數(shù)字油田建設(shè)進(jìn)入“深水區(qū)”

在加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)力度、加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、保障能源安全的背景下，我國(guó)油氣行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要數(shù)字化建設(shè)縱向升級(jí)、橫向滲透，推進(jìn)油氣田業(yè)務(wù)與數(shù)字智能技術(shù)深度融合。

在近日舉辦的第八屆數(shù)字油田國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，來(lái)自國(guó)內(nèi)外知名專家學(xué)者、行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)負(fù)責(zé)人以“數(shù)字化轉(zhuǎn)型 智能化發(fā)展”為主題，圍繞油田數(shù)字化建設(shè)，特別是智慧油氣田新興技術(shù)、實(shí)現(xiàn)路徑與發(fā)展愿景，進(jìn)行研討交流。

自從進(jìn)入工業(yè)社會(huì)，科技日益成為推動(dòng)人類發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。21世紀(jì)以來(lái)，最活躍、發(fā)展最快的科技創(chuàng)新成果，集中在信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)，推動(dòng)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)跳躍式發(fā)展，石油石化行業(yè)不能錯(cuò)失良機(jī)。

油氣行業(yè)發(fā)展歷程中，在不同時(shí)期出現(xiàn)了里程碑式的重大技術(shù)成果，如20世紀(jì)80年代的電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，90年代的自動(dòng)化鉆機(jī)、油藏?cái)?shù)值模擬、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、隨鉆測(cè)井技術(shù)，21世紀(jì)初出現(xiàn)的3D成像、智能完井、數(shù)字油田、數(shù)字化管道技術(shù)等，使國(guó)內(nèi)外油氣工業(yè)的自動(dòng)化、信息化發(fā)展進(jìn)入了新的階段。如今，人工智能、元宇宙、大模型等新一代信息技術(shù)的迅速發(fā)展，給油氣勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)新機(jī)遇。

長(zhǎng)安大學(xué)副校長(zhǎng)朱杰君表示，近年來(lái)，隨著全球石油信息技術(shù)不斷發(fā)展，從數(shù)字油田向智慧油田升級(jí)已成為世界石油行業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)力度、加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、保障能源安全的背景下，我國(guó)數(shù)字油田建設(shè)已進(jìn)入“深水區(qū)”，面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要數(shù)字化建設(shè)縱向升級(jí)、橫向滲透，并推進(jìn)油氣田業(yè)務(wù)與數(shù)字智能技術(shù)深度融合，提高油田生產(chǎn)運(yùn)行效率。

數(shù)字化技術(shù)成為戰(zhàn)略焦點(diǎn)

當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)已成為各國(guó)的戰(zhàn)略焦點(diǎn)，全球信息化布局特征就是推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。例如，英國(guó)強(qiáng)化戰(zhàn)略引領(lǐng)作用，打造數(shù)字化強(qiáng)國(guó)；美國(guó)聚焦前沿技術(shù)和高端制造業(yè)，引領(lǐng)全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型；日本以創(chuàng)新和“互聯(lián)工業(yè)”為突破口，建設(shè)超智能社會(huì)；俄羅斯注重技術(shù)自主研發(fā)，著力夯實(shí)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)；德國(guó)積極踐行“工業(yè)4.0”，明確五大行動(dòng)領(lǐng)域；歐盟打造統(tǒng)一數(shù)字市場(chǎng)，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型共同體。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心高級(jí)工程師謝華鋒表示，隨著全球產(chǎn)業(yè)信息基礎(chǔ)加強(qiáng)，海量數(shù)據(jù)源源不斷地產(chǎn)生，從宏觀上看，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)到主動(dòng)、從片段到連續(xù)、從垂直到協(xié)同三大轉(zhuǎn)變。

同時(shí)，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出了平臺(tái)化、共享化的新特征。平臺(tái)化特征主要體現(xiàn)在構(gòu)建核心優(yōu)勢(shì)獨(dú)具特色、運(yùn)作體系不拘一格的各大平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了組織架構(gòu)和商業(yè)模式的變革重塑，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)及不同產(chǎn)業(yè)鏈之間的跨界融合；共享化特征主要表現(xiàn)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快速推進(jìn)為供需實(shí)時(shí)計(jì)算匹配提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，通過(guò)在線社交及信用評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用，形成了有效配置資源的低成本共享渠道。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)公民素養(yǎng)提出了新要求。歐盟2017年更新了數(shù)字素養(yǎng)框架，以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步對(duì)公民數(shù)字素養(yǎng)的新要求；2017年3月，澳大利亞國(guó)家教育研究理事會(huì)受聯(lián)合國(guó)教科文組織委托，制定全球適用的數(shù)字素養(yǎng)評(píng)估方法；英國(guó)發(fā)布《英國(guó)數(shù)字戰(zhàn)略》，其中一項(xiàng)舉措就是大力推進(jìn)全民數(shù)字素養(yǎng)和數(shù)字技能培訓(xùn)；2018年，新加坡政府計(jì)劃開(kāi)展面向全國(guó)公務(wù)員的數(shù)字素養(yǎng)培訓(xùn)。新興的數(shù)字化產(chǎn)品、應(yīng)用和服務(wù)大量涌現(xiàn)，必須有效引導(dǎo)消費(fèi)者提升數(shù)字化技能和素養(yǎng)，更好地發(fā)掘數(shù)字化價(jià)值和享受數(shù)字化便利。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重塑開(kāi)放協(xié)同的創(chuàng)新體系。群體性、鏈條化、跨領(lǐng)域創(chuàng)新成果屢見(jiàn)不鮮，創(chuàng)新研發(fā)成本大幅降低；顛覆性、革命性創(chuàng)新與迭代式、漸進(jìn)式創(chuàng)新并行，創(chuàng)造發(fā)明速度明顯加快；跨地域、多元化、高效率的創(chuàng)新模式不再受既定的組織邊界束縛；眾籌、眾包、眾創(chuàng)、眾智模式不斷涌現(xiàn)，依托網(wǎng)絡(luò)在線展開(kāi)。

從技術(shù)上看，推動(dòng)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展成為共性戰(zhàn)略選擇。圍繞底層技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)奪更加激烈，組織架構(gòu)優(yōu)化及商業(yè)模式變革成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的焦點(diǎn)，著力培養(yǎng)適應(yīng)新一代信息技術(shù)特性的應(yīng)用場(chǎng)景。

隨著石油信息技術(shù)的不斷發(fā)展，從數(shù)字油田向智慧油田升級(jí)已成為世界石油行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，急需油氣田業(yè)務(wù)與數(shù)字智能技術(shù)深度融合，進(jìn)而提高生產(chǎn)運(yùn)行效率，加大油氣資源勘探開(kāi)發(fā)和增儲(chǔ)力度。

油氣行業(yè)可加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，積極采用數(shù)字化、云計(jì)算和人工智能技術(shù)，提高油田效率和生產(chǎn)能力，積極與國(guó)際油服公司合作，借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)，加速數(shù)字油田建設(shè)。投資培訓(xùn)和招聘數(shù)字油田領(lǐng)域?qū)I(yè)人才，確保行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功。在數(shù)字油田建設(shè)中，須充分考慮和保護(hù)數(shù)據(jù)安全和隱私，以規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。

ChatGPT引發(fā)技術(shù)革命

ChatGPT由OpenAI公司開(kāi)發(fā)，是一種基于 GPT（生成預(yù)訓(xùn)練變換器）模型基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的生成式自然語(yǔ)言模型。通過(guò)學(xué)習(xí)和理解人類語(yǔ)言，可與用戶進(jìn)行高質(zhì)量對(duì)話，具有生成文章、文案、代碼、視頻腳本、論文、小說(shuō)，進(jìn)行機(jī)器翻譯、郵件撰寫(xiě)和各類知識(shí)技能問(wèn)答等功能，引發(fā)了一場(chǎng)前所未有的全球人工智能領(lǐng)域技術(shù)革命。

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院人工智能研究中心高級(jí)工程師竇洪恩認(rèn)為，ChatGPT可集成油氣行業(yè)各領(lǐng)域的設(shè)備傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，提高行業(yè)運(yùn)營(yíng)效率和惡劣環(huán)境下的應(yīng)急管理能力，通過(guò)人機(jī)友好交互和自主管控，進(jìn)入可感知、自感知、自修復(fù)及自決策的智慧化時(shí)代，使傳統(tǒng)油氣行業(yè)發(fā)生革命性改變。

西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授程國(guó)建認(rèn)為，GPT在油氣勘探與生產(chǎn)中的應(yīng)用方向包括數(shù)據(jù)分析和解釋、輔助決策和優(yōu)化、自然語(yǔ)言處理和文檔摘要、學(xué)習(xí)和培訓(xùn)等，可以整合到智能系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化操作。

首先，提高油氣行業(yè)運(yùn)營(yíng)效率。ChatGPT可集成油氣行業(yè)各領(lǐng)域的大量數(shù)據(jù)，包括地質(zhì)、地震、鉆完井、測(cè)井、試井、采油、管道、煉油和化工等，可與各種數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)湖融合，處理和分析復(fù)雜的跨域數(shù)據(jù)集，識(shí)別人工難以檢測(cè)的異常工況和模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。ChatGPT在油氣行業(yè)數(shù)據(jù)分析和可視化中的應(yīng)用可能徹底改變行業(yè)專業(yè)人員的決策方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和管理的優(yōu)化；幫助操作者處理、分析數(shù)據(jù)，使油氣行業(yè)各領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師能夠做出更明智的決策。它還可集成油氣工業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，持續(xù)收集處理各類油氣行業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，識(shí)別出設(shè)備潛在的故障或維護(hù)需要的模式，對(duì)設(shè)備存在的問(wèn)題預(yù)警提示，最大限度減少對(duì)生產(chǎn)的影響，降低維護(hù)成本。

此外，ChatGPT可以利用先進(jìn)的自然語(yǔ)言處理功能，以簡(jiǎn)單的語(yǔ)言對(duì)話方式與系統(tǒng)進(jìn)行交互，請(qǐng)求特定的數(shù)據(jù)或?qū)で蠼鉀Q方案，使油氣行業(yè)真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和決策優(yōu)化，提供有價(jià)值的行業(yè)解決方案，提高油氣行業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率。

其次，提升安全環(huán)保管理水平

ChatGPT可集成監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量、水質(zhì)和土壤污染的各種傳感器和系統(tǒng)，收集大量環(huán)境數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，從而參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)流程。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)集，可識(shí)別影響環(huán)境或違反行業(yè)法規(guī)的異常和風(fēng)險(xiǎn)，用于分析項(xiàng)目潛在的環(huán)境影響，并提出解決措施。同時(shí)，ChatGPT還可在油氣環(huán)境生態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)和最佳環(huán)境實(shí)踐設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)閾值中進(jìn)行編程，生成實(shí)時(shí)預(yù)警和預(yù)報(bào)，降低潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。此外，它還可用于環(huán)境法規(guī)監(jiān)管更新、員工環(huán)境法規(guī)培訓(xùn)、利益相關(guān)者之間溝通等領(lǐng)域，助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

再次，促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)移與共享

ChatGPT可自動(dòng)生成報(bào)告和文檔，改變油氣行業(yè)的合規(guī)信息交流和資源管理模式。它先進(jìn)的自然語(yǔ)言處理能力及多種語(yǔ)言翻譯能力，可根據(jù)油氣行業(yè)不同技術(shù)細(xì)節(jié)或復(fù)雜性進(jìn)行定制化操作，并按要求轉(zhuǎn)換為清晰簡(jiǎn)潔的報(bào)告，使操作者更容易理解。同時(shí)，ChatGPT可作為集中平臺(tái)處理數(shù)據(jù)，以符合監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的格式自動(dòng)生成報(bào)告并進(jìn)行存儲(chǔ)和共享。

油氣行業(yè)的許多專業(yè)知識(shí)都掌握在具有豐富經(jīng)驗(yàn)的員工手中。ChatGPT可獲取專家經(jīng)驗(yàn)，并共享給員工，從而促進(jìn)有價(jià)值的知識(shí)轉(zhuǎn)移，確保有價(jià)值的專業(yè)知識(shí)不會(huì)隨著員工的退休或離職而流失。ChatGPT還可作為虛擬助手幫助油氣行業(yè)各領(lǐng)域進(jìn)行新員工培訓(xùn)，可通過(guò)創(chuàng)建員工培訓(xùn)模擬訓(xùn)練場(chǎng)景，幫助員工在特定環(huán)境中獲得經(jīng)驗(yàn)并適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。

工業(yè)元宇宙重新定義油氣工業(yè)

中國(guó)石化信息與數(shù)字化管理部副總經(jīng)理李劍鋒說(shuō)，ChatGPT掀起了生成式預(yù)訓(xùn)練GPT大模型的熱潮，開(kāi)啟了人工智能發(fā)展的新階段，它改變了小模型AI應(yīng)用模式，從小樣本數(shù)據(jù)、小模型、單應(yīng)用場(chǎng)景，走向大數(shù)據(jù)量、大模型、多應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)代，同時(shí)生成了新的生產(chǎn)力。2023年6月，咨詢機(jī)構(gòu)麥肯錫發(fā)布了一份題為“生成式人工智能的經(jīng)濟(jì)潛力”的研究報(bào)告，通過(guò)對(duì)47個(gè)國(guó)家及地區(qū)的850種職業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，AI取代人類工作的時(shí)間提前了10年，在2030~2060年，50%的職業(yè)逐步被取代，每年可為全球經(jīng)濟(jì)帶來(lái)2.6萬(wàn)億~4.4萬(wàn)億美元的增長(zhǎng)。

油氣行業(yè)應(yīng)借助大模型成熟技術(shù)，發(fā)揮自由數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建行業(yè)訓(xùn)練大模型。基于海量無(wú)標(biāo)注的通用語(yǔ)料及油氣行業(yè)專業(yè)數(shù)據(jù)和知識(shí)，通過(guò)“通用模型訓(xùn)練+專業(yè)數(shù)據(jù)微調(diào)+強(qiáng)化學(xué)習(xí)反饋”等途徑，訓(xùn)練出多模態(tài)油氣行業(yè)大預(yù)言模型，并不斷迭代演進(jìn)；在油氣行業(yè)大模型基礎(chǔ)上，構(gòu)建自然語(yǔ)言處理、智能對(duì)話、文檔生成、知識(shí)抽取等基本服務(wù)，并根據(jù)油氣業(yè)務(wù)需求逐步形成基于大模型的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

此外，可從分散智能應(yīng)用場(chǎng)景到油田企業(yè)整體的數(shù)字孿生，通過(guò)生成式預(yù)訓(xùn)練AI行業(yè)大模型技術(shù)的加持，構(gòu)建豐富多彩的油氣工業(yè)元宇宙。

油氣工業(yè)元宇宙有三大演進(jìn)方向：一是無(wú)人化，智能制造應(yīng)使人力在制造系統(tǒng)中的參與比重逐漸降低，將人積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)逐步固化到制造系統(tǒng)中，智能制造的愿景是實(shí)現(xiàn)高度無(wú)人化自主運(yùn)行；二是AI成為人類的“伙伴”，從工具屬性轉(zhuǎn)變?yōu)槲锓N屬性，從工具、助力轉(zhuǎn)變?yōu)榛锇?、主?dǎo)；三是大模型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成，數(shù)字宇宙建設(shè)提速。

虛實(shí)互動(dòng)的油氣工業(yè)元宇宙將重新定義油氣工業(yè)。工業(yè)元宇宙的構(gòu)建，將改變?nèi)祟愓J(rèn)識(shí)世界的方式、與世界互動(dòng)的方式，重新定義人、企業(yè)、社會(huì)，使虛擬世界走向主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)文明的進(jìn)步。???