智能化是世界科技發(fā)展的大趨勢(shì)，同樣也是未來世界油氣工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。智能化將成為世界油氣工業(yè)持續(xù)提質(zhì)降本增效的有效途徑和必由之路。同農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)等其他行業(yè)一樣，當(dāng)使用機(jī)器的成本顯著低于人工成本，而同時(shí)效率和安全性又有大幅提高之時(shí)，機(jī)器必然取代人工，油氣行業(yè)就順其自然進(jìn)入智能化新時(shí)代。

　　當(dāng)前，世界油氣工業(yè)的智能化水平總體處于探索起步階段，未來的研發(fā)方向和重點(diǎn)是智能油田、智能鉆井、智能管道、智能煉廠。預(yù)計(jì)到2030年，油氣工業(yè)有望進(jìn)入一個(gè)全新的智能化時(shí)代。

華北油田公司在樊莊老區(qū)進(jìn)行煤層氣開發(fā)。

　　我國(guó)油氣資源潛力大

　　穩(wěn)油增氣有基礎(chǔ)

經(jīng)過多年的勘探開發(fā)，我國(guó)目前已形成“東部可持續(xù)、西部快發(fā)展、海域大突破”的油氣勘探開發(fā)格局。未來將重點(diǎn)在大型盆地的新層系、新領(lǐng)域和海域?qū)ふ覂?yōu)質(zhì)儲(chǔ)量,近些年來，石油和天然氣一直保持著探明儲(chǔ)量的高速增長(zhǎng)。我國(guó)油氣勘探開發(fā)呈現(xiàn)以下5個(gè)特點(diǎn)。

油氣資源總量豐富。我國(guó)石油地質(zhì)資源量1257億噸、可采資源量301億噸，目前的資源探明率超過30%，處于勘探中期。天然氣地質(zhì)資源量90.3萬億立方米、可采資源量50.1萬億立方米，探明率14%，處于勘探早期。與2007年全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果相比，石油地質(zhì)與可采資源量分別增加了64%和42%，天然氣地質(zhì)與可采資源量分別增加了158%和127%。資源量大幅增長(zhǎng)的原因主要是勘探工作量的增加和地質(zhì)認(rèn)識(shí)的深化拓展了勘探領(lǐng)域，技術(shù)進(jìn)步降低了資源的門檻。

重點(diǎn)地區(qū)天然氣資源大幅增長(zhǎng)。四川盆地天然氣地質(zhì)資源量20.7萬億立方米，可采資源量11.2萬億立方米，與2007年評(píng)價(jià)相比，分別增長(zhǎng)了2.8倍和2.3倍，為西南地區(qū)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了保障。海域各盆地天然氣可采資源量12.2萬億立方米，與2007年評(píng)價(jià)相比，分別增長(zhǎng)了55%和57%，為全面推進(jìn)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供了重要支撐。此外，鄂爾多斯、塔里木等盆地天然氣資源量也有較大增長(zhǎng)。

非常規(guī)油氣資源潛力可觀。目前，全國(guó)埋深4500米以淺頁巖氣地質(zhì)資源量122萬億立方米，可采資源量22萬億立方米。累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量5441億立方米，探明率僅為0.4%。埋深2000米以淺煤層氣地質(zhì)資源量30萬億立方米，累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量6293億立方米，探明率僅為2.1%。與以往評(píng)價(jià)結(jié)果相比，資源數(shù)量有所減少，但可靠程度進(jìn)一步提高。

油氣勘探開發(fā)難度正在逐步增大。首先，隨著高品質(zhì)資源逐步開采消耗，剩余的常規(guī)油氣資源品質(zhì)整體降低，80%為低品質(zhì)、高風(fēng)險(xiǎn)類型。其中，超過35%的剩余石油資源分布在低滲儲(chǔ)層，25%是致密油和稠油，20%分布在海域深水；超過35%的天然氣資源分布在低滲儲(chǔ)層，25%是致密氣，20%以上位于海域深水。其次，隨著開發(fā)的不斷深入，勘探開發(fā)對(duì)象更加復(fù)雜化，發(fā)現(xiàn)難度加大，對(duì)技術(shù)裝備水平的要求和勘探開發(fā)成本不斷提高，生態(tài)文明建設(shè)也對(duì)油氣勘探開發(fā)提出更高要求。第三，非常規(guī)油氣資源具有現(xiàn)實(shí)可開發(fā)價(jià)值的比例不高。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，可有效開發(fā)的頁巖氣有利區(qū)可采資源量5.5萬億立方米，只占總量的25%，主要分布在四川盆地及周邊。煤層氣有利區(qū)可采資源量4萬億立方米，占總量的30%，主要分布在沁水盆地南部、鄂爾多斯盆地東緣、滇東黔西盆地北部和準(zhǔn)噶爾盆地南部。

未來儲(chǔ)量保持規(guī)模增長(zhǎng)。從資源基礎(chǔ)看，我國(guó)待探明石油地質(zhì)資源量885億噸，待探明天然氣地質(zhì)資源量77萬億立方米，可供勘探的資源潛力大。近年來，我國(guó)在復(fù)雜地表地質(zhì)條件下的物探、鉆井、“甜點(diǎn)”識(shí)別、多級(jí)壓裂等油氣勘探開發(fā)技術(shù)取得重要進(jìn)展。以頁巖氣探礦權(quán)區(qū)塊招標(biāo)、新疆油氣勘查開采改革試點(diǎn)為突破口，引入社會(huì)資本進(jìn)入油氣勘查開采市場(chǎng)，激發(fā)了社會(huì)投資熱情，加快了油氣勘查開發(fā)進(jìn)程。

預(yù)計(jì)2030年之前，我國(guó)年探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量仍將保持較高水平，年均探明10億噸，石油產(chǎn)量保持在2億噸水平。預(yù)計(jì)2030年之前，我國(guó)天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量還將處于高峰增長(zhǎng)階段，年均探明儲(chǔ)量7000億立方米，天然氣產(chǎn)量保持較快增長(zhǎng)，到2020年，全國(guó)天然氣總產(chǎn)量為2100億立方米，2030年達(dá)到3000億立方米，有力推動(dòng)了能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和環(huán)境治理改善。

總體來說，我國(guó)石油勘探已處于中后期，陸上的多數(shù)盆地進(jìn)入低品類非常規(guī)的階段，天然氣勘探還處于早中期，儲(chǔ)量的品類相對(duì)是以低品類為主，非常規(guī)油氣的勘探程度很低，我國(guó)待發(fā)現(xiàn)油氣資源主要分布在技術(shù)和資料三個(gè)盲區(qū)，下一步需要加強(qiáng)深入判斷，推動(dòng)油氣勘探的新發(fā)現(xiàn)。

傳統(tǒng)勘探開發(fā)正發(fā)生巨變

　　油田智能化成為未來發(fā)展新趨勢(shì)

受低油價(jià)的大環(huán)境影響，如何通過技術(shù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)更多油氣資源的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)成為近期核心主題，經(jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)、集成技術(shù)和非常規(guī)技術(shù)常規(guī)化等三類技術(shù)特別受到重視。但是從中長(zhǎng)期來看，智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本增效最具潛力的技術(shù)，高精尖技術(shù)將會(huì)推動(dòng)油氣工業(yè)持續(xù)向前邁進(jìn)。

近幾年，傳統(tǒng)的油氣勘探開發(fā)正發(fā)生驚人巨變，智能化油氣田已初步呈現(xiàn)。在目前的油價(jià)水平下，降本增效成為油氣田勘探技術(shù)的發(fā)展方向。在已知地下油氣儲(chǔ)層位置的情況下，用最少的井位完成最大范圍的儲(chǔ)量開采，并以最少的起鉆次數(shù)實(shí)現(xiàn)最短鉆井周期成為油氣田勘探的首要問題。同時(shí)對(duì)于進(jìn)入開采中后期的老油田，因受油氣資源生產(chǎn)邊界條件的硬約束，可動(dòng)用區(qū)塊逐年減少，新區(qū)勘探難度越來越大，資源品位下降，開采成本的上升將成為長(zhǎng)期問題。因此油田智能化將成為未來油氣田勘探的發(fā)展新趨勢(shì)。

智能油田通過對(duì)地質(zhì)油藏的全面動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、精確評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面自動(dòng)化和決策過程智能化，可以提高油田勘探開發(fā)效率、預(yù)測(cè)油田變化趨勢(shì)，持續(xù)優(yōu)化油田管理，延長(zhǎng)油田生命周期，降低成本。

智能油田的建設(shè)涉及測(cè)繪、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和專家系統(tǒng)等多個(gè)方面，產(chǎn)業(yè)鏈分布廣泛。智能油田需要對(duì)井況進(jìn)行測(cè)繪分析，包括地質(zhì)特性和油藏分布等，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的油井進(jìn)行監(jiān)控，提供連續(xù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并以歷史數(shù)據(jù)的分析挖掘、云計(jì)算的海量化管理和專家決策系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)輔助，幫助決策者確認(rèn)、診斷、解決油藏中可能出現(xiàn)的問題。

目前，油田借助智能鉆井技術(shù)，超長(zhǎng)水平井將普遍實(shí)現(xiàn)一趟鉆，鉆井周期有望大幅縮減，智能油田有望將原油采收率提高6個(gè)百分點(diǎn)以上，并有效降低運(yùn)營(yíng)成本和減少資本支出。通過智能煉廠，生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率達(dá)95%以上，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高10%以上。智能管道將實(shí)現(xiàn)管道全生命周期管理。

數(shù)據(jù)顯示，全球油服市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3000億美元，陸上油服市場(chǎng)占比60%，海上油服市場(chǎng)占比40%。我國(guó)的油田服務(wù)和建設(shè)市場(chǎng)規(guī)模約為1800億元，其中服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約為1300億元至1400億元，包括土建、征地和地面、管線的建設(shè)，規(guī)模為400億元左右。

由于智能油田技術(shù)門檻較高，國(guó)外油服巨頭占據(jù)了我國(guó)大部分市場(chǎng)份額。隨著智能油田戰(zhàn)略的實(shí)施推廣，國(guó)內(nèi)油服廠商有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，率先布局的公司將獲更多市場(chǎng)份額。

長(zhǎng)慶油田勘探開發(fā)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

閥門檢測(cè)。

一體化數(shù)據(jù)管理

　　油氣技術(shù)邁向數(shù)字化智能化

隨著勘探開發(fā)領(lǐng)域從常規(guī)向非常規(guī)，從陸上向海上、極地的轉(zhuǎn)移，對(duì)油氣資源的認(rèn)識(shí)和掌握越來越依賴信息技術(shù)手段。大數(shù)據(jù)往往意味著“大油氣”，石油公司擁有的數(shù)據(jù)越多，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘利用得越好，找到油氣資源的可能性和掌控市場(chǎng)的能力就越大。

面對(duì)陸上及海洋深層油氣勘探開發(fā)的巨大挑戰(zhàn)，如何組織和利用龐大的地質(zhì)、油藏?cái)?shù)據(jù)成為油氣勘探智能化的焦點(diǎn)。為此，勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)管理成為各大石油公司發(fā)展的必備基礎(chǔ)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和軟件系統(tǒng)紛紛登上舞臺(tái)，在“大數(shù)據(jù)時(shí)代”，數(shù)據(jù)將成為最有價(jià)值的資源，油氣行業(yè)的數(shù)據(jù)量正在呈指數(shù)型增長(zhǎng)。

在國(guó)際上，BP、雪佛龍、道達(dá)爾、美孚和德士古5家石油公司于1990年聯(lián)合成立石油技術(shù)開放軟件協(xié)會(huì)（POSC），2000年左右形成勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)。而斯倫貝謝和哈里伯頓等油服公司也推出了自己專業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。

在建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，國(guó)外各大石油公司紛紛建立國(guó)家、區(qū)域勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心，通過一體化數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享和勘探數(shù)據(jù)精細(xì)化管理。

在國(guó)內(nèi)，作為勘探智能化的基礎(chǔ)，中國(guó)石油、中國(guó)石化也相繼建立自己的勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心，搭建起支撐勘探開發(fā)智能化的“心臟”。其中，中國(guó)石油早期沿用國(guó)外技術(shù)，后期自主研發(fā)，已在多個(gè)油田建立起自己的勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心，并實(shí)現(xiàn)了油田數(shù)字化。中國(guó)石化則通過自主研究和選型，10年前就基本建立起自己的勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了源頭數(shù)據(jù)采集覆蓋所有下屬油田。

中國(guó)海油最近幾年數(shù)據(jù)中心建設(shè)也取得一定的成績(jī)，目前在用的數(shù)據(jù)庫涵蓋了勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、鉆完井等相關(guān)領(lǐng)域。

目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從上游油藏和井下實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，到下游槽車安全和銷售的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了從勘探到開發(fā)、生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和銷售閉環(huán)的數(shù)字油田。

面向未來，隨著油氣勘探和開采的進(jìn)行，對(duì)地下認(rèn)識(shí)的深入，地質(zhì)形態(tài)的描述在不斷地變化，而這種變化過程正是油氣勘探智能化系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)。所以，一體化數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)中心管理將是實(shí)現(xiàn)陸地和大洋深處油氣智能勘探未來發(fā)展的基礎(chǔ)和必然趨勢(shì)。

作為油氣公司實(shí)現(xiàn)油氣智能勘探的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，實(shí)際上勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與推廣只是第一步，而通過協(xié)同研究和勘探開發(fā)一體化建設(shè)，給油氣勘探人工智能化搭建“骨架”，才是勘探開發(fā)領(lǐng)域一場(chǎng)真正意義上的技術(shù)革命。

通過這場(chǎng)技術(shù)革命，可以改變以往專業(yè)跨界發(fā)展導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)冗余、數(shù)據(jù)資源重復(fù)建設(shè)和相對(duì)孤立的問題。同時(shí)通過一體化的手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用跨部門、跨專業(yè)的集成與協(xié)作，保證各項(xiàng)綜合研究成果的“一鍵式”獲取，工作效率大幅提升，有效地支撐了未來智能油田建設(shè)和業(yè)務(wù)精細(xì)化管控。

對(duì)于油氣勘探智能化的未來，要構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)建設(shè)、勘探知識(shí)庫管理、勘探協(xié)同研究、勘探運(yùn)行管理、勘探?jīng)Q策支持等基本單元，總體目標(biāo)是為油氣公司未來的中長(zhǎng)期勘探規(guī)劃及勘探部署工作的研究、管理服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際井位部署決策、作業(yè)決策等提供科學(xué)的技術(shù)支持，優(yōu)化勘探投資組合，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的價(jià)值勘探，是油氣勘探智能化的最終目標(biāo)。

目前，大數(shù)據(jù)在油氣行業(yè)的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，國(guó)際石油巨頭已紛紛行動(dòng)起來，組建由IT專家、數(shù)學(xué)物理學(xué)家與油氣技術(shù)專家組成的大數(shù)據(jù)分析研究團(tuán)隊(duì)，不斷提升實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析能力與數(shù)據(jù)整合能力，為油氣勘探開發(fā)提供更有效的支撐。

華北油田二連分公司在內(nèi)蒙古錫林浩特草原深處開采作業(yè)。

蘇里格氣田勘探開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)。