油氣田有了“AI超級大腦”
給油井安裝一個(gè)“黑匣子”，后臺即可實(shí)時(shí)查看數據，并自動(dòng)完成各項操作。對一直以來(lái)依靠人力巡檢的石油工人而言，這是可望而不可即的事。如今人工智能(AI)讓夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)。
不久前，位于渤海畔的大港油田研制“基于人工智能與云邊協(xié)同的油井智能調控技術(shù)”，實(shí)現了“人工查井”向“智能巡檢”的變革，獲評“2023年度中國石油和化工行業(yè)人工智能技術(shù)十大科技進(jìn)展”。
數字化轉型智能化發(fā)展，是石油石化行業(yè)面臨的一個(gè)時(shí)代課題，作為行業(yè)的核心要素，油井如何變得更“聰明”至關(guān)重要。
目前，國內油田主要靠石油工人在油井生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行人工巡檢。無(wú)論嚴寒酷暑，油井必須保證平均每8小時(shí)1次例行檢查，石油工人需要根據生產(chǎn)計劃進(jìn)行開(kāi)井、停井等現場(chǎng)操作，工作耗時(shí)費力且效率較低。
近年來(lái)，數字化手段已經(jīng)開(kāi)始為巡井工人減負，實(shí)現了遠程監測與調控，但由于缺少成熟的人工智能算法及工業(yè)級邊緣人工智能終端作支撐，使得調控策略的制定與執行仍高度依賴(lài)于人工經(jīng)驗，依然不能有效緩解員工勞動(dòng)強度、降低噸油耗能，難以真正實(shí)現精益生產(chǎn)。
與此同時(shí)，過(guò)去多年，油田逐步向信息化轉型，然而引進(jìn)的軟件系統和硬件產(chǎn)品廠(chǎng)商多、產(chǎn)品雜、協(xié)議不互通、設備難兼容等弊端開(kāi)始逐步顯現。
針對這些現實(shí)困境，大港油田組建起“軟件工廠(chǎng)”和“硬件工廠(chǎng)”兩個(gè)技術(shù)團隊開(kāi)始持續研究與實(shí)踐。一支由年輕石油技術(shù)人員組成的“港信智聯(lián)”團隊，針對油井生產(chǎn)過(guò)程中，井況變化跟蹤分析依賴(lài)人工經(jīng)驗、巡檢及制度調整依賴(lài)人工操作、遠程調控因安全風(fēng)險大難以進(jìn)行等難題，經(jīng)過(guò)5年持續攻關(guān)，研發(fā)出了基于人工智能與云邊協(xié)同的油井生產(chǎn)過(guò)程智控調控終端。
這套部署在油井口的裝備長(cháng)得像一個(gè)“黑匣子”，擁有自感知、自學(xué)習、自決策、自執行、自適應的超強能力，還耐寒抗熱，在零下30℃-70℃的環(huán)境下都可以穩定運行。
它有超強兼容能力，可以“讀懂”無(wú)線(xiàn)載荷、無(wú)線(xiàn)電參、無(wú)線(xiàn)含水率檢測儀、產(chǎn)油量檢測儀、多功能電表等井口設備產(chǎn)生的數據。實(shí)時(shí)采集監測數據后，“聰明的大腦”開(kāi)始自主學(xué)習這些來(lái)自各個(gè)油井的大量數據。它掌握30余種算法及程序，可以同步分析調控5口油井。因為對每口井的實(shí)時(shí)產(chǎn)油量及噸油能耗一清二楚，它實(shí)時(shí)結合階梯電價(jià)及生產(chǎn)計劃，精準降低能耗。
井下的各種故障隱患，也逃不過(guò)它的眼睛。項目總監王震說(shuō)，技術(shù)人員把10多年積累的百億組油井的生產(chǎn)數據和百萬(wàn)級油井工況診斷數據，訓練形成20多種定制化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，讓它可以實(shí)時(shí)精準識別“供液不足”“活塞脫出”等14種常見(jiàn)的井下故障，以及“減速箱故障”“齒輪故障”等多種常見(jiàn)機械故障，給出最佳作業(yè)制度優(yōu)化策略，實(shí)現自主智能決策。
以往，收到設備故障等信息后，工人需要趕到現場(chǎng)后才能確認并采取措施，現在系統可以自動(dòng)對異常工況下的油井作業(yè)制度進(jìn)行調整，實(shí)現一井一策自動(dòng)執行，即便設備脫網(wǎng)運行也能避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。
團隊負責人柴公權說(shuō)，油井智能調控技術(shù)及產(chǎn)品從2018年開(kāi)始研發(fā)，先后迭代了10多個(gè)版本，從核心版設計、擴展版設計、AI算法訓練等多個(gè)維度持續精進(jìn)。截至目前，已在大港油田累計投產(chǎn)110余口井，工況變化識別有效率大于95%，產(chǎn)液量計算準確率超過(guò)90%，成為國內唯一通過(guò)CNAS認證(中國合格評定國家認可委員會(huì ))的油井智能調控類(lèi)產(chǎn)品。
據統計，因為油井智能調控技術(shù)及產(chǎn)品的規模應用，大港油田累計發(fā)現并及時(shí)處置卡泵、桿斷、停井等異常工況100余次，增產(chǎn)降耗效果顯著(zhù)，累計創(chuàng )效600余萬(wàn)元。
石油石化行業(yè)與以人工智能為代表的數字技術(shù)融合發(fā)展，是新時(shí)代推動(dòng)我國石油和化工產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現代化的重要動(dòng)力。作為中國石油集團公司數字化轉型、智能化發(fā)展試點(diǎn)單位，大港油田正在將人工智能技術(shù)與油氣勘探領(lǐng)域深度融合，通過(guò)智能優(yōu)化生產(chǎn)方案，實(shí)現了資源的最優(yōu)化利用和成本的最低化控制。目前已完成中小場(chǎng)站無(wú)人值守率76%、大站少人值守覆蓋率32%。
記者了解到，大港油田還將在今年9月啟用“數智油藏(IRMS)2.0實(shí)施方案”，深度推進(jìn)人工智能應用，進(jìn)一步打通油藏研究、方案設計與跟蹤、油藏管理、工程工藝等方面堵點(diǎn)，在智能設計、智能采油、智能場(chǎng)站及智能問(wèn)答方面打造人工智能應用示范新場(chǎng)景。
中青報·中青網(wǎng)記者 胡春艷 通訊員 張敬瀟 來(lái)源：中國青年報
【編輯:邵婉云】
