智能油田：数字油田发展的高级阶段

智能油田：数字油田发展的高级阶段

支志英、李清辉、贾鹿

（中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依市，834000）

摘要本文回顾了数字油田概念的诞生和数字油田发展状况，并依据油田业务发展的需要引申出智能油田概念，给出了智能油田的定义和应具有的基本特征。对油气勘探、油藏评价、开发与生产、集输储运四大领域的业务智能化进行了分析，指出了智能油田的建设方向和基本内容，为智能油田的研究者和建设者提供参考。

关键词数字油田智能油田油气勘探油藏评价

1 数字油田概述

1.1数字油田概念的诞生

中国大部分石油企业的信息化建设起步于上世纪九十年代初期。最初为了满足局部业务领域的应用需要，降低手工作业强度而开发了一系统应用软件。这一时期的信息化建设具有分散、独立、规模小的特点。随着油田也为的深入开展和信息技术的快速发展，跨部门、跨专业的综合应用系统逐步成为业务部门和管理部门的主要需求，而这些信息孤岛式的应用系统为数据信息的大规模共享和应用集成造成了巨大困难，人们需要寻求一种能够支持油田业务向纵深方向发展的整体的信息化建设模式。

1999年大庆油田在国内首次提出了数字油田的概念，并很快得到行业的广泛认同。数字油田以油田实体为对象，以地理空间坐标为依据，通过海量存储和异构数据的融合，用多媒体和虚拟现实技术实现油田地上地下的多维空间表达。空间化、数字化、网络化和可视化是数字油田的基本特征。这一概念将油田当作一个整体进行信息化管理，强调信息化整体的一致性和业务板块的协调性，是对早起信息化建设理念的重大改进。国内各油田企业在2000年前后纷纷将数字油田列为中长期建设目标。

1.2 数字油田的发展

2000年后，国内各大油田纷纷开展了数字油田总体规划和顶层设计工作，为数字油田的全面建设奠定了良好的基础。中国石油集团公司从全局的高度进行了“十五”、“十一五”和“十二五”的信息化统一规划和建设，为下属各油田企业的数字化建设提供了指导性内容。基于数字油田的企业整体信息化格局初步形成。数字油田基本的建设内容包括：（1）基础设施：包括有线网络、无线网络、井场数据自动化采集设备、服务器、磁盘阵列、磁带库、机柜等信息化基础设施。这些设备性能是基于企业全局应用考虑的，这与以往只想根据局部需要而确定性能的做法有着本质的区别。

（2）数据资源：以油田中心数据库建设为核心，采用统一的数据模型，统一数据标准，

各专业数据统一采集入库。前期分散建设的历史专业数据在统一的标准控制下逐步转移到中心数据库。中心数据库向全企业提供统一共享访问接口。

（3）应用系统：基于中心数据库建设全局性的综合应用系统，跨部门、跨专业的应用系统逐步取代前期孤立的、分散的应用系统，成为企业应用的主流。

（4）标准体系：基于企业整体的信息化发展需要而设定的标准、规范、服务流程等。统一的标准体系有力地支持了企业信息化的长远发展。

可以说，油田中心数据库的建设是数字油田建设的基本标志和核心内容。随着数字油田的深入开展，国内大部分油田的信息基础设施性能得到大幅度提升，数据资源不断丰富，应用系统集成得到持续额额提升。进入“十二五”，数字油田整体进入发展成熟期。2009年新疆油田在国内率先宣布成立了数字油田，成为国内数字化油田建设的一面旗帜。

数字油田建设和应用极大地促进了油田业务的发展，在勘探开发、生产管理、经营管理等方面获得了巨大的经济效益。

2 智能油田概念

2.1 智能油田概念诞生的背景

目前我国主力油田对油气藏的开采大都进入中后期，受油气资源生产可能性边界条件的硬约束，任何一个油田都不可能持续地保持高产量。另一方面，可动用区块逐年减少，新区勘探难度越来越大。资源品位下降和新老资源接替不足是国内油田企业必须面对的长期问题。为了保持企业的正常运转乃至高速发展，寻找更多的剩余油，探索提高油气采收率，延缓老油田资源枯竭和产量递减速率，成为油田企业管理者和科研工作者的努力方向。数字油田的建设一定程度上为这一问题提供了解决途径。然而，仅仅以数字化、信息化的手段尚不能从工作上解决问题。对地质油藏的监测与评价需要更加精细、更加全面的动态数据，还需要更多的专业知识，以及科学的决策分析模型。因此，智能油田的概念在近几年诞生了。其基本思想是在数字油田建设成果基础上，利用物联网、云计算、知识化管理、辅助决策、人工智能等先进技术，实现地质油藏的动态监测、精确评价，实现生产过程的全面自动化和决策过程的智能化。

2.2智能油田的定义

智能油田在数字油田基础之上，借助先进信息技术和专业技术，全面感知油田动态，自动

操控油田行为，预测油田变化趋势，持续优化油田管理，科学辅助油田决策，使用计算机信息系统智能的管理油田。也就是说，智能油田就是能够全面感知的油田，能够自动操控的油田，能够预测趋势的油田，能够优化决策的油田。具体地说，包括：（1）智能油田将借助传感技术，建立覆盖油田各业务环节的传感网络，实现对油田各

业务环节的全面感知。

（2）利用先进的自动化技术，对与油气井与管网设备进行自动化控制，对油气管网进行自动平衡与智能调峰，实现对生产设施自动操控。

（3）利用模型分析技术，进行油藏的动态模拟，单井运行分析与预测，生产过程优化，智能完井和实时跟踪，利用专业数学模型提高系统模拟与分析能力、预测和预警能力、过程自动化处理能力，实现对油田生产趋势进行分析与预测。

（4）利用可视化协作环境为油田提供信息整合与知识管理能力，充分利用勘探开发地质研究专家的经验与知识，实现由田勘探的科学部署，提高系统自我学习能力，生产持续优化能力，真真做到业务、计算机系统与人的智慧相融合，辅助油田进行科学决策、优化管理。

2.3 智能油田的基本特征

空间化、数字化、网络化、可视化是数字油田的基本特征，智能油田的基本特征主要体现在以下六个方面：实时感知、全面联系、自动处理、预测预警、辅助决策、分析优化，如图1。

图1 智能油田基本特征

（1）实时感知：利用传感网络实现对油田各业务环节的全面感知。不仅要对油田生产现场的设施进行时数据采集，还可通过视频技术直接查看工作场地、会议场所的场景。

（2）全面联系：在实时感知的基础上，进一步提供油田现场与指挥室之间、人与仪器之间相互协同，远程操作。

（3）自动处理：利用自动化技术、优化技术，通过对采集到的数据进行计算分析，将操作指令反馈到现场，对油气井与管网设备进行自动化控制。

（4）预测预警：在对历史数据进行分析的基础上，通过数据挖掘、模型分析，对油田生产趋势进行模拟和预测。如油藏的动态模拟，单井运行分析与预测，生产事故预警。

（5）辅助决策：利用可视化的信息协作环境、油田专家的经验、专业领域知识、成功项目研究成果，进行综合分析，提出决策建议。

（6）分析优化：通过建立各种标准化的评价指标体系，利用综合评价技术，对生产运行的状况、油气藏地质条件、决策结果进行评价和分析，提出优化方案，是油田生产、管理不断优化和完善，实现油田的最优化发展。