淺談油氣田智能管道發展背景及現狀

徐雅雯 郭會敏 李嘉迪

摘要：我國油氣行業的發展處于轉型升級的重要時期，智能管道發展的是目前油氣管道發展的最大趨勢。隨著我國云計算、物聯網、大數據、移動應用、人工智能技術的興起，對油氣田管道智能化的探索也越來越深入，實現智能管道建設也是各油氣田轉型升級高質量發展的必由之路。本文重點分析了智能管道的建設背景及國內外發展現狀。

關鍵詞：智能管道;大數據;人工智能;預測預警

前言：

近年來，倍數式增長的管網發展對管道的建設及運營提出了更高的要求[1]，智能應用技術的快速發展為管道的發展不僅帶來了巨大的挑戰，也帶來了重大變革和新的機遇，油氣管道行業逐步邁入信息化、智能化的時代已經成為不可阻擋的趨勢[2]。

一、智能管道的定義

關于油氣管道行業的智能管道智慧管網的定義，中油管道的智能管道智慧管網頂層設計已經給出一個相對較通用的定義：智能管道是在標準統一和管道數字化的基礎上，以數據全面統一、感知交互可視、系統融合互聯、供應精準匹配、運行智能高效、預測預警可控為目標，通過“端+云+大數據”的體系架構集成管道全生命周期數據，提供智能分析和決策支持，用信息化手段大幅提升質量、進度、安全管控能力，實現管道的可視化、網絡化、智能化管理，最終形成具有全面感知、自動預判、智能優化、自我調整能力，且安全高效運行的智慧油氣管網[3]。

二、智能管道建設背景

2015年國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》，指出互聯網的發展已經成為全世界的發展潮流中的重要一環，對各國經濟社會的發展有著巨大的影響力，要把互聯網技術融入社會各個領域，用信息化新技術推動各個領域的組織機構變革，形成以互聯網新技術為基礎的發展新形勢。國家發改委發布的《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》中明確指出鼓勵通過智能化手段對化石能源進行開采、加工和高效生產，提升化石能源供需匹配度以及使用的高效性、多元性及靈活性[4]。根據目前國家發改委、能源局發布的《中長期油氣管網規劃》指出，到2025年全國油氣管網將從12萬公里發展到24萬公里，成倍數增長的管網的發展對管道的智能化建設及運營提出了更高的要求[5]。2017年，在中俄東線天然氣管道項目管理研討會上提出建設“智能管道、智慧管網”工作目標并開展智慧管網的研究和頂層設計，同年8月成立中俄東線試點建設智能化管道領導小組和工作小組，同年10月經專家審查同意頂層設計方案，決定在此基礎上開展總體設計和子課題（項目）設計，形成1+N成果。由此開啟了從數字管道向智慧管網的新跨越。

三、智能管道的發展現狀

管道運輸在世界上已經有130多年的歷史，截至目前，管道信息技術應用較為成熟的國家是美國、加拿大和意大利[6]。近年來，隨著信息技術發展和管道完整性管理技術的發展，我國智能管道的建設與研究進入了蓬勃發展的時期，油氣管道的發展逐步從數字化向智能化邁進。

在國內的發展中，中國石油是最先提出“數字化管道”的概念，并且在2004年建立了我國第一條數字化多功能管道——西氣東輸翼寧管道，實現管道工程項目建設和運營管理的信息化。2007-2008年，中國石化開展數字化管道建設，始于榆濟管道工程，后在川氣東送管道上全面深入建設數字化管道，并建成了管道專業地理信息系統。2014年，中國石化正式啟動智能管線的建設，建成了具備應急管理、運行管理、綜合管理等功能的智能化管線管理系統，大幅度提升了管線的自動控制及風險管控能力[1]。2018年，中國石化投產了川氣東送智能診斷項目，研究智能診斷技術，為天然氣長輸管道智能化運行管理與實時診斷提供科學手段。

國際中，目前建立的智能管道是在數字化的基礎上，2014年5月，中國石油與俄氣公司簽訂了中俄東線管道聯合項目，該項目作為智能管道的試點項目于2019年12月正式投產，從前期設計至后期運維，將智能管道建設逐步推進，為今后智能管道建設提供技術、經驗儲備。2012年，意大利SNAM公司對SCADA系統及相關設備進行升級，并利用SIMONE仿真進行交互式管道網絡編輯，提供交互式管網方案繪制界面，能夠編輯管道元件、地質信息等，同時可定義網絡中天然氣的原始狀態。美國哥倫比亞管道集團存在天然氣集輸的規模較大、分布地域廣、安全風險高、管理效率低下、人員老化等問題，通用電氣（GE）及埃森哲（Accenture）公司為其推出了智能管道解決方案，不僅實現了對管道的完整性管理和動態風險評估，還能夠對整合數據進行空間可視化，將資產信息、風險信息集中展示。

四、結論和建議

目前我國智能管道的建設還處于探索階段，未來我國智能管道的發展還有很長的路要走。對于智能管道發展，提出三點建議：（1）加強數據管理。目前能通過物聯網技術采取的管道各項數據已足夠豐富，但統一的數據標準還未完全建立，需要建立管道建設、運營期統一的數據標準及管控方法，形成一套符合各個油氣田的數據體系。（2）建設智能化應用場景。打造智能管道建設試點工程，探索先進技術，摸索管理新模式，打造樣板工程，形成智能管道建設技術標準，打造智能化管理體系，有序開展智能管道建設后續工作。（3）加強數字孿生技術應用。構建管網數字孿生體，構建管道全生命周期管理，加強數據挖掘能力，構建未來知識，并充分了解知識網絡，建立人機混合智能綜合決策模型，形成智慧決策。

參考文獻

[1]黃維和.對我國《中長期油氣管網規劃》的解讀和思考[EB/OL].（2017-07-20）

[2]李海潤.智慧管道技術現狀及發展趨勢[J].天然氣與石油，2018，36（2）：129-132.

[3]鄒永勝.山地油氣管道智能化建設實踐與展望[J].油氣運，2021，40（01）：1-6.

[4]邱子涵，蘇永剛.氣液速度對智能傾斜管道內段塞流影響的數值模擬研究[J].云南化工，2020，47（12）：92-95.

[5]駱科東.我國智能油氣管網的建設基礎與發展方向[J].中國信息界，2020（05）：82-85.

[6]吳琋瑛.大數據在管道運行中的應用探討[J].天然氣與石油，2015，33（3）：15-17.