數(shù)字油田源于1998年美國前副總統(tǒng)戈爾提出的數(shù)字地球概念,并迅速得到BP、殼牌、斯倫貝謝、雪佛龍、挪威Hydro等全球的石油公司、技術服務公司以及能源咨詢服務公司的廣泛關注,引發(fā)了數(shù)字油田技術研究熱潮的興起。2000年劍橋能源研究會,組織了一個全球范圍內的多用戶研討會,議題是“數(shù)字油田——新一代油藏管理技術”,會后發(fā)布的研究報告對數(shù)字油田技術將會給石油工業(yè)帶來的影響、作用給予了高度評價;美國石油工程師協(xié)會繼1999年的“智能井技術”論壇后,在2005年的年度技術會議和展覽上進行了“數(shù)字能源”專題討論,并于2006年4月在阿姆斯特丹舉行了智能井能源技術會議,5月在中國澳門舉辦了“智能油田的未來”論壇;2006年7月由斯倫貝謝公司主辦的以“邁向數(shù)字化油田的通途”為主題的“2006中國論壇”在廈門召開。至此,“數(shù)字油田”已成為21世紀石油和相關業(yè)界談論的熱門話題,國外關于“數(shù)字油田”的文獻已經很多,同時這些文獻中也有大量的案例研究顯示了數(shù)字油田的潛在和實際價值?!皵?shù)字油田”已經從初期的儀器、儀表和監(jiān)測的數(shù)字化發(fā)展成銜接現(xiàn)場作業(yè)和各業(yè)務部門作業(yè)的閉環(huán)工作流程。通過這些業(yè)務流程的無縫銜接,數(shù)字化油田的全部潛能將不斷得以發(fā)揮和實現(xiàn)。
一、數(shù)字油田的概念與實質
不同的國際學術團體、油公司對未來數(shù)字化油田的提法各異,但數(shù)字油田的實質是一致的,尤其是對新區(qū)及邊遠地區(qū)的油氣資源的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)工作將從歷史性分類資料的順序處理改變成實時資料的并行處理,利用實時數(shù)據(jù)流結合創(chuàng)新型軟件的應用和高速計算機系統(tǒng),建立快速反饋的動態(tài)油藏模型,并將這些模型配合遙測傳感器、智能井和自動控制功能,讓經營者更直觀地了解地下生產動態(tài)和更準確預測未來動態(tài)變化以便及時采取措施提高產量和進行有效的油田管理。相關研究表明,數(shù)字油田技術能大幅度降低石油生產成本,油田平均采收率可從現(xiàn)在的30%提高到50%以上。
二、數(shù)字油田的關鍵技術
數(shù)字油田是一套聯(lián)接地面與井下的閉環(huán)信息采集、雙向傳輸和處理應用系統(tǒng),能夠伴隨作業(yè)進程實時地指導勘探開發(fā)方案的執(zhí)行和相關技術的應用,是覆蓋所有主要價值循環(huán)過程的一個閉環(huán)系統(tǒng)。因此,涉及勘探、評估、開發(fā)和開采領域的各項新興技術對油氣資源的整個生命周期都有重大影響,而其中遙測、虛擬現(xiàn)實、智能完井、自動控制和數(shù)據(jù)集成是組建數(shù)字油田的關鍵技術。
三、數(shù)字油田的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
根據(jù)雪佛龍公司的分級系統(tǒng),數(shù)字油田的升級換代經歷四個層次,即在完善油田信息化建設的基礎上,依次經歷實時監(jiān)測、實時分析、實時優(yōu)化和經營模式變革階段。而迄今為止,世界上大多數(shù)數(shù)字油田遠未達到第四個層次。
四、數(shù)字油田成功的關鍵
作為勘探開發(fā)行業(yè)的應用與服務技術供應商,Accenture和SAP通過與許多實施數(shù)字油田項目的客戶進行合作并跟蹤其工作,研究并確定了能促使數(shù)字油田方案成功實施的關鍵因素,包括:明確數(shù)字油田對企業(yè)發(fā)展意味著什么、確定如何優(yōu)化現(xiàn)有的資源、建立可靠的數(shù)據(jù)結構和通信設施、盡可能對整個油田業(yè)務進行標準化、調整企業(yè)構架使其適合新的規(guī)范、為未來的變革做好各種準備。
五、啟示與建議
目前很多公司可以建立應用全球遠程通信和控制系統(tǒng)來監(jiān)視、控制和優(yōu)化鉆井作業(yè)的實時操作中心,四維地震、智能完井等技術也都在世界各地多有應用,并能采用并行處理網絡計算技術來處理地震數(shù)據(jù)。但在全面整合油田的各類作業(yè),用IT技術來進行實時數(shù)據(jù)管理、設備自動化控制和優(yōu)化生產方面,還需要繼續(xù)探索。
數(shù)字油田已經成為石油企業(yè)未來發(fā)展趨勢,我國以數(shù)字油田為內容的油田信息化建設也再次急劇升溫??v觀國內外數(shù)字油田的建設,不管從技術還是管理的層面上看,都還存在不少難題,尤其是業(yè)務流程革新、多元異構數(shù)據(jù)整合以及專業(yè)技術軟件的開發(fā)將在相當長一段時間內困擾數(shù)字油田的發(fā)展。而油氣工業(yè)的各種工作流程和不同領域活動所采用的技術與地下油藏、油井生產監(jiān)控和地面控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流整合在一起更是一個極大的挑戰(zhàn)。
在我國數(shù)字油田的發(fā)展過程中,首先應該明確數(shù)字油田的內涵與意義;正確判斷現(xiàn)有管理體制與數(shù)字油田理念之間存在的各種矛盾;繼續(xù)推動技術進步,滿足生產實踐和數(shù)字油田建設需求;加強跨學科和具有綜合分析能力人才的培訓,為我國數(shù)字油田的建設打下扎實的基礎。