数字油田_现状与趋势

２００７．２ 石油科技论坛３９数字油田是由１９９８年美国前副总统戈尔提出的数字地球（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅａｒｔｈ）概念而引发出来的。这个全新的概念一出现，迅速得到ＢＰ、壳牌、斯伦贝谢、雪佛龙、挪威Ｈｙｄｒｏ等全球的石油公司、技术服务公司以及能源咨询服务公司的广泛关注，遂兴起了数字油田技术研究的热潮。２０００年，剑桥能源研究会ＣＥＲＡ组织了一个全球范围内的多用户研讨会，会议的议题是“数字油田——新一代油藏管理技术”，会后发布的研究报告对数字油田技术□　中国石油经济技术研究院 王晶玫

摘 要：“数字油田”已成为当前石油和相关业界谈论的热门话题。本文依据国外文献系统介绍了“数字

油田”的概念、技术内涵、发展现状和趋势。文章认为，“数字油田”已经从最初的仪器、仪表和监测的数字化发展到衔接现场作业和各业务部门工作或作业的闭环控制系统。“数字油田”的建立和该项技术的实施将大大提高油田管理和控制水平、能力，大幅度降低油气生产成本，提高油田采收率。

关键词：数字 油田 技术

将会给石油工业带来的影响、作用进行了阐述，对这项技术给予了高度的评价；美国石油工程师协会继１９９９年的“智能井技术”ＳＰＥ论坛之后，在２００５年的年度技术会议和展览上对“数字能源”进行了专题讨论，并于２００６年４月在阿姆斯特丹召开了ＳＰＥ智能能源会议，５月在中国澳门举办了“智能油田的未来”论坛；２００６年７月由斯伦贝谢ＳＩＳ公司主办的以“迈向数字化油田的通途”为主题的“２００６　ＳＩＳ中国论坛”在厦门隆重召开。“数字油

数字油田：现状与趋势

石油科技论坛 ２００７．２环　球　石　油

田”已成为２１世纪石油和相关业界谈论的热门话题。国外关于“数字油田”的文献已经很多，这些文献中大量的案例研究充分显示了数字油田的潜在和实际价值。“数字油田”已经从初期的仪器、仪表和监测的数字化发展成衔接现场作业和各业务部门作业的闭环工作流程。通过这些业务流程的无缝衔接，数字化油田的全部潜能将

不断得以发挥和实现。一、数字油田的概念与实质一些国际学术团体、一些油公司对未来数字化油田的提法并不完全相同，有Ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｏｉｌ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅｆｕｔｕｒｅ（ＤＯＦＦ）、ｅ－ｆｉｅｌｄ、ｉ－ｆｉｅｌｄ、ｘ－ｆｉｅｌｄ等多达１０余

种，但其实质是一致的，尤其是对新区及边远地区的油气资源的发现与开发工作将从历史性分类资料的顺序处理改变成实时资料的并行处理，利用实时数据流结合创新型软件的应用和高速计算机系统建立快速反馈的动态油藏模型，并将这些模型配合遥测传感器、智能井和自动控制功能，使经营者更直观地了解地下生产动态和更准确预测未来动态变化以便及时采取措施提高产量和进行有效的油田管理等这一全新系统的认识却都是相同的。相关研究表明，数字油田技术能大幅度降低石油生产成本，油田平均采收率可从现在的３０％提高到５０％以上。二、数字油田的关键技术数字油田技术是一套联接地面与井下的、覆盖所有主要价值循环过程的一个闭环信息采集、双向传输和处理应用系统，它能够伴随作业过程实时地指导勘探开发方案的执行和相关技术的应用。数字油田技术涉及勘探、评估、开发和开采领域的各项新兴技术，而其中遥测、虚拟现实、智能完井、自动控制和数据集成是组建数字油田的关键技术，因此，它对油气资源的整个生命周期都有重大影响（图１）。

三、数字油田的发展现状与趋势

根据雪佛龙公司的分级系统（图２），数字油田的升

级换代在完善油田信息化建设的基础上经历了四个层次，即实时监测、实时分析、实时优化和经营模式变革等，迄今为止，世界上大多数数字油田远未达到第四个层次。四、数字油田成功的关键

作为勘探开发行业的应用与服务技术供应商，Ａｃｃｅｎｔｕｒｅ和ＳＡＰ通过与许多实施数字油田项目的客户进行合作并跟踪其工作，研究并确定了能促使数字油田方案成功实施的关键因素。

１．　明确数字油田对企业发展意味着什么

当今的能源公司面对的挑战主要在于选择恰当的解决方案以满足未来战略目标的要求。一个成功的数字油田战略必须将新兴技术与公司远景结合起来。

在确定此远景时，公司需要通过回答一些关键性的

问题制定企业内部关于数字油田的通用定义。例如，企

业未来３年、５年或１０年的资产模型会是什么样子？企业适合什么关键流程？可以利用什么人力和技术资源？２．　确定如何优化现有的资源

在新技术解决方案和流程改进前，初始制定数字油

田方案时经常忽略的一个问题是如何优化

现有的资源，尤其是更新改造和新装备的费用高昂，如何更好地优化已收集到的油

田信息，对于基础设施较为完善和油井数

量相当多的成熟油田来说非常重要。

３．　建立可靠的数据结构和通信设

施

建立可靠的数据结构，包括定义数据

在系统中如何流动与执行数据标准以确保

数据平稳流动。一些生产油田所处的位置

偏远并且缺乏或没有可用的通信服务，此图１ 影响整个油气资源生命周期的新兴技术数字油田的未来：涉及整个上游行业新兴技术正在影响油气产出整个生命周期勘 探评 估开 发开 采增加产量降低举升费用实时地震与钻井·远程地震采集与处理·ＭＷＤ／ＬＷＤ工具·地质导向能力·智能完井·综合模拟油藏管理·４Ｄ地震·井底与地面生产数据·可视化与模型生产优化·实时数据采集与分析·现场协作·人工举升优化·实时井底与地面 生产数据

·井底阀门控制与自动化设备维护·远程监控

·第三方监测

·预防性维护

·资源进度·根本原因分析

·现场协作·并行工程４０

２００７．２ 石油科技论坛４１时企业应仔细考虑通信改造升级的方法。此外，企业还应考虑到数据频率的增加可能需要进行网络调整。当实时数据的访问方式通过转换可以实现日决策时，另一个关键问题就是数据筛选和容量管理。４．　尽可能对整个油田业务进行标准化标准化在实施数字油田方案时减少了重复性工作，提高了资源共享程度以及创新技术的平稳性。标准化适用于流程、技术及信息，其好处在于它有助于初期数字油田的平稳实施以及实现更快地受益。５．　调整企业构架使其适合新的规范在数字油田范围内，未来的企业模型是整个方案的一个关键部分。人口统计状况的变化要求企业采用更少的人员进行更多的工作，同时剩余的人员缺乏经验，在从事日常工作时面对着各种挑战。远程监控作业中心这种支持技术变革的新的企业模型已经开始在数字油田范围内产生。

６．　为未来的变革做好各种准备数字油田本质上是战略性的。当新技术和流程经测试并证明适合未来的企业时，在初期方案中预留一定的灵活性对于进一步测试和方向变更非常重要。同时，还应该认识到即使实现了数字油田方案的初期目标，但通过新的可用数据与技术应用、新的业务流程调整，在未来还可能得到继续提高。五、启示与建议

目前，很多技术服务公司可以建立应用全球远程通信和控制系统来监视、控制和优化钻井作业的实时操作中心，四维地震、智能完井等

技术也都在世界各地多有应用，并能采用并行处理网络计算技术来处理地震数据，

但在全面整合油田的各类作业，用ＩＴ技术来进行实时数

据管理、设备自动化控制和

优化生产方面，还需要继续

探索。

数字油田已经成为石油企业未来的发展趋势，我国以数字油田为内容的油田信息化建设也再次急剧升温。纵观国内外数字油田的建设，不管从技术还是管理的层面上看，都还存在不少难题，尤其是业务流程革新、多

元异构数据整合以及专业技术软件的开发等，将在相当长一段时间内困扰数字油田的发展；而油气工业的各种工作流程和不同领域活动所采用的技术与地下油藏、油井生产监控和地面控制系统的数据流整合在一起，更是一个较为困难的问题。

在我国，发展数字油田，一要明确数字油田的内涵与意义；二要正确判断和处理现有管理体制与数字油田理念之间存在的各种矛盾；三要继续推动技术进步，满足生产实践和数字油田建设需求；四要加强跨学科和具有综合分析能力的人才培训，这些工作做好了，建设起数字油田就是顺理成章之举。参考文献［１］　Ｔｈｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｏｉｌ　Ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｕｔｕｒｅ：　Ｋｅｙｓ　ｔｏＳｕｃｃｅｓｓ．　ＳＡＰ公司资料［２］　Ｎｏｒｄｔｖｅｄｔ　Ｊ　Ｅ　ａｎｄ　Ｕｎｎｅｌａｎｄ　Ｔ．　ＩｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇＲｅａｌ－Ｔｉｍｅ　Ａｓｓｅｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：　Ａ　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ．ＳＰＥ９９４６８

图２ 数字油田的发展层次（雪佛龙公司）●　作业方式的转变●　引用新技术、新工艺和 更有效的团队34●　整个工作流程的集成和优化●　增加事件自动检测和处理并 与地面／地下控制系统相连●　增加数据自动确认和分析●　安装适当的软件工具，对数据进行管理　和可视化处理，并将数据转换成可利用　的信息21●　采集实时数据来改善日常资产管理●　井下安装传感器以及其他设备仪表，采集足够　的实时或近实时数据数据源的采集与获取、数字信息的处理系统、网络平台等基础建设