浅谈油气田智能管道发展背景及现状

徐雅雯 郭会敏 李嘉迪

摘要：我国油气行业的发展处于转型升级的重要时期，智能管道发展的是目前油气管道发展的最大趋势。随着我国云计算、物联网、大数据、移动应用、人工智能技术的兴起，对油气田管道智能化的探索也越来越深入，实现智能管道建设也是各油气田转型升级高质量发展的必由之路。本文重点分析了智能管道的建设背景及国内外发展现状。

关键词：智能管道;大数据;人工智能;预测预警

前言：

近年来，倍数式增长的管网发展对管道的建设及运营提出了更高的要求[1]，智能应用技术的快速发展为管道的发展不仅带来了巨大的挑战，也带来了重大变革和新的机遇，油气管道行业逐步迈入信息化、智能化的时代已经成为不可阻挡的趋势[2]。

一、智能管道的定义

关于油气管道行业的智能管道智慧管网的定义，中油管道的智能管道智慧管网顶层设计已经给出一个相对较通用的定义：智能管道是在标准统一和管道数字化的基础上，以数据全面统一、感知交互可视、系统融合互联、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控为目标，通过“端+云+大数据”的体系架构集成管道全生命周期数据，提供智能分析和决策支持，用信息化手段大幅提升质量、进度、安全管控能力，实现管道的可视化、网络化、智能化管理，最终形成具有全面感知、自动预判、智能优化、自我调整能力，且安全高效运行的智慧油气管网[3]。

二、智能管道建设背景

2015年国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，指出互联网的发展已经成为全世界的发展潮流中的重要一环，对各国经济社会的发展有着巨大的影响力，要把互联网技术融入社会各个领域，用信息化新技术推动各个领域的组织机构变革，形成以互联网新技术为基础的发展新形势。国家发改委发布的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》中明确指出鼓励通过智能化手段对化石能源进行开采、加工和高效生产，提升化石能源供需匹配度以及使用的高效性、多元性及灵活性[4]。根据目前国家发改委、能源局发布的《中长期油气管网规划》指出，到2025年全国油气管网将从12万公里发展到24万公里，成倍数增长的管网的发展对管道的智能化建设及运营提出了更高的要求[5]。2017年，在中俄东线天然气管道项目管理研讨会上提出建设“智能管道、智慧管网”工作目标并开展智慧管网的研究和顶层设计，同年8月成立中俄东线试点建设智能化管道领导小组和工作小组，同年10月经专家审查同意顶层设计方案，决定在此基础上开展总体设计和子课题（项目）设计，形成1+N成果。由此开启了从数字管道向智慧管网的新跨越。

三、智能管道的发展现状

管道运输在世界上已经有130多年的历史，截至目前，管道信息技术应用较为成熟的国家是美国、加拿大和意大利[6]。近年来，随着信息技术发展和管道完整性管理技术的发展，我国智能管道的建设与研究进入了蓬勃发展的时期，油气管道的发展逐步从数字化向智能化迈进。

在国内的发展中，中国石油是最先提出“数字化管道”的概念，并且在2004年建立了我国第一条数字化多功能管道——西气东输翼宁管道，实现管道工程项目建设和运营管理的信息化。2007-2008年，中国石化开展数字化管道建设，始于榆济管道工程，后在川气东送管道上全面深入建设数字化管道，并建成了管道专业地理信息系统。2014年，中国石化正式启动智能管线的建设，建成了具备应急管理、运行管理、综合管理等功能的智能化管线管理系统，大幅度提升了管线的自动控制及风险管控能力[1]。2018年，中国石化投产了川气东送智能诊断项目，研究智能诊断技术，为天然气长输管道智能化运行管理与实时诊断提供科学手段。

国际中，目前建立的智能管道是在数字化的基础上，2014年5月，中国石油与俄气公司签订了中俄东线管道联合项目，该项目作为智能管道的试点项目于2019年12月正式投产，从前期设计至后期运维，将智能管道建设逐步推进，为今后智能管道建设提供技术、经验储备。2012年，意大利SNAM公司对SCADA系统及相关设备进行升级，并利用SIMONE仿真进行交互式管道网络编辑，提供交互式管网方案绘制界面，能够编辑管道元件、地质信息等，同时可定义网络中天然气的原始状态。美国哥伦比亚管道集团存在天然气集输的规模较大、分布地域广、安全风险高、管理效率低下、人员老化等问题，通用电气（GE）及埃森哲（Accenture）公司为其推出了智能管道解决方案，不仅实现了对管道的完整性管理和动态风险评估，还能够对整合数据进行空间可视化，将资产信息、风险信息集中展示。

四、结论和建议

目前我国智能管道的建设还处于探索阶段，未来我国智能管道的发展还有很长的路要走。对于智能管道发展，提出三点建议：（1）加强数据管理。目前能通过物联网技术采取的管道各项数据已足够丰富，但统一的数据标准还未完全建立，需要建立管道建设、运营期统一的数据标准及管控方法，形成一套符合各个油气田的数据体系。（2）建设智能化应用场景。打造智能管道建设试点工程，探索先进技术，摸索管理新模式，打造样板工程，形成智能管道建设技术标准，打造智能化管理体系，有序开展智能管道建设后续工作。（3）加强数字孪生技术应用。构建管网数字孪生体，构建管道全生命周期管理，加强数据挖掘能力，构建未来知识，并充分了解知识网络，建立人机混合智能综合决策模型，形成智慧决策。

参考文献

[1]黄维和.对我国《中长期油气管网规划》的解读和思考[EB/OL].（2017-07-20）

[2]李海潤.智慧管道技术现状及发展趋势[J].天然气与石油，2018，36（2）：129-132.

[3]邹永胜.山地油气管道智能化建设实践与展望[J].油气运，2021，40（01）：1-6.

[4]邱子涵，苏永刚.气液速度对智能倾斜管道内段塞流影响的数值模拟研究[J].云南化工，2020，47（12）：92-95.

[5]骆科东.我国智能油气管网的建设基础与发展方向[J].中国信息界，2020（05）：82-85.

[6]吴琋瑛.大数据在管道运行中的应用探讨[J].天然气与石油，2015，33（3）：15-17.