智能油田研究与技术发展及趋势探讨

曹治民

（大庆油田采油三厂数字化运维中心数控运维室，黑龙江 大庆 163000）

1 前言

近年来，石油公司提出了智能油田建设的理念，并通过不断的尝试取得了良好的建设效果。一些新油田已经完成建设了一批以油井安全质量管理技术智能化、油藏开发管理流程智能化、生产运行管理信息智能化、现场安全巡检指挥智能化、设备监控运维信息智能化、远程安全决策智能指挥、综合生产管理服务智能化为开发核心能力的七大平台应用能力建设，实现了对油田业务开发相关领域系统的业务全行业覆盖，初步搭建形成了一个可资源信息共享、优化信息整合利用的综合信息系统集成开发管理平台，打造成功了其他一系列综合业务开发技术应用开发系统，加快了实现新技术发展的步伐。

2 智能油田的概念及其特征

智能油田建设主要是指智能油田内的资源勘探综合开发、油气综合开采设备配套、油田优化生产技术决策、数据信息传输等新技术应用在智慧油田建设项目的正常生产建设运营服务过程中，实现了共同互动发展，这种是发展也是油田的信息化时代发展技术的发展必然与趋势。智能油田系统是通过实现自动化油田设备生产与工作控制过程，用现代计算机控制及各种相关高科技智能设备代替以往人工脑力劳动。但是，仅从数据技术与应用开发的发展角度综合来看，数字油田系统建设将实现复杂生产、经营业务活动及繁杂业务的数据分析统计评价工作全面的计算机自动化、标准化，这是认知过程而且是知识积累的综合应用实践过程，智能油田还可以直接利用大型计算机系统及各种相关数字智能设备等代替普通人力知识进行量化分析判断和量化总结。在此过程中，智能设备也实现了知识成果的共同创造转化和信息共享。从我国目前的油田行业信息化整体发展规划水平状况和工程实际开发运行应用情况综合来看，智能油田管理信息系统的系统建设研究无疑是油田一项比较长期艰苦的重点工作，智能油田信息系统将继续随着计算机人工智能技术水平的不断快速向前发展推进而获的逐步地提高。从油田目前运行的发展形式特征来看，智能油田运行正在快速向可实现智能油田运营一体化、合作化、实时监控化、可视化、共享数据化技术等多种方向逐步纵深发展。也就是说，智能油田应用在企业当前三个主要产业发展重点方向平台上，实现智能油田业务流程的优化整合、战略投资决策流程的优化协同、生产运行管理数据的准确实时、综合评价研究成果的实时可视化、数据信息高效共享。智能油田设计开发研究的3个主要核心特点，即为了实现智慧油田系统的整体应用价值和集成服务支撑功能，智能油田规划制定过程的最主要价值目标之一是实现在开发油田前建设的新管理工具应用和集成新技术，在开发油田项目的后续生产、管理、服务运营等活动全要素过程控制中，实现其对集成新业务工具、新技术应用的高效应用。逐步探索构建油田开发新的生态系统。同时，要通过有效学习利用国内外新油田的科学管理经营理念，不断研究改变现有管理运营模式，实现在油田研究生产管理工作运行过程中的不同管理地区、学科、部门等的协作共同健康发展，充分探索提高新油田科学决策执行阶段成果和决策研究工作过程质量，有效地提高工作执行效率，逐步地扭转新油田的经济发展行为方式，促进新油田建设从过去传统的模式发展向现代的新模式油田的飞跃发展。

3 智能油田发展的必要性

数字油田技术管理支撑信息系统平台和全数字化的智能油田系统平台是可实现大型油田企业系统日常油田生产、科研、管理与运行维护和战略投资和决策分析功能一体的新一代大型石油综合管理信息系统的基础信息平台。进一步对各地方油田领域中的全国石油和各级石化的石油信息化工程的一体化建设和进程中起着统领性作用和目标导向型作用，能较大幅度的降低该地区石油生产成本，提高了全国油田产品的年度平均石油综合开发采收率，在提升地方企业在自身的经营领域的生产管理质量及投资效益能力上的同时，也就间接地推动了社会全面一体化发展的更加深入发展，是整个世界石油企业将在未来的几年面临的一个主流技术发展的新趋势。对部分自然环境十分恶劣、生产与管理信息化难度相当大的生产区域，可以同时大力加快推行设备数字化、自动化控制和环境信息化体系建设，可以快速实现信息化对石化油气装备生产作业领域数据的快速全面准确感知、自动调度操控分析和实时集中应用集成。而通过智能油田网络，可以充分实现管理问题的及时地动态诊断，优化油田管理运作流程，提高生产工作运转效率，实现全面精细高效管理，降低成本又增效创收的管理目的。

4 优化智能油田管理结构

据调查，为了有效加强国家智能油田系统安全的建设，石油企业都进一步升级优化部署了国家智能油田平台管理应用结构，许多中小型石油企业充分利用大数据技术，全面提升优化智能采油装置设备系统运行及监测技术平台，构建系统技术路线，完善应用平台功能。当代的大数据技术既是一个信息时代发展的最新产物，也是当今信息技术发展的重大综合性应用发展最新成果。大容量数据技术具有超大容量数据空间大小范围和空间的大数据价值，可以真正实现大量数据信息间的信息高速自由流动，提出多种数据类型，存储海量数据信息。

对于我国现代大型智能油田信息化建设，大数据技术应用可以应用在油田“数据访问交换”系统、油田“数据处理”信息系统、油田“应用和决策”信息管理系统和油气田“多维显示”系统等大系统结构模型中来实现油气田大系统数据。这些大数据应用本来也就是一个不同的业务类型，大数据技术则可以对此进行较准确及时的业务分析、提炼、解释处理和进行分类与存储。

5 智能油田发展现状与研究趋势

5.1 智能油田的发展现状

自20世纪末智能油田的概念提出以来，我国能源产业很快抓住机会，对油田的建设进行可行性的规划探索研究，经过多年的发展，国有能源企业对数字油田的建设取得了较为成功的初步成果。西方国家工业发达企业中使用的智能油田的开发及建设的技术发展的速度相对一般都较快，智能油田信息系统建设的技术系统建设首先要求该国家油田企业中要开始逐步建立与使用一套高水平的智能化、高质量、高效率的智能油藏动态，控制管理的软件管理系统与智能油田信息服务综合集成管理和服务的系统，这样油田企业达到对智能油田设计应用系统技术产品方案实施进行指导。智能油田开发还会继续成为我国未来对油气田各种生产加工作业的技术研发以及各种生产与运营与管理过程实现的智能化与应用智能化的一种主要和发展新趋势，在当前现代能源大数据、物联网、云计算系统以及其他人工智能技术等不断创新进步的前提下，智能油田发展也必将会持续取得较大的阶段性成果。

5.2 智能油田研究的趋势

（1）热点领域研究。随着国内外人们长期以来对我国智能油田发展研究探讨的不断深入，有关国内智能油田技术研究的一些热点领域不断地涌现，最终可能会形成中国智能油田开发研究体系的一个大型科研网络构架，从国外智能油田开发技术的整体研究开发历史轨迹来看，采收率快速提升、物联网、数字化智能油田技术建设、信息化智能油田体系建设、智能化油田平台建设应用等仍然是国内外智能油田技术开发研究中的当前主要技术热点。尽管数字油田一直被当成未来智能油田发展研究工作的技术基础，并且近年来关于数字油田关键技术的相关研究很早就受到了石油行业技术人员的高度重视，但是，数字油田似乎已经逐渐淡出了传统油田开发研究中重点方向的公众视线，而智能油田开发技术则开始成为一种新领域的发展研究和趋势。而目前在中国现代采油系统研究开发以及项目建设运营过程中，物机联网、大数据技术等相关技术研究受到了社会比较广泛的关注，相关的应用技术以及研究项目也将在中国快速增加。

（2）学科渗透性。智能油田顶层设计应用的技术学科领域分布非常广泛，是一项集成了现代计算机技术、通信技术应用等多种应用学科的综合性技术，同时，还由智能油田设计衍生出了多个交叉学科技术的融合交叉，最后，也在向人工智能领域以及大数据应用领域做了越来越深入细致的基础研究。

（3）应用技术研究。就当前企业这些重点研究方向专著书中提出的企业重点发展研究，重点内容的介绍及其成果与国内实际关系发行量情况不符，我国一些企业近年来对加快推进国内智能油田方面领域中的共性技术应用，一直秉持稳健务实高效的自主研发工作态度，这显然都是积极与健康的，而且有些智能油田领域关键的技术成果也已经明确，在目前我国一些智能油田领域中得到了实际应用，这对实现当前我国在智能油田方面的可持续发展及节能环保增效的发展目标起到了相当重要和积极的推动作用。

此外，我国重要的长庆油田项目近年来已经开展了大量关于我国油气藏信息化应用的示范试验及研究应用项目，以及我国油田企业科研生产运营与应急决策和指挥控制一体化及智能信息平台应用等成果的成功快速开发推广研究以及实际应用示范等，也基本上成为现代信息技术先进的油田信息化发展，应用比较成功的典型应用案例，国内一些智能油田典型的发展的典型成功案例，如大庆油田项目是针对具体油气田实际与发展，规划情况而设计开展的小型化应用与精准式的智能油田应用系统，更是作为目前在国内智能油田系统应用技术发展水平上首屈一指的一个成功示范性案例。

6 结语

综上所述,我国多数油田的开发，已经完全进入大规模数字化开发油田技术的成熟发展应用阶段，而且油田也正在加速向开发智能油田产品的目标方向发展。智能油田平台的成功实现无疑将进一步促进我国未来油田平台产业的健康发展所带来的全面实时的信息感知功能以及完全自动化操作的智能控制生产模式，能够初步实现对我国油田未来生产与作业的趋势变化的科学预测，而且还能真正实现我国对油田技术发展现状的进一步优化，在此技术基础上，我国智能油田技术必然还会在将来国际石油市场应用上显得更具竞争力。在世界能源领域竞争日益激烈的全球化时代，只有我国尽快着手完成智能油田装备的市场化改革，才能确保在复杂多变的国际石油市场角逐中占有一席之地。