智能油田在中國的研究現狀分析

石玉江

摘 要：智能油田是數字油田發展到一定階段的高級形態，是油氣田行業發展的必然趨勢，體現了能源行業發展的客觀規律。本文對智能油田的基本概念及相關特征進行簡要描述的基礎上，針對國內智能油田的研究現狀，分別從研究趨勢、關聯研究、學科滲透、相關研究機構等方面對國內智能油田的研究現狀進行了簡要分析。

關鍵詞：智能油田；數字油田；信息化

0 引言

隨著全球經濟持續疲軟，石油與天然氣需求大幅度減少，主要產油國為支撐國內經濟而維持或增加油氣產量，特別是美國頁巖氣的成功開發使得國際油氣價格持續走低，對石油生產和消費大國的經濟甚至全球經濟的發展帶來前所未有的影響。此外，常規油氣資源的不斷枯竭，非常規、復雜油氣藏成為維持全球產能的主要接替資源，不斷創新高新技術、實現勘探開發低成本成為世界各大石油公司面臨的雙重挑戰。油氣資源品位下降和新老資源接替不足已成為油氣田企業面對的長期問題[1]。提高油氣田企業總體信息化水平，加強信息化與工業化的融合，已成為油氣田企業發展和創新的必然選擇。

經過不斷的信息化建設和技術革新，數字油田體系已經日趨完善，當前主要的發展方向是在數字油田系統基礎之上，以油氣田數據的深入挖掘和綜合應用為突出特征，進一步深化信息技術應用，形成智能油田[2]。“加強云計算、物聯網、大數據等信息新技術的研發與應用，通過工業化與信息化的深度融合，降低成本，提升石油石化行業的發展質量和效益[3]。”這是2015年4月17日在北京舉行的第三屆中國石油石化工業與信息化融合發展論壇上，與會者達成的共識，標志著國內油田運營模式邁向智能油田建設和應用的步伐。

1 智能油田的概念及特征

國內外各大油田建設中，都對智能油田進行了深入研究并提出了自己的理解。殼牌集團勘探開發執行官Malcolm Brinded將“智能油田”定義為：a Smart Field is an asset that we can continually optimize 24 hours a day，7 days a week。即智能油田是一周7天、一天24小時連續優化的資產[4]。新疆油田孫曉崗認為，智能油田就是在數字油田的基礎上，借助業務模型和專家系統，全面感知油田動態，自動操控油田活動，持續優化油田管理，虛擬專家輔助油田決策，用計算機系統智能地管理油田[5]。大慶油田王洪福認為：智能油田=數字油田V2.0=DOF（數字油田）+Cloud Computing（云計算）+ IOT（Internet of Things，物聯網）+BD（Big Data，大數據）[6]。

上述定義從不同的認知視角對智能油田進行了形象描述，反映了當前智能油田的特征。從本質上講，智能油田是油氣藏勘探開發技術、油氣開采配套產業、油氣田生產及決策、現代信息技術應用等多種業務智能化協同發展的必然結果。智能油田的建設就是讓計算機或智能設備逐步代替人工腦力勞動的過程。從應用角度來看，“數字油田”代替了人的重復性的統計工作，是應用知識的過程，“智能油田”代替的則是人的分析歸納工作，是創造知識和知識共享的過程。從目前來看，智能油田建設將是一項持久的工作，它會隨著計算機技術中人工智能應用程度的提高而不斷發展。

當前，智能油田的發展趨勢正朝著“一體化、協同化、實時化、可視化、共享化”的方向發展，即業務應用一體化、決策部署協同化、生產管理實時化、綜合研究可視化、信息資源共享化[7]。智能油田是一個面向應用和服務的油田，智能油田的目標是建立一個由新工具、新技術支持的涵蓋油田生產、管理及服務全生命周期的新油田生態系統。同時，通過管理理念、管理方式的變革，實現跨地域、跨學科、跨部門的協同工作，提高油氣田研究與決策的質量和效率，轉變經濟發展方式，實現由傳統油田向新興油田的跨越式發展。

2 智能油田的國內研究現狀

與國際上智能油田研究情況對比來看，國內對智能油田的研究存在起步晚、研究范圍小，對研究及應用模式創新力不強等不足。從研究趨勢、關聯研究、學科滲透、相關研究機構等方面出發，對國內智能油田的研究情況進行如下分析。

2.1 研究趨勢

在中國知網（www.cnki.net）上，以“智能油田”為主題詞，截止2015年，共檢索到85篇最相關的學術及學位論文，2005-2015年逐年發文量情況如圖1所示。

在中國，智能油田研究的相關論著始于2005年[8]。從發文量及內容來看，智能油田在中國的研究正處于積極發展的趨勢，且已出現局部的應用[9-11]，對油田企業的提質增效逐漸發揮其重要作用。此外，長慶油田油氣藏研究與決策一體化信息平臺的推廣應用也是一種典型的智能油田的應用范例[12]。

2.2 關聯研究

隨著研究的不斷深入，出現了越來越多與智能油田相關的研究熱點，形成了龐大的研究網絡，表1中列舉了與智能油田高相關的研究點。

從表1來看，數字油田作為智能油田的基礎，其研究受到了廣泛關注，但已不是當前的研究熱點，已進入大規模推廣應用階段，這也表明研究趨勢已由數字油田轉向智能油田。與智能油田相關的物聯網技術、智能化等信息技術的研究也逐漸增多。值得注意的是，克拉瑪依油田作為中國數字油田建設的典范，其智能油田的研究也已開展。

2.3 學科滲透

智能油田的跨學科研究發展迅猛，已深入到計算機科學與技術、信息與通信工程等多個學科，并衍生出多個交叉學科主題[12-15]，表2列舉了多個滲透學科及對應的研究主題。

從表2可以看出，智能油田的研究及建設是一個涉及多種學科和多種應用的綜合性系統工程，需要石油與天然氣工程技術人員、IT技術人員、儀器儀表工程師、經濟學家、情報服務人員等多個學科專家的共同協作，具有典型的協同化、一體化、共享化的特征。

2.4 相關研究機構

眾多研究機構在“智能油田”領域成果斐然，表3列舉了一些高發文量的研究機構，近幾年共有30篇相關的學術論文。這些機構的研究成果代表了國內智能油田研究的水平和發展趨勢，對后續智能油田的研究方向具有引領作用。

3 結束語

智能油田是未來油氣田領域生產技術及管理科學智能化應用的主要發展方向，隨著物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術的應用而逐漸進步。在現有智能油田研究的基礎上，唯有深入分析當前油氣田環境中對于信息的需求，準確把握油田信息化發展的方向，才能對智能油田的未來發展趨勢做出準確的判斷，才能形成推動建設智能油田體系的有效力量。