智能化加速全球石油石化行業轉型

□ 本刊記者 田 源 黃 振

通過智能化，可以有效降低企業的運營成本，減少資本支出，提高勞動生產率，實現石油石化行業的轉型與降本增效。

智能化是世界科技發展的大趨勢，也是世界石油石化工業持續提質降本增效的有效途徑和必由之路。工業自動化、信息化、智能化給當代社會帶來的科技變革早已為世人所知悉，在石油石化領域智能化技術也得到了大量應用。當前，世界石油石化領域的智能化正處于快速發展階段，研發方向和重點是智能油田、智能管道、智能煉廠及智能銷售。

油氣開發向智能油田邁進

隨著技術進步，油氣田開發已進入數字油田階段，應用領域不斷擴大，技術持續發展，并向著智能油田方向邁進。

BP旗下位于美國本土48個州的業務部門（簡稱Lower48）采用科技創新來增強其安全性和可信賴性，同時降低開采石油和天然氣的成本。通過使用尖端技術，比如大數據分析、增強現實智能眼鏡（VR）、無人機等先進技術，使工作流程更加智能。

Lower48部門開發了一個基于大數據的物流系統，幫助操作人員充分利用他們在油田中工作的時間，其中包括了一套算法，能夠為員工開發動態的路線，他們就能直接被引導到最高優先級的油井，算法中涵蓋健康、安全、預防性維護及優化性能等多重因素。

在操作人員進行巡檢時，還會使用VR，可以通過其透鏡讀取傳感器的信息，并且與身處控制中心的技術專家實時溝通。通過使用這一設備，專家可以在技術人員處理設備問題時，在其視野中疊加指導和數據信息。

ABB公司通過人工舉升智能化，大規模推動數字油田進程。抽油機、螺桿泵（PCP）和電潛泵（ESP）都是常用的人工舉升方式，其動力都由馬達提供。ABB通過在變速控制器（VSD）內置專用于油氣開采的高級程序，來控制人工舉升系統的電機和馬達，實現智能人工舉升。智能系統的應用優勢在阿曼Sultanate油田進一步得到印證，該油田有超過1500口井安裝了VSD-PCP系統，其中大部分配備了ABB的智能控制系統。ABB與開發商還將共同實施軟件開發計劃，實現人工舉升系統的遠程控制。

2018年4月，道達爾與谷歌云簽署合作協議，共同開發人工智能解決方案，用于油氣勘探和生產的地質數據分析處理。此方案重點開發用于解析地層圖像的人工智能程序，尤其是憑借計算機成像技術來解析地震數據，并使用自然語言處理技術對技術文檔進行自動分析。這項技術將把道達爾的地質學家、地球物理學家、水庫和地理信息工程師從冗雜的數據收集和整理工作中解放出來，得以更快、更有效地勘探和評估油氣田。

自動化鉆井將逐步取代人工

在鉆井領域，自動化鉆機、隨鉆測量測井（MWD/LWD）、自動垂直鉆井、旋轉導向鉆井、自動控壓鉆井、智能鉆桿、遠程專家決策支持中心等具里程碑意義的重大技術裝備的出現，標志著鉆井已進入自動化鉆井完善階段，鉆井自動化、信息化水平大幅提升，將在相當程度上逐步取代人工。

美國CONSOL能源公司在Marcellus頁巖氣區通過應用自動化鉆機、高造斜率旋轉導向鉆井系統、PDC鉆頭、隨鉆儲層導向和遠程專家決策支持中心、工廠化作業等措施，鉆井提速非常明顯，多井實現三開一趟鉆（斜井段+水平段），鉆得最快的兩口水平井，水平段日進尺分別達到1613.3米和1774.2米。一趟鉆完成的進尺最多達4597.6米。

美國國民油井華高公司和斯倫貝謝研制的新式智能鉆桿，內裝高速數據傳輸纜，可使鉆頭向地面工人傳送信息。而阿帕奇石油公司則更進一步，已在開發新軟件，鉆頭系統能夠與地表裝備直接交流，控制鉆速和方向。

Robotic Drilling Systems公司設計的系列機器人可從事鉆機上大部分原來由人工完成的工作，機器人約3米高，有一支搖桿可伸長3米，配有15種不同尺寸可更換的機械手。將機器人固定在某處后，可抓取重達1噸的鉆頭并將之送至合適位置。

國外同時還在研制電動智能連續管鉆井系統，通過智能連續管向井下供電，驅動井下電動智能導向鉆井系統，具備連續起下鉆和連續循環功能，同時實現數據的高速、大容量、雙向傳輸。電動智能連續管鉆井系統將成為實現未來智能鉆井的另一個重要途徑。

鉆井大數據的應用也逐步深入，很多以前不敢想、不可能的事情都可以變成可能。比如，油田的區塊分析，哪塊有潛力而哪塊沒有，結合大數據就能做出判斷；壓裂的效果，裂縫產生的長度、深度，以及流體流動的效果，結合大數據也可以給出。運用大數據，還可以實現鉆進速度預測、電潛泵工況預測、井底狀況預測、測井數據機器解釋等人工無法完成的工作。

智能管道實現全生命周期管理

隨著信息技術的發展，油氣管道已經進入數字化管道階段，并在大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術的推動下，油氣管道運營在智能化道路上快速發展。

2016年，美國哥倫比亞管道集團（Columbia Pipeline Group）成為首家部署“智能管道解決方案”的企業。該方案能夠讓管理者掌握比以往更多的數據，充分了解管道的安全性和資產完整性狀況，從而做出更科學的決策。目前，哥倫比亞管道集團在整個企業范圍內，對其超過24000千米的州際管道實現了近乎實時的監測，包括管道威脅監測、風險管控和情境感知。

“智能管道解決方案”對多項數據源進行了整合，既包括企業內部的地理信息系統、工作管理系統、調控中心、直呼系統（one-call system），也涵蓋了美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）和美國地質勘探局（USGS）等外部數據源。該解決方案還集成了管道本體屬性、風險評估結果、管線內檢測結果、計劃性評估、高后果區定位、泄漏歷史記錄、直呼系統標簽、應急閥門位置、地質沉降與斷層等數據。該解決方案的用戶能通過分級篩選功能從不同的角度查看數據，快速定位到所關注的重點區域及問題，評估威脅或施行補救措施。

BP利用物聯網技術提高管道資產與人員的安全性，通過先進的無線智能終端應用，實現設備、儀表的位置標記與識別，資產周期、歷史數據與關聯性查詢，包括現場操作工人操作規程指引，現場工單提示與任務分配，以及現場工作狀態、進展、規程與位置跟蹤；通過使用帶有高清晰度攝像頭及熱力傳感器等的無人機（UAV）技術，對復雜自然環境中的管道進行泄漏檢測與安全監控。

加拿大恩橋天然氣公司Enbridge通過智能移動終端，實時收集、匯總、傳輸儀表與資產數據，站隊現場維修維護數據與工單處理，管道巡線數據處理，環境、健康、火災、安全等HSE檢查，以及合規性檢查等資料。

智能煉廠讓管理更高效

智能煉廠建設推動生產方式和管控模式變革，提高安全環保、節能減排、降本增效水平，提升勞動效率和生產效益，促進綠色低碳發展。

在與智能化跨國企業密切合作、提升煉廠效率增加利潤方面，西班牙石油巨頭雷普索爾有著最新體驗。今年6月初，雷普索爾公司利用大數據和人工智能與谷歌合作的新項目通過優化管理將為其位于塔拉戈納的18.6萬桶/天煉油廠每桶增加30美分利潤。

雷普索爾公司表示，谷歌將向雷普索爾公司提供數據和分析產品、專業服務顧問的經驗及機器學習管理服務，谷歌云ML，這將幫助雷普索爾公司的開發人員在煉油環境中建造并將機器學習模型用于生產。該公司的目標是最大限度地提高能源和其他資源的利用效率，改善煉油廠的整體經營業績。

埃克森美孚通過實施原油分子管理、加工方案的模擬優化、實時優化控制、摻混調和優化、供應鏈優化、降低成本和處理過程進料的難度、提高運行效率，使煉油廠和化工廠能耗降低15%～20%；在全球各煉油廠的主要裝置上實施先進控制，在新建煉廠或裝置時，先進控制已經成為標準配置。

BP應用能源成本監控管理工具，進行五級能源管理水平自動評級和基準對比；集成工廠內外的信息，提高信息的一致性和準確性，實現績效管理的標準化，促進跨煉廠的績效對比分析，提升科學決策水平。

智能銷售改變行業生態

在銷售領域，智能化不僅改變了人們對傳統銷售的觀感，更重要的是顛覆了銷售業態。

5月29日，殼牌中國“數字化創新實驗室”啟動儀式在杭州舉行，在啟動儀式上發布了首款數字化應用產品“殼智匯·智能潤滑管家”（以下簡稱“殼智匯”）。預計到2022年，“殼智匯”數字化平臺將實現鏈接2萬家工業客戶和20萬臺設備的目標，并通過線上一鍵式下單連接線下超過5萬次油品檢測和2萬次現場潤滑服務，真正實現“全能管家，智享潤滑”。

在紐約和芝加哥的加油站，BP開始配置使用名為“里程”的人工智能系統的加油泵，來提升消費者的互動體驗。在加油的同時，“里程”會問候消費者，提供小娛樂，提供折扣優惠，和將消費者連接上社交平臺。除了了解消費者的消費模式外，這種互動智能技術可以改變消費者對傳統加油站的觀念，并吸引他們二次消費。

此前，殼牌的首個人工智能助手——殼牌小貝也身手不凡，能為制造業、建筑業、農業等不同行業的設備維護人員，殼牌經銷商銷售代表及工程師等提供全方位、綜合性的服務。它具有五大神技能：一是行走的油百科。通過它可以查詢到關于殼牌產品的一切，從產品數據表到典型理化值，甚至包裝規格和購買渠道。二是實時的油管家，可以隨時提供產品替換建議。三是行走的油博士。只要用手指輕輕一按，小貝就會告訴您哪款殼牌產品最適合您的設備。四是全面的油參謀。殼牌小貝能夠通過案例了解如何解決潤滑難題。五是靠得住的油保鏢。殼牌小貝有一雙火眼金睛，輸入相關關鍵詞，如防偽查詢，就能立刻獲取辨別油品真偽的正確方法。