纵观油气行业发展历史,石油工业技术、数字化技术相互融合,共同驱动石油科技发展,数字化技术成为重要推动力。从最初盲目开采到20世纪20年代-30年代,到第二次世界大战,各国更加注重油气发展,推动技术发展;20世纪中期,计算机应用在油气工业领域,提升了油气资源的开采效率;20 世纪末,进入信息化时代,出现各类工业软件的开发、数据中心等建设;自2000年至今,各类数字化技术全面应用在油气行业,许多场景纷纷落地。
一、油气行业发展的矛盾与困局
油气资源是关乎国计民生的重要战略资源,受双碳战略、国际地缘政治、市场等因素影响:第一,我国的油气资源对外依赖性高。石油对外依存度达70.8%,天然气对外依存度达43%;第二,双碳关注度高。“双碳目标”促使传统能源行业向新能源转型,探索绿色高效的开采方式;第三,根据公开数据,可探明油气储量低。新能源能否接棒传统能源,支撑人类持续发展成为长期课题;第四,油价长期处于低位。国际油价长期低迷,国内石油开采成本是中东国家的7倍。油气行业上下游的企业都期望通过科技创新让油气开发生产更安全、更高效、成本更低。
二、油气行业寻求发展的新“甜点”
实际上,油气行业企业追求的核心是油气资产价值最大化,涉及油藏资产、设施资产等开发及经营问题。除此之外,随着油气行业数字化发展,企业采集了大量数据并存储起来,如何对其加以挖掘、应用,发挥数据价值是整个行业追求的新“甜点”。
以安东石油为例,作为传统的油田技术服务公司,从最初传统的油气工艺技术到国内第一口页岩气井的开发、再到Majnoon油田管理项目(安东石油在2018年全面接管,规模与大庆油田相当)、到如今的数字油田项目开展,围绕单项技术、一体化技术、精准工程技术到智能油气技术的明确路径而发展。目前,安东石油提供油气开发全系列产品和服务,业务遍布全球40多个国家的主要油气产区。
针对智能油气技术发展,安东石油提出了低成本、高效、可持续的发展愿景。通过打造“智慧大脑”“智慧血液”“智慧神经”三类数字化能力赋能传统业务场景,业务场景反哺全平台,提升智能化升级建设能力。
为实现愿景,安东石油不断夯实数字化技术底座。油气行业具备长产业链特性,业务场景众多。针对不同的业务域,建立不同的服务域、数据域和能力域,支撑不同业务板块的发展。
三、安东石油的双重数字化转型
非数字原生企业的数字化转型可以围绕两个方面展开:一是今天怎么做得更好,即思考传统的油气工业技术领域如何升级转型;二是明天做什么能更好,即面向未来,通过数字化技术打造全新的油田服务技术、全新模式,称之为双重数字化转型。
传统企业在进行数字化转型时会迎来很多风险,围绕核心能力进行转型,可以在新市场中抢占优势,提升转型成功率。通过数字化双重转型,一方面重塑现有核心业务,另一方面创造新技术、新模式。这需要借助外部数字化优势资源,跨领域合作、外聘、收购的方式来进一步实现。此外,传统业务数字化转型可以更加积极主动,全新业务需要不断试错,反复迭代,控制风险。值得注意的是,全新业务需要独立团队,也需要有能够调动核心业务资源的“老将”。在安东石油的创新产业都会任命“董事会”,主要负责拉通传统的、现有的核心业务,将核心能力赋能新产业、新模式,但不会过多干扰日常工作,使新技术获得重点扶持。
1.传统技术数字化升级
场景一:实施迭代压裂技术——压裂技术即通过压力将水、液体、气体压入地下,通过压力产生裂缝,改善油气资源的流动性,从而提高油气增产量。传统作业方式是盲压,通过静态模型以及历史数据进行分析,制定施工方案,不能实时了解施工情况,效果难以控制。
现在,实施迭代压裂技术通过压力设备上的传感器以及水晶光纤,可以实时感知地下压裂情况。压裂过程中,通过实时动态分析软件,获取数据来迭代模型,使传统施工工艺更准确、更高效。
场景二:数字岩心技术——这是一项勘探领域的传统技术升级。传统勘探工作中,需要专家去野外进行岩心提取,再进行观察研究,获取数据以分析油厂的情况。这样的方式效率低、样本保存也不够完善,不利于历史数据的分析。
利用数字岩心技术,通过显微CT提取岩心表面及内部的各类物理、化学、结构等数据信息,将岩心“数字化”,实现快速分析、决策,以及岩心数据的无损、永久保存,实现长周期历史研究。
场景三:光纤监测及数据解释——传统的地下地质观察研究存在诸多难点,无法实时监控。近两年,通过在地下部署永久式光纤,实时监测井下储层的温度、声波和应变等数据,实现对油气井生产过程的监测,也为施工提供了良好的数据储备和基础。对于每口井产生的大量时序数据,基于模型和数据解释软件,生成状态报告,辅助决策,指导施工。
场景四:全球作业地图系统——在作业管理方面,传统平台升级改造为全球作业地图系统,可视化展示全球各地作业情况、HSE状态、作业交付、项目进度、经营信息、资源调配等,包括人员、设备、材料、HSE、客户满意度管理,实现实时跟踪、智能预警。
2.新技术、新模式创新
场景一:无人油气场站——主要将智能生产平台应用在油田管理领域。例如,顺应油田场站管理的少人化、无人化趋势,利用数字孪生平台,通过GIS、三维图形,提供油田可视化模型,并与联合站SCADA系统及井场物联网系统连接,实现物联数据的实时采集、监控、预警和控制。除提高效率外,通过该平台,驻场人员数量降低30%,大幅减少人员成本。无人油气场站顺应未来发展趋势。
场景二:钻井设备在线监测及预测性维护——将传统制造业领域的供应设备预设性维护用到油田现场,尤其工程设备。传统的油气工作设备维护需要定期进行停机大修、小修,维护效率低。现在,通过传感器采集设备运营状态的参数,基于关键指标状态特征库,对部件故障进行智能预警,实现预测性维护,减少因故障导致的等停机事件发生,并降低维护成本。目前,准确性接近80%,未来将不断优化和改善。
场景三:油气井生产智能管控平台——针对油气生产环节的监控,过往,油气井的生产设备状态依靠人来巡警,发现问题再上报,难以实时预警。现在,通过油气井生产智能管控平台,井站数据自动化采集,实现油气生产动态实时感知、生产全流程监控、远程指挥控制等,满足全面感知、超前预警、高效协同的油气生产管理需求。
场景四:智能化设备,赋能新一代石油人——例如,抄表、巡检机器人替代人工;钻井队人员佩戴井场防爆智能AR头盔,可以查看工程图纸、通过第一视角远程呼叫专家进行问题支持;在某些固定场景使用长输管道、油气罐体巡检无人机,大幅提升工作效率。
场景五:油藏地质服务云——油藏地质的研究十分重要,面临专家资源紧缺、数据协作分析等问题,油藏地质服务云最大化共享油藏地质技术中心的专家资源,并通过现场作业数据反馈,不断迭代优化云平台中的模型和软件,沉淀知识,高效的开展在线研究和协作,支持全球油气作业现场。
场景六:全球石油洞察系统——安东石油联合某大数据头部企业,打造针对油气行业的全球石油洞察系统。该平台改变员工对于全球油气行业信息获得方式,通过平台提供的一站式石油资讯、可视化数据洞察、市场趋势分析、石油商情挖掘、石油行业报告等服务,辅助管理人员、行业分析人员决策。
场景七:全球油气开发商城——2022年,安东石油重点打造全球首个油气开发商城,可以看作是产业互联网平台,并分为全球版和中文版。改变油田服务贸易生态,通过全球油气开发技术及服务商城,为各资源方建立更高效的渠道,拉进与油气资源客户的距离,提高生态资源服务的效率。平台上线以来,后台注册合作伙伴企业达6000余家,客户3000余家,专业的个人客户达数千人。油气开发商城实现了对于传统油气行业层层代理的管道模式的创新。
四、传统行业转型:人、数字化、创新
文章最后,为大家分享六点传统行业数字化转型的经验:
其一,“人”是重点、意识为先。组织文化、组织管理以及管理者的重视是传统行业数字化转型成功的关键。
其二,不忘初心、持之以恒。传统行业数字化转型单靠数字化技术很难进行颠覆式创新,需要油气工业领域的传统技术同步发展。从业者要保持耐心,找到突破点,最大化发挥数字化价值。
其三,洞见本质、精准聚焦。就如马斯克津津乐道的第一性原理那般,聚焦问题本质、精准找出业务痛点进行改进,避免资源和精力的浪费。
其四,快速验证、及时转向。创新需要不断地、快速地验证,这里强调及时转向。在开展实验过程中,长时间没有进展,进行及时转向,保证整个项目的成功。
其五,敢于探索、重在执行。没有可参照案例,就要勇于探索,重在执行,避免纸上谈兵,深入业务场景实践。
其六,全身心投入、低成本试错。传统行业转型往往带有创新性。变动成本、限期试错以降低风险,将成功案例规模化,再进行更多固定成本投入。