。中国石化在国内石化行业率先开展智能工厂,生产运行管理水平有效提升,生产数据自动采集率提高10个百分点。中国海油目前正在开展数字化转型顶层设计工作,将在2025年基本建成智能油田。

  招商局集团海洋工程技术中心总经理刘建成在演讲中表示,海洋钻井平台自动化智能化的进程确实比较慢,虽然钻井技术有了显著发展,但是很多操作还是停留在人工干预上面。近20年来,平台上配置的人员基本没有变化,甚至有的还增多。

  事实上,不仅是海洋钻井领域,整个油气行业的智能化程度都不足。斯伦贝谢展示了国外研究机构对全世界各行业数字化程度的研究结果,数据显示,油气行业数字化程度几乎排在最末端,远远落后于旅游、媒体和电信等行业。目前我国油气行业的信息化处于较高级阶段,数字化技术已经起步,但距离真正的智能化还相差很远,亟须加快发展步伐。

  刘建成表示,尽管低油价等因素减缓了钻井智能化发展,但是不能否定的是,数字化、智能化在石油钻井中的应用降低人员操作风险,使系统的可靠性和操作性得以提升。预计在2030年左右有望实现全自动钻井,如果油价回升更多,会更早实现。为了适应深水、北极、沙漠等恶劣环境的需求,2050年前后会有望实现无人化钻井,给钻井平台带来一次新的革命。

  中国石油集团经济技术研究院的预测显示,到2020年,数字化和智能化技术开始在全球油气生产领域规模化商业应用;2025年前后,在全球油气生产领域大规模推广;2030年后,将得到全面应用。数字化和智能化技术在油气生产领域的应用可以提高油气采收率20%以上,而成本可以下降20%以上。这将大大增加全球油气资源量,提升油气竞争力。

  全球能源行业都在呼唤着油气生产效率得到革命性提升,国内出于国家能源安全的考虑,近几年油气大规模增储上产,提速增效更加紧迫,很多可动用资源是非常规的。“智能化会驱动能源行业在短时间内产生革命性、爆发性的变化,蕴藏着巨大的商机。”赵刚对能源行业的智能化前景充满信心。