數(shù)字技術開啟未來萬億桶石油
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[時間:2008-10-15 中國化工信息網(wǎng) 關注度:0]
摘要:
世界石油工業(yè)已開采了1萬億桶石油，剩下的石油如何開采利用
如果從1895年美國賓夕法尼亞州鉆成第一口油井算起，世界現(xiàn)代石油工業(yè)迄今已走過113年的歷史。沙特阿美公司CEO朱馬曾樂觀地估計：現(xiàn)有1.2萬億桶探明儲量，全球待發(fā)...
世界石油工業(yè)已開采了1萬億桶石油，剩下的石油如何開采利用
如果從1895年美國賓夕法尼亞州鉆成第一口油井算起，世界現(xiàn)代石油工業(yè)迄今已走過113年的歷史。沙特阿美公司CEO朱馬曾樂觀地估計：現(xiàn)有1.2萬億桶探明儲量，全球待發(fā)現(xiàn)油田儲量和提高采收率可獲得約2萬億桶（不算非常規(guī)資源1.5萬億桶），石油總資源量將超過3萬億桶。在過去的100多年中，人類已經開采了約1萬億桶石油，剩下的石油如何開采利用？最近，美國《石油工藝雜志》網(wǎng)絡版發(fā)表署名特德·穆恩（TedMoon）的文章，提出“運用數(shù)字技術取得下一個萬億桶石油”。
數(shù)字油田正在成為現(xiàn)實
穆恩指出，為了滿足全球能源需求，技術在勘探開發(fā)領域仍然扮演著至關重要的角色，而數(shù)字技術將帶來最重要的影響。最近十年出現(xiàn)了“數(shù)字油田”這個術語，用來描述跨越地理條件限制，通過信息技術（IT），實時或接近實時地監(jiān)控和管理油田所有的生產經營運行情況。
今后幾十年，數(shù)字油田將幫助人們勘探開采下一個萬億桶石油，油氣行業(yè)將在較短時間內取得巨大進展。而幾年前，人們還只是在探討數(shù)字油田的概念，諸如如何安置更多的傳感器來采集數(shù)據(jù)，如何使地下生產與地面經營計量一體化。現(xiàn)在，整個行業(yè)已經進入數(shù)字化實施階段，很多公司根據(jù)數(shù)字信息流，重新設計自己的工作流程和組織結構。從現(xiàn)在起10年內，情況將發(fā)生巨大變化，業(yè)務過程中的技術力量越來越強，從而為真正的實時生產運作優(yōu)化提供更多的數(shù)據(jù)和機會。
根據(jù)摩爾定律（該理論創(chuàng)立于40年前，認為數(shù)字電子設備的性能將按指數(shù)速率大幅提升，每兩年翻一番），未來30年的計算能力將是現(xiàn)在的215倍。而且，技術開發(fā)和實施呈周期性規(guī)律，雪佛龍公司前副總裁鮑爾說，新周期的技術效率將比現(xiàn)在提高10倍，10倍計算能力的提升足夠改變技術基礎及相關工作過程。運算能力大提升將從幾個方面對能源系統(tǒng)產生重大影響并使之發(fā)生巨大變化。
為了最后一萬億桶
全球新近的大規(guī)模油氣發(fā)現(xiàn)和開發(fā)把石油行業(yè)帶到更深水域、極地環(huán)境、非常規(guī)油氣藏和政治敏感地區(qū)。為了取得成功，石油業(yè)需要更加依賴數(shù)字技術，使員工可以遠離不安全的實際環(huán)境，在遠程完成決策制定和執(zhí)行工作。另外，還將更多地利用機器人進行遠程操作和自動控制。這一趨勢將擴展到計量裝置，也就是說要把測量裝置送到儲層中。
自動化也將影響石油行業(yè)的傳統(tǒng)大功率裝備。隨著技術的發(fā)展，施工人員將使用新一代地震采集設備，如可以儲存大量信息的永久性記錄儀。還有更好的物理算法，以更高的精度、更短的生產周期，模擬油藏的生產過程。
斯倫貝謝公司負責信息解決方案的蘭德格倫說，在生產中，需要迅速提取樣本和過程數(shù)據(jù)來做決策并實施及時控制，使工作按照要求的工況運行。數(shù)據(jù)采集、分析、反饋的緊迫性日益增強，油田生產數(shù)據(jù)的采集頻率已經從以前的每月一次，變成現(xiàn)在的每天一次，這樣控制人員能更及時有效地把握油藏變化。
數(shù)字化趨勢將繼續(xù)發(fā)展，自動化程度也將隨之進一步提高。當數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)自動化時，就可以利用軟件設定一個預警值，當數(shù)據(jù)嚴重偏離5日動態(tài)平均水平時就會自動報警，進而采取自動診斷和干預程序。這項技術已經在煉油廠應用了很多年，現(xiàn)在開始在油氣田推廣應用。
擠出每一滴油
讓走下坡路的老油田竭盡全力“發(fā)揮余熱”，數(shù)字技術將起到越來越大的作用。這些老油田還有50%剩余可采油氣，采取更復雜的選擇性完井、根據(jù)用戶需要設計壓裂作業(yè)等，都是技術發(fā)展方向。
BP集團在阿布扎比的一位經理羅伯特說，世界60%的探明儲量在中東，超過7000億桶，如果通過數(shù)字技術實現(xiàn)增儲上產，將對產油國和世界石油市場具有重大意義。
BP計劃將其“先進協(xié)同環(huán)境”（ACE）方案應用到公司在世界各地的實時生產監(jiān)控和鉆井作業(yè)。ACE利用數(shù)字技術，實現(xiàn)高效作業(yè)、優(yōu)質鉆井和油藏量管理，達到增儲上產的目標。如用光纖快速傳送井下壓力溫度監(jiān)測信息；用永久安裝在海底的地震組合進行時間推移地震；還有對油井和設施進行監(jiān)控、過程評估和生產優(yōu)化軟件。
應對人才短缺
數(shù)字技術在油田應用最多的還是虛擬團隊和協(xié)同工作。和全球少數(shù)專家飛來飛去地處理項目相比，現(xiàn)在大部分管理者和大型服務公司選擇實時操作中心召開虛擬會議，進行經驗交流并遠程控制世界各地的很多設施。
人才是公司真正的財富，要讓他們在較短的時間內做出更好的決策。在人力資源有限的情況下，公司怎樣才能有效地管理那么多數(shù)據(jù)呢？IT提供商在可預見的將來還將繼續(xù)扮演關鍵角色。IT公司將提供革命性的數(shù)據(jù)管理和傳輸方案，給予用戶高分辨率的體驗、改善所用的設備富裕程度、使用戶和設備之間的接口語言更加自然，從而使工作人員有更多的方法傳輸和共享數(shù)據(jù)，更輕松地解決問題。
微軟Surface是一套桌面觸摸控制系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的鼠標鍵盤方式，更能使用戶在與數(shù)據(jù)內容交互時感到自然。自然用戶界面和靈活的數(shù)據(jù)中心一個更大的作用，是有利于應對知識管理的挑戰(zhàn)。
工廠化管理油田
由于數(shù)字技術提供了更好的協(xié)作平臺和更高效的決策過程，策略者在油田生產的地位也隨之發(fā)生了轉變。鮑爾說，人將在戰(zhàn)略決策方面發(fā)揮作用。數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的復雜性在未來10年還會進一步提高，以后的生產系統(tǒng)會更像現(xiàn)代煉油廠的控制室，由最新一代的計算系統(tǒng)控制所有日常運行操作。生產系統(tǒng)越來越復雜，人們很難離開IT技術的介入而獨立操作。
數(shù)字化工作流還將改善整體操作系統(tǒng)的效率，IT將為構建和管理更長更復雜的供應鏈提供基本結構。在油氣勘探開發(fā)部門，需要考慮能源效率和排放控制（如二氧化碳），這些都需要更加深謀遠慮的工廠化管理。
蘭德格倫說，想做到工廠化管理油田，必須解決通訊和高速運算問題。期望有一個系統(tǒng)，可以通過無線設備將所有油井連接起來，以便輕松的傳輸數(shù)據(jù)和從運行中心收發(fā)指令。這需要寬帶頻率，加強全球的無線連接，這個成本會高得的讓人不敢問津。
更好的整合還需要在軟件上作出努力。公司需要構建自己的軟件系統(tǒng)來運行多種流程，有時甚至需要工程師按自己喜歡的方式編寫代碼，所有這些都需要將數(shù)據(jù)和決策整合到一起�，F(xiàn)在有一種新標準稱作ProdML，其利用XML格式來交換數(shù)據(jù)和指令，由于尚處在起步階段，還需要不斷進行開發(fā)。要讓油田成為一個閉環(huán)系統(tǒng)，需要更高的運算處理能力。很多技術公司采取不同的方法提高自己的計算模擬器速度。微軟及其伙伴利用聚合伺服技術來提高運算能力，從而實現(xiàn)并行計算，為地質科學家和工程師提供所需的高性能運算。
成本與防火墻
為了拓寬數(shù)字技術應用范圍，還有成本和安全問題需要解決。石油行業(yè)的分布范圍很廣，從臨近枯竭的老井到海上鉆井平臺，不同領域的經濟賬相差很多，不可能用一個解決方案來處理所有問題。資本運作的保守天性是增加開支的阻礙，直到數(shù)字技術更加為人們所認知，技術成為標準，投資回報變得可靠時，投資人才會關注并給予投入。
隨著更多的公司開放光纖遠程通訊系統(tǒng)，以適應協(xié)作工作環(huán)境，在安全方面的顧慮也隨之而生。由于所有通訊線路都連接到互聯(lián)網(wǎng)上，不得不擔心數(shù)據(jù)損壞和系統(tǒng)感染病毒宕機的問題。在一些關鍵的操作部門，需要專人從事IT監(jiān)控系統(tǒng)來保證不出故障。
IT提供商在安全方面扮演了至關重要的角色，確保公司的保密數(shù)據(jù)永遠置于防火墻的保護之下。但在合作環(huán)境當中，公司防火墻的過份保護可能會阻止溝通的順利進行�；诨ヂ�(lián)網(wǎng)的私人共享網(wǎng)站也許是個可行的解決方案，互聯(lián)網(wǎng)提供的5GB虛擬空間的SkyDrive，可以將資料儲存在私人文件夾里，只有指定的人才能訪問和使用。
改變管理是關鍵
阻止數(shù)字技術在油田推廣的最大障礙不在技術，而是人們接受新技術和新工作方式的態(tài)度。有些公司的學習速度較快，斯倫貝謝公司在這項變革方面已經走在了前面，他們的一些資深經理已經試著通過新方法利用社會網(wǎng)絡進行合作。
雖然油田運作的微小改進可以讓人們樂于嘗試更廣泛的技術升級，但管理變革面臨的挑戰(zhàn)依然存在。最近的一項研究顯示，油氣行業(yè)距離推行新技術還有多遠的距離，這項研究被稱作“高性能計算行動”，由美國競爭委員會實施。這項研究對石油天然氣、醫(yī)藥、航空航天以及汽車四個行業(yè)在接受和推廣數(shù)字技術情況進行了評估。
研究稱，油氣行業(yè)已經在宣傳數(shù)字技術，并改變企業(yè)的管理和組織。與其他行業(yè)相比，石油行業(yè)傳輸數(shù)據(jù)的距離要遠得多，雖然推行數(shù)字技術的表現(xiàn)比其他行業(yè)好許多，但在適應技術變化和商業(yè)需求方面還有很多挑戰(zhàn)。
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