油气田有了“AI超级大脑”

油气田有了“AI超级大脑”

中青报·中青网记者 胡春艳

通讯员 张敬潇

给油井安装一个“黑匣子”,后台即可实时查看数据,并自动完成各项操作。对一直以来依靠人力巡检的石油工人而言,这是可望而不可即的事。如今人工智能(AI)让梦想照进现实。

不久前,位于渤海畔的大港油田研制“基于人工智能与云边协同的油井智能调控技术”,实现了“人工查井”向“智能巡检”的变革,获评“2023年度中国石油和化工行业人工智能技术十大科技进展”。

数字化转型智能化发展,是石油石化行业面临的一个时代课题,作为行业的核心要素,油井如何变得更“聪明”至关重要。

目前,国内油田主要靠石油工人往返于油井生产现场进行人工巡检。无论严寒酷暑,油井必须保证平均每8小时1次例行检查,石油工人需要根据生产计划进行开井、停井等现场操作,工作耗时费力且效率较低。

近年来,数字化手段已经开始为巡井工人减负,实现了远程监测与调控,但由于缺少成熟的人工智能算法及工业级边缘人工智能终端作支撑,使得调控策略的制定与执行仍高度依赖于人工经验,依然不能有效缓解员工劳动强度、降低吨油耗能,难以真正实现精益生产。

与此同时,过去多年,油田逐步向信息化转型,然而引进的软件系统和硬件产品厂商多、产品杂、协议不互通、设备难兼容等弊端开始逐步显现。

针对这些现实困境,大港油田组建起“软件工厂”和“硬件工厂”两个技术团队开始持续研究与实践。一支由年轻石油技术人员组成的“港信智联”团队,针对油井生产过程中,井况变化跟踪分析依赖人工经验、巡检及制度调整依赖人工操作、远程调控因安全风险大难以进行等难题,经过5年持续攻关,研发出了基于人工智能与云边协同的油井生产过程智控调控终端。

这套部署在油井口的装备长得像一个“黑匣子”,拥有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应的超强能力,还耐寒抗热,在零下30℃~70℃的环境下都可以稳定运行。

它有超强兼容能力,可以“读懂”无线载荷、无线电参、无线含水率检测仪、产油量检测仪、多功能电表等井口设备产生的数据。实时采集监测数据后,“聪明的大脑”开始自主学习这些来自各个油井的大量数据。它掌握30余种算法及程序,可以同步分析调控5口油井。因为对每口井的实时产油量及吨油能耗一清二楚,它实时结合阶梯电价及生产计划,精准降低能耗。

井下的各种故障隐患,也逃不过它的眼睛。项目总监王震说,技术人员把十多年积累的百亿组油井的生产数据和百万级油井工况诊断数据,训练形成20多种定制化卷积神经网络算法,让它可以实时精准识别“供液不足”“活塞脱出”等14种常见的井下故障,以及“减速箱故障”“齿轮故障”等多种常见机械故障,给出最佳作业制度优化策略,实现自主智能决策。

以往,收到设备故障等信息后,工人需要赶到现场后才能确认并采取措施,现在系统可以自动对异常工况下的油井作业制度进行调整,实现一井一策自动执行,即便设备脱网运行也能避免生产事故的发生。

团队负责人柴公权说,油井智能调控技术及产品从2018年开始研发,先后迭代了10多个版本,从核心版设计、扩展版设计、AI算法训练等多个维度持续精进。截至目前,已在大港油田累计投产110余口井,工况变化识别有效率大于95%,产液量计算准确率超过90%,成为国内唯一通过CNAS认证(中国合格评定国家认可委员会)的油井智能调控类产品。

据统计,因为油井智能调控技术及产品的规模应用,大港油田累计发现并及时处置卡泵、杆断、停井等异常工况100余次,增产降耗效果显著,累计创效600余万元。

石油石化行业与以人工智能为代表的数字技术融合发展,是新时代推动我国石油和化工产业基础高级化、产业链现代化的重要动力。作为中国石油集团公司数字化转型、智能化发展试点单位,大港油田正在将人工智能技术与油气勘探领域深度融合,通过智能优化生产方案,实现了资源的最优化利用和成本的最低化控制。目前已完成中小场站无人值守率76%、大站少人值守覆盖率达32%。

记者了解到,大港油田还将在今年9月启用“数智油藏(IRMS)2.0实施方案”,深度推进人工智能应用,进一步打通油藏研究、方案设计与跟踪、油藏管理、工程工艺等方面堵点,在智能设计、智能采油、智能场站及智能问答方面打造人工智能应用示范新场景。

来源:中国青年报客户端

Thu, 11 Jul 2024 19:32:30 GMT 原文链接🔗: