国内外数字油田技术发展趋势及策略.pdfVIP

摘要：近年国际石油公司数字化投资在科技投入中的占比升高，已成为石油公司与服务商

技术合作的首要领域。不同类型公司关注领域不同，独立石油公司关注能够短期见效、直接

降低成本的数字化方案，跨国石油公司则偏好能带来整体效率提升的综合平台和一体化方

案。研究发现，油气上游数字化转型方案包括油田自动化生产优化、预测性维护、工业物联

网、新建海上设备智能调试和海上设备远程控制5种类型。介绍了壳牌公司智能油田运营、

澳大利亚天然气HSE数字管理、我国新疆油田数字化应用3个国内外典型案例。针对我国

油气行业数字化转型，指出关键是要制定与人力资源战略相结合的数字化转型路径；以老油

田为基础，选择适当规模的数字化项目；技术创新是核心，先进的油田数字化转型应该与自

动化油藏评价、智慧油藏控制、物联网、机器人等先进技术紧密结合。

关键词：油气上游；数字化；物联网；大数据；自动化

技术创新是驱动油气行业可持续健康发展的核心，而数字化技术是当前最重要的技术发展领

域。在前几年的低油价及目前的中低油价形势下，油公司越来越重视数字化转型，致力于通

过数字化降低运营成本，提升运营绩效，获取长期收益。

1油气行业上游数字化发展态势

1.1国外油公司注重数字化转型

近年，受长期低油价影响，油气行业上游资本支出减少，油公司资产负债表变差，现金流量

减少，劳动力不稳定，经营面临严峻挑战。在此背景下，油公司日益重视数字化转型，以此

帮助石油公司提高运营绩效，更好地适应不断变化的行业商业环境。艾默生公司研究表明，

油气行业上游通过数字化转型，可使营业表现从平均水平提升到中上水平，油气产量可提高

7%~8%，租赁和运营成本减少2%~3%，且运营的不确定性明显降低。

根据IHSMarkit公司数据，近年国际石油公司数字化投资在科技投入中占比升高，已成为石

油公司与服务商技术合作的首要领域。石油公司的投资构成表明，2014年以来的低油价并

未阻碍石油公司的技术投资，2016年与2018年的技术风险投资甚至有较大增幅（图1）。

上游技术投资主要涉及清洁能源技术、勘探技术、开发技术、数字化技术4个领域，数字化

技术的占比在2013年以后有明显提升。各类石油公司关注的领域有所不同，独立石油公司

更关注能够短期见效、直接降低成本的数字化方案，跨国石油公司则偏好能够给公司带来整

体效率提升的综合平台和一体化方案。

1.2油气数字化技术发展状况

油气工业数字技术集中在大数据、高性能计算、用户交互、自动化、物联网、虚拟现实、实

时分析、仿真建模、智能设备、机器学习、移动终端、机器人等12个领域。例如，物联网

可以通过功能强大的智能化软件实施监控；传感器可以监控石油钻塔、炼油厂、车辆和电力

系统，并传输数据、提供机械系统的数字表示。大数据软件可对传感器网络产生的大量数据

快速处理分析，建立并优化仿真模型。

IHSMarkit公司按技术成熟度由高到低，将油气数字化技术发展分为4个阶段：广泛应用、

技术可行、已论证概念、未论证概念。又将数字化技术分为6个类型：数据获取、组合数字

化、流程自动化、创新工作流、转换工作流、资源生命周期。BP公司则将数字化技术分为4

个层级：第一层级已在油气领域得到广泛应用；第二层级已在一些油气领域开始部署，有进

一步扩大的潜力；第三层级是油气行业正在进行创新突破的领域；第四层级的数字技术还处

于早期阶段，在未来具备很大潜力。各层级主要技术详见表1。

美国艾默生公司设计了油气上游数字生态系统（图2），通过提供综合的远程传感，将预测

分析和先进诊断相结合的软硬件解决方案，从而做出生产决策。其中，实时生产数据和油藏

管理软件组合，可对勘探与生产各个环节进行集成优化。

2油气行业上游数字化转型方案

数字化转型拥有构建流程自动化、决策支持、人员技能提升、移动应用和变革管理等5项基

本能力。油气行业上游数字化是对勘探与生产各个环节进行集成优化，包括地震处理与成像，

地震与地质解释，形成评估方案，油藏表征及静态建模，油井设计，油藏工程模拟，油井施

工、钻探、地质导向，生产建模等。数字化使石油公司可及时有效地了解分析油藏性状、远

程采集现场数据、优化工作流程和物流，实现解放员工、提高效率、降低成本。国内外油气

勘探开发公司、油服公司和数字技术服务公司在数字化转型方面表现出6个主要趋势。

2.1油田自动化生产优化

油气田的自动化生产优化是数字化最重要应用领域之一，用数字技术优化油井设计和生产操

作，通过预测事件提高油田的运营效率，优化生产。美国能源信息署（EIA）预计，2019年

美