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石油与天然气行业中如何安全的使用AI技术

当谈到技术革命时,石油与天然气行业似乎很少会被当作典型案例自发地出现在我们的脑海之中。然而行业内的专业人员往往持相反意见,而他们或许才是对的。毕竟为了优化生产流程,这个行业多年以来一直在进行不断地创新与变革。

从1848年在阿塞拜疆巴库钻探的第一口油井,到1949年第一个海上移动钻井平台,再到2019年美国知名公司引入的随钻测井(LWD)技术,该行业已经走过了一段漫长的发展之路。

在此之前,我们的确见证了不少发明创造,但真正革命性的变革则出现在20世纪60年代:海底和深水钻井,半潜式钻井,电动潜水泵、3D LWD等等,至今也没有放慢发展的速度。

人工智能在油气行业的具体应用

人工智能在油气行业的具体应用

油气行业如今在接纳一些新的技术,这些技术正在对整个工业社会产生着重大影响。自动化和机器人技术已经融入到了行业的日常运营中,增强现实(AR)与虚拟现实(VR)技术也已经在行业中发挥作用,而如今,人工智能(AI)也来了。

许多专家认为人工智能必将在石油与天然气领域产生巨大影响,为从勘探、运输、到炼油的整个价值链提供不胜枚举的好处。

首先,人工智能可以帮助运营商更好地了解他们的油藏,从而做出更好的勘探和生产决策;可以协助油井的设计和钻井,还可以优化油井的位置和间距,从而提高产量。地下风险也可以通过人工智能进行评估。

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其次,对于石油公司来说,油井每天、每月、每年,甚至整个油井生命周期的产量预测都是至关重要的。而人工智能则可以提供最佳的流速、压力,以及一系列其他变量,以延长油井使用寿命,实现产能的最大化。

借助人工智能,运营商也可以预判产品长期的流量、供应、需求与价格,从而帮助运营者做出商业决策。

人工智能还可以在炼油厂维护停机阶段发挥作用,它能帮助我们识别转换过程中的故障风险,从而提高设备的可靠性。

与任何其他行业部门一样,人工智能可以企业管理提供各种业务层面的帮助,并能成为预测整个价值链中健康和安全风险的重要途径。毕竟在油气行业的作业过程中,工人经常要暴露在可能发生火灾和爆炸风险的场景中,或是要面对恶劣的条件与气候。因此,对于石油和天然气这个高风险行业来说,利用技术提升安全水平也是必不可少的。

人工智能是全球油气行业发展的共识

人工智能是全球油气行业发展的共识

目前,北美是人工智能在石油和天然气领域应用的最大市场,欧洲和亚太地区紧随其后。随着研究不断深入,人工智能在油气行业各产业链中的应用已是必然的趋势。

近几年,数字化、人工智能正在以超乎预期的速度发展。很多大型石油公司,都为迎接这场变革做了大量准备。根据2018年6月发布的全球超级计算机排名TOP500,全球排名前三的隶属于私有公司的超级计算机,全部来自石油公司,分别是:埃尼石油、道达尔石油以及挪威石油公司。

这充分体现了石油行业智能化竞赛的提速,在不同的石油公司之间智能化水平的差距也已经拉开,越来越多石油公司开始意识到,智能化战略,将是一场关于未来的竞争。这一点也引起了我国政策层面以及石油行业层面的注意。

输油管道

我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要中指出:要“加快交通、能源、市政等传统基础设施数字化改造,构建基于5G的应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范。优化能源开发布局和运输格局,加强能源资源综合开发利用基地建设,提升国内能源供给保障水平。”

在我国从石化大国向石化强国转变的关键时期,人工智能等新技术在能源领域有着广阔的应用场景,也是我国面对能源革命和加快能源转型背景下的必由之路。

海油发展装备技术公司“智巡1号”
海油发展装备技术公司“智巡1号”

中国海油在2020年3月提出了数字化转型的总体蓝图,打造智能油田技术平台,重点致力于智能油田建设与勘探开发数据的治理。

由于中国海洋石油在油气领域的特殊性,依据人工智能研究出来的水下机器人可以通过远程遥控进行操控。从而在被污染、可见度低的复杂水下环境中进行作业,甚至可以取到人类无法下潜到的深度进行工作,并通过声呐系统、摄像系统、照明系统以及机械系统进行细致入微的操作,为相关工作部门提供实时的工作视频与声呐图像。

AI应用

除中海油,另一石油巨头中石油建设了认知计算平台,发布了中国油气行业第一个智能云平台“梦想云”,并在大港、大庆、长庆等油田开展试点应用,由中石油科技管理部牵头开展人工智能顶层设计,全面推动人工智能技术的探索性落地。

中石化也于2012年开始开展智能制造探索工作, 并陆续启动了智能工厂、智能油田、智能化研究院的规划、设计和建设工作,将新一代信息技术与企业业务深度融合, 推动了企业数字化转型升级。2017年,中石化还携手华为,推出面向石化行业的智能制造平台,开发集中数据管理方法并支持多个应用程序之间的数据集成,以优化其工厂化运营。

安全是使用AI技术的前提

油气行业不同于一般行业,空气中可能存在的可燃性气体让这个行业的安全备受重视。越来越多的石油和天然气企业,开始采用人工智能的方式来改善员工及其设施的健康和安全,如自动巡检机器人、巡检无人机、智慧化检查系统、远程溯源系统等。但是这些先进理念的产品能够进入油气行业,安全可靠的市场准入制度与严谨的标准就是必不可少的前提。要知道,这些用来保护现场的先进设备,一旦不能完全遵守相关标准的要求,“保护者”就变成了可能的点燃源,反而成了油气行业的风险点。

安全是使用AI技术的前提

在国际标准中,IEC 60079系列以及ISO/IEC 80079系列涵盖了防爆电气和非电气设备和系统的几乎所有特定要求。这些包括对在危险环境中运行的所有部门使用的设备的要求和保护级别,例如炼油厂、海上石油钻井平台、天然气厂等。我国的GB3836系列防爆设备标准正是脱胎于上述两项国际标准。2021年10月,国家市场监督管理总局国家标准化委员会公布一批全新国家标准,其中涉及防爆的GB3836系列全面更新,并将于2022年5月1日起正式生效。只有严格遵守这些标准的要求,迅猛发展的人工智能技术才能真正在油气行业落地。

快速发展的人工智能技术与处在能源转型的油气行业,在这一历史点产生交汇。越来越多的AI技术出现在作业现场,但是,无论技术如何发展,安全的使用才是一切的前提。

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