數(shù)字油田建設進入“深水區(qū)”

在加大油氣資源勘探開發(fā)力度、加快規(guī)劃建設新型能源體系、保障能源安全的背景下，我國油氣行業(yè)高質量發(fā)展面臨著數(shù)字化轉型和智能化發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，需要數(shù)字化建設縱向升級、橫向滲透，推進油氣田業(yè)務與數(shù)字智能技術深度融合。

在近日舉辦的第八屆數(shù)字油田國際學術會議上，來自國內外知名專家學者、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)負責人以“數(shù)字化轉型 智能化發(fā)展”為主題，圍繞油田數(shù)字化建設，特別是智慧油氣田新興技術、實現(xiàn)路徑與發(fā)展愿景，進行研討交流。

自從進入工業(yè)社會，科技日益成為推動人類發(fā)展的核心驅動力。21世紀以來，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領域，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，推動著社會經(jīng)濟跳躍式發(fā)展，石油石化行業(yè)不能錯失良機。

油氣行業(yè)發(fā)展歷程中，在不同時期出現(xiàn)了里程碑式的重大技術成果，如20世紀80年代的電驅動鉆機，90年代的自動化鉆機、油藏數(shù)值模擬、旋轉導向鉆井、隨鉆測井技術，21世紀初出現(xiàn)的3D成像、智能完井、數(shù)字油田、數(shù)字化管道技術等，使國內外油氣工業(yè)的自動化、信息化發(fā)展進入了新的階段。如今，人工智能、元宇宙、大模型等新一代信息技術的迅速發(fā)展，給油氣勘探開發(fā)帶來新機遇。

長安大學副校長朱杰君表示，近年來，隨著全球石油信息技術不斷發(fā)展，從數(shù)字油田向智慧油田升級已成為世界石油行業(yè)信息技術發(fā)展的必然趨勢。在加大油氣資源勘探開發(fā)力度、加快規(guī)劃建設新型能源體系、保障能源安全的背景下，我國數(shù)字油田建設已進入“深水區(qū)”，面臨著數(shù)字化轉型和智能化發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，需要數(shù)字化建設縱向升級、橫向滲透，并推進油氣田業(yè)務與數(shù)字智能技術深度融合，提高油田生產(chǎn)運行效率。

數(shù)字化技術成為戰(zhàn)略焦點

當前，數(shù)字化技術已成為各國的戰(zhàn)略焦點，全球信息化布局特征就是推進數(shù)字化轉型。例如，英國強化戰(zhàn)略引領作用，打造數(shù)字化強國；美國聚焦前沿技術和高端制造業(yè)，引領全球數(shù)字化轉型；日本以創(chuàng)新和“互聯(lián)工業(yè)”為突破口，建設超智能社會；俄羅斯注重技術自主研發(fā)，著力夯實數(shù)字化轉型基礎；德國積極踐行“工業(yè)4.0”，明確五大行動領域；歐盟打造統(tǒng)一數(shù)字市場，構筑產(chǎn)業(yè)轉型共同體。

中國地質調查局油氣資源調查中心高級工程師謝華鋒表示，隨著全球產(chǎn)業(yè)信息基礎加強，海量數(shù)據(jù)源源不斷地產(chǎn)生，從宏觀上看，當前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型實現(xiàn)了從被動到主動、從片段到連續(xù)、從垂直到協(xié)同三大轉變。

同時，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型呈現(xiàn)出了平臺化、共享化的新特征。平臺化特征主要體現(xiàn)在構建核心優(yōu)勢獨具特色、運作體系不拘一格的各大平臺，實現(xiàn)了組織架構和商業(yè)模式的變革重塑，推動產(chǎn)業(yè)各個環(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)字化轉型的快速推進為供需實時計算匹配提供了堅實基礎，通過在線社交及信用評價體系的應用，形成了有效配置資源的低成本共享渠道。

數(shù)字經(jīng)濟時代對公民素養(yǎng)提出了新要求。歐盟2017年更新了數(shù)字素養(yǎng)框架，以適應技術進步對公民數(shù)字素養(yǎng)的新要求；2017年3月，澳大利亞國家教育研究理事會受聯(lián)合國教科文組織委托，制定全球適用的數(shù)字素養(yǎng)評估方法；英國發(fā)布《英國數(shù)字戰(zhàn)略》，其中一項舉措就是大力推進全民數(shù)字素養(yǎng)和數(shù)字技能培訓；2018年，新加坡政府計劃開展面向全國公務員的數(shù)字素養(yǎng)培訓。新興的數(shù)字化產(chǎn)品、應用和服務大量涌現(xiàn)，必須有效引導消費者提升數(shù)字化技能和素養(yǎng)，更好地發(fā)掘數(shù)字化價值和享受數(shù)字化便利。

產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型重塑開放協(xié)同的創(chuàng)新體系。群體性、鏈條化、跨領域創(chuàng)新成果屢見不鮮，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)絡在線展開。

從技術上看，推動大數(shù)據(jù)和人工智能技術創(chuàng)新發(fā)展成為共性戰(zhàn)略選擇。圍繞底層技術、標準、知識產(chǎn)權的爭奪更加激烈，組織架構優(yōu)化及商業(yè)模式變革成為數(shù)字化轉型的焦點，著力培養(yǎng)適應新一代信息技術特性的應用場景。

隨著石油信息技術的不斷發(fā)展，從數(shù)字油田向智慧油田升級已成為世界石油行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，急需油氣田業(yè)務與數(shù)字智能技術深度融合，進而提高生產(chǎn)運行效率，加大油氣資源勘探開發(fā)和增儲力度。

油氣行業(yè)可加強技術創(chuàng)新，積極采用數(shù)字化、云計算和人工智能技術，提高油田效率和生產(chǎn)能力，積極與國際油服公司合作，借鑒他們的經(jīng)驗，加速數(shù)字油田建設。投資培訓和招聘數(shù)字油田領域專業(yè)人才，確保行業(yè)數(shù)字化轉型成功。在數(shù)字油田建設中，須充分考慮和保護數(shù)據(jù)安全和隱私，以規(guī)避潛在風險。

ChatGPT引發(fā)技術革命

ChatGPT由OpenAI公司開發(fā)，是一種基于 GPT（生成預訓練變換器）模型基礎開發(fā)的生成式自然語言模型。通過學習和理解人類語言，可與用戶進行高質量對話，具有生成文章、文案、代碼、視頻腳本、論文、小說，進行機器翻譯、郵件撰寫和各類知識技能問答等功能，引發(fā)了一場前所未有的全球人工智能領域技術革命。

中國石油勘探開發(fā)研究院人工智能研究中心高級工程師竇洪恩認為，ChatGPT可集成油氣行業(yè)各領域的設備傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，提高行業(yè)運營效率和惡劣環(huán)境下的應急管理能力，通過人機友好交互和自主管控，進入可感知、自感知、自修復及自決策的智慧化時代，使傳統(tǒng)油氣行業(yè)發(fā)生革命性改變。

西安石油大學計算機學院教授程國建認為，GPT在油氣勘探與生產(chǎn)中的應用方向包括數(shù)據(jù)分析和解釋、輔助決策和優(yōu)化、自然語言處理和文檔摘要、學習和培訓等，可以整合到智能系統(tǒng)中，實現(xiàn)自動化和智能化操作。

首先，提高油氣行業(yè)運營效率。ChatGPT可集成油氣行業(yè)各領域的大量數(shù)據(jù)，包括地質、地震、鉆完井、測井、試井、采油、管道、煉油和化工等，可與各種數(shù)據(jù)庫、知識庫、數(shù)據(jù)湖融合，處理和分析復雜的跨域數(shù)據(jù)集，識別人工難以檢測的異常工況和模式，實現(xiàn)生產(chǎn)準確預測。ChatGPT在油氣行業(yè)數(shù)據(jù)分析和可視化中的應用可能徹底改變行業(yè)專業(yè)人員的決策方式，實現(xiàn)運營和管理的優(yōu)化；幫助操作者處理、分析數(shù)據(jù)，使油氣行業(yè)各領域的科學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)的實時監(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)，識別出設備潛在的故障或維護需要的模式，對設備存在的問題預警提示，最大限度減少對生產(chǎn)的影響，降低維護成本。

此外，ChatGPT可以利用先進的自然語言處理功能，以簡單的語言對話方式與系統(tǒng)進行交互，請求特定的數(shù)據(jù)或尋求解決方案，使油氣行業(yè)真正實現(xiàn)實時監(jiān)測和決策優(yōu)化，提供有價值的行業(yè)解決方案，提高油氣行業(yè)的運營效率。

其次，提升安全環(huán)保管理水平

ChatGPT可集成監(jiān)測空氣質量、水質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)并進行處理，從而參與生態(tài)環(huán)境保護流程。通過分析這些數(shù)據(jù)集，可識別影響環(huán)境或違反行業(yè)法規(guī)的異常和風險，用于分析項目潛在的環(huán)境影響，并提出解決措施。同時，ChatGPT還可在油氣環(huán)境生態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)和最佳環(huán)境實踐設計的數(shù)據(jù)閾值中進行編程，生成實時預警和預報，降低潛在的環(huán)境風險。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、利益相關者之間溝通等領域，助力行業(yè)實現(xiàn)環(huán)保目標。

再次，促進知識轉移與共享

ChatGPT可自動生成報告和文檔，改變油氣行業(yè)的合規(guī)信息交流和資源管理模式。它先進的自然語言處理能力及多種語言翻譯能力，可根據(jù)油氣行業(yè)不同技術細節(jié)或復雜性進行定制化操作，并按要求轉換為清晰簡潔的報告，使操作者更容易理解。同時，ChatGPT可作為集中平臺處理數(shù)據(jù)，以符合監(jiān)管標準的格式自動生成報告并進行存儲和共享。

油氣行業(yè)的許多專業(yè)知識都掌握在具有豐富經(jīng)驗的員工手中。ChatGPT可獲取專家經(jīng)驗，并共享給員工，從而促進有價值的知識轉移，確保有價值的專業(yè)知識不會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)各領域進行新員工培訓，可通過創(chuàng)建員工培訓模擬訓練場景，幫助員工在特定環(huán)境中獲得經(jīng)驗并適應不斷變化的環(huán)境。

工業(yè)元宇宙重新定義油氣工業(yè)

中國石化信息與數(shù)字化管理部副總經(jīng)理李劍鋒說，ChatGPT掀起了生成式預訓練GPT大模型的熱潮，開啟了人工智能發(fā)展的新階段，它改變了小模型AI應用模式，從小樣本數(shù)據(jù)、小模型、單應用場景，走向大數(shù)據(jù)量、大模型、多應用場景時代，同時生成了新的生產(chǎn)力。2023年6月，咨詢機構麥肯錫發(fā)布了一份題為“生成式人工智能的經(jīng)濟潛力”的研究報告，通過對47個國家及地區(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)濟帶來2.6萬億~4.4萬億美元的增長。

油氣行業(yè)應借助大模型成熟技術，發(fā)揮自由數(shù)據(jù)優(yōu)勢，構建行業(yè)訓練大模型。基于海量無標注的通用語料及油氣行業(yè)專業(yè)數(shù)據(jù)和知識，通過“通用模型訓練+專業(yè)數(shù)據(jù)微調+強化學習反饋”等途徑，訓練出多模態(tài)油氣行業(yè)大預言模型，并不斷迭代演進；在油氣行業(yè)大模型基礎上，構建自然語言處理、智能對話、文檔生成、知識抽取等基本服務，并根據(jù)油氣業(yè)務需求逐步形成基于大模型的產(chǎn)業(yè)應用。

此外，可從分散智能應用場景到油田企業(yè)整體的數(shù)字孿生，通過生成式預訓練AI行業(yè)大模型技術的加持，構建豐富多彩的油氣工業(yè)元宇宙。

油氣工業(yè)元宇宙有三大演進方向：一是無人化，智能制造應使人力在制造系統(tǒng)中的參與比重逐漸降低，將人積累的知識和經(jīng)驗逐步固化到制造系統(tǒng)中，智能制造的愿景是實現(xiàn)高度無人化自主運行；二是AI成為人類的“伙伴”，從工具屬性轉變?yōu)槲锓N屬性，從工具、助力轉變?yōu)榛锇椤⒅鲗?；三是大模型實現(xiàn)自動生成，數(shù)字宇宙建設提速。

虛實互動的油氣工業(yè)元宇宙將重新定義油氣工業(yè)。工業(yè)元宇宙的構建，將改變人類認識世界的方式、與世界互動的方式，重新定義人、企業(yè)、社會，使虛擬世界走向主導，實現(xiàn)文明的進步。???