前瞻科技 | 如何構(gòu)建“油氣4.0+”的發(fā)展新模式
時間：2020-03-16 15:47
來源：
作者:songxinyuan
油氣行業(yè)正進入一個充滿機遇和挑戰(zhàn)的新時代，新技術(shù)、新商業(yè)模式、新能源和新地緣政治關(guān)系四重壓力顯著。同時，工業(yè)4.0時代為全球經(jīng)濟和能源需求達到平衡提供了思維方式的轉(zhuǎn)變，推動油氣行業(yè)在新技術(shù)優(yōu)化研發(fā)方面迅猛發(fā)展，培養(yǎng)大批高端人才，強化企業(yè)間合作，為全球提供充足能源供應、應對氣候變化、保持可持續(xù)增長帶來新的發(fā)展機遇。
世界油氣工業(yè)4.0時代初見端倪，推動油氣行業(yè)快速向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。面對新的機遇和挑戰(zhàn)，國際主要大石油公司紛紛把油氣4.0作為未來動能轉(zhuǎn)換的驅(qū)動力，積極探索“油氣4.0+”的發(fā)展模式。
工業(yè)4.0時代催生了“油氣4.0+”，使數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)被廣泛應用于油氣行業(yè)，并產(chǎn)生重大影響，“動能轉(zhuǎn)換”主要表現(xiàn)為利用數(shù)字化、智能化技術(shù)進行全產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型。越來越多的石油公司開始利用物聯(lián)網(wǎng)進行自動化數(shù)據(jù)采集，利用機器人、無人機等人工智能執(zhí)行巡檢、檢測等特殊任務(wù)，利用大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和報告的實時生成與解釋，利用激光、核磁共振成像、基因技術(shù)等跨界應用催生顛覆性新技術(shù)。
油氣4.0推動了以低碳為標志的新一輪能源革命開啟，能源供應低碳化、清潔化、多元化，進而實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字技術(shù)與油氣產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，正推動油氣行業(yè)商業(yè)模式和生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)，油氣公司需保持動態(tài)、靈活、高效的商業(yè)思維，肩負研發(fā)新技術(shù)、提供清潔可持續(xù)能源供應的使命。
“油氣4.0+”成為油氣行業(yè)發(fā)展的新模式
國際大石油公司正在按照“油氣4.0+”的發(fā)展模式推動數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。
（1）油氣4.0+上游技術(shù)融合創(chuàng)新，推動油氣資產(chǎn)價值最大化
數(shù)字化技術(shù)是管理成本和提高效率的有效手段，大油公司的工作重點正在從前期的生產(chǎn)優(yōu)化轉(zhuǎn)移到整個上游行業(yè)生命周期的數(shù)字化。盡管油價持續(xù)走低，但數(shù)字化的投資沒有降低。BP風投公司對貝爾蒙特技術(shù)（Belmont）500萬美元A輪投資和沙特阿美能源投資公司對地球科學分析（Earth Science Analytics）300萬美元投資，標志著企業(yè)風投重點正在致力于實現(xiàn)整個上游生命周期的數(shù)字化。
油氣勘探與生產(chǎn)公司正在尋求將新興的數(shù)字技術(shù)嵌入到勘探和開發(fā)過程中，用于提升精準度和效率。在勘探領(lǐng)域，部分油氣公司已將無線傳感器和自主無人機等用于地球物理測量，突破了數(shù)據(jù)采集效率的界限。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應用正在逐步向?qū)崟r數(shù)據(jù)解釋方向發(fā)展。在開發(fā)領(lǐng)域，油氣公司越來越重視數(shù)字化技術(shù)的探索和應用。馬來西亞國家石油公司針對伊拉克南部復雜巖性油藏鉆進難度大、機械鉆速低等挑戰(zhàn)，利用該地區(qū)豐富的鉆井數(shù)據(jù)，通過使用機器學習來優(yōu)化參數(shù)、提升機械鉆速。道達爾公司開發(fā)的多功能地面機器人，用于減少現(xiàn)場人員，降低成本、提高HSE績效，并可在惡劣環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。在數(shù)據(jù)可重復性和準確性方面，地面機器人是一個巨大的進步 。
（2）油氣4.0+非常規(guī)油氣，推動勘探開發(fā)邁上新臺階
水平井分段壓裂技術(shù)的成功和規(guī)模應用助推了北美頁巖革命，但是在過去的五年中，非常規(guī)油氣領(lǐng)域的研究重點集中在射孔簇間距、支撐劑開發(fā)、布縫設(shè)計等進行細微調(diào)整，鮮見重大技術(shù)突破。目前，業(yè)界已經(jīng)意識到數(shù)據(jù)高效處理分析、機器學習、智能鉆井等“油氣4.0”技術(shù)才是未來非常規(guī)油氣進一步提高效率、降低成本的重點。
數(shù)據(jù)高效處理與分析技術(shù)能夠加快試驗和反饋，即使失敗，也能及時調(diào)整，一旦成功就大范圍鋪開，這種高效試錯將會成為非常規(guī)油氣降低成本的關(guān)鍵因素之一。“數(shù)字孿生技術(shù)”將是下一階段非常規(guī)油氣領(lǐng)域發(fā)展的重要突破口，該技術(shù)可以將物理模型和數(shù)字模型連接在一起，將從物理空間收集數(shù)據(jù)填充虛擬空間，并利用這些信息做出更好的決策。“數(shù)字孿生技術(shù)”核心在數(shù)據(jù)協(xié)作，讓無論身處何方的工程師均能獲取可視化數(shù)據(jù)。在所有維護、鉆探、完井和生產(chǎn)操作期間使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)。鉆井和完井領(lǐng)域智能化，不僅意味著鉆井速度更快，還在于提高鉆井效率并提供更好的井眼設(shè)計，實現(xiàn)完全自動化的油田。
（3）油氣4.0+下游技術(shù)融合創(chuàng)新，推動煉化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，成為清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵
下游產(chǎn)業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，必須通過技術(shù)創(chuàng)新解決環(huán)境問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，公眾對完全可循環(huán)使用的石化產(chǎn)品的需求正在不斷增長。沙特阿美石油公司采取內(nèi)部解決方案監(jiān)測產(chǎn)業(yè)制造加工過程，在提高效率和生產(chǎn)的同時，保護環(huán)境質(zhì)量；北歐化工公司實施STOP項目，將廢棄塑料循環(huán)利用，降低環(huán)境污染。全球海洋塑料污染備受關(guān)注，奧地利OMV公司提出終極循環(huán)經(jīng)濟，ReOil過程將塑料廢料回收成合成原油，然后再加工成塑料工業(yè)的原料或燃料，該裝置每生產(chǎn)一公斤塑料廢料，就產(chǎn)生一升合成原油。
適應“油氣4.0+”時代是油氣行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵
（1）抓住“油氣4.0+”和“動能轉(zhuǎn)換”新機遇，爭做行業(yè)領(lǐng)導者
“油氣4.0+”既要研發(fā)新技術(shù)，又要涉及行業(yè)、企業(yè)和組織變革，以適應新技術(shù)的應用。目前，技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)一種新舊交替的狀態(tài)：一方面要繼續(xù)深化現(xiàn)有技術(shù)，突破勘探開發(fā)瓶頸，降低成本提升價值；另一方面還要積極布局未來技術(shù)，促進生產(chǎn)消費業(yè)態(tài)變革。同時，數(shù)字化推動公司規(guī)劃、人員配備、采購和安全，在事故發(fā)生之前預測問題，提高油氣生產(chǎn)的整體效率，讓特定運營環(huán)境智能化，為油氣行業(yè)高效、安全、可持續(xù)發(fā)展提供保障，實現(xiàn)油氣資產(chǎn)價值最大化。適應“油氣4.0+”時代是油氣行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，需要有前瞻性戰(zhàn)略和投入布局，擁抱創(chuàng)新思維和實施顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)，并將這些技術(shù)融入油氣運營的各個部分，實現(xiàn)低成本運營和可持續(xù)發(fā)展。
（2）高度重視數(shù)字化驅(qū)動的科技發(fā)展力量，深化傳統(tǒng)技術(shù)研發(fā)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有機融合與系統(tǒng)構(gòu)建
當前，油氣技術(shù)發(fā)展趨勢呈現(xiàn)三個特點：一是對現(xiàn)有技術(shù)升級，做到精度更準、效率更高、成本更低；二是智能化等顛覆性技術(shù)發(fā)展迅猛；三是新材料、新工藝等新興技術(shù)層出不窮。新技術(shù)為油氣行業(yè)注入新認識。人工智能技術(shù)讓傳統(tǒng)知識形成認知體系的速度數(shù)倍提升，能夠輔助其快速做出決策。未來，決策將越來越少地依靠經(jīng)驗，而改為依靠數(shù)據(jù)。智能化改變的將不僅是油氣生產(chǎn)的效率和理念，更是對油氣商業(yè)模式的重塑。積極布局未來技術(shù)，強化以產(chǎn)業(yè)鏈為主導的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展頂層設(shè)計，深化傳統(tǒng)技術(shù)研發(fā)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有機融合，提升整體競爭力。
（3）穩(wěn)步推進國際合作，構(gòu)筑戰(zhàn)略合作平臺，通過聯(lián)合攻關(guān)突破發(fā)展瓶頸
在“油氣4.0+”時代，戰(zhàn)略合作平臺是企業(yè)間分擔風險、共享優(yōu)勢的基石。成功的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系是共擔風險的穩(wěn)固體系，當商業(yè)風險、材料和制造風險或國家風險等被分擔時，合作伙伴間將發(fā)揮各自強項抵消風險。在合作過程中，信任和透明度是重中之重，同時合作的靈活性尤為重要，基于一個項目建立的合作協(xié)議模板應可在其他項目中調(diào)整改進。此外，國家石油公司和私募股權(quán)投資建立金融合作關(guān)系，是實現(xiàn)油氣行業(yè)下一階段經(jīng)濟增長的助力。
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