給油井安裝一個(gè)“黑匣子”，后臺(tái)即可實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)，并自動(dòng)完成各項(xiàng)操作。對(duì)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(xiàn)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(diào)控技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)了“人工查井”向“智能巡檢”的變革，獲評(píng)“2023年度中國(guó)石油和化工行業(yè)人工智能技術(shù)十大科技進(jìn)展”。

數(shù)字化轉(zhuǎn)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(guó)內(nèi)油田主要靠石油工人在油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工巡檢。無(wú)論嚴(yán)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(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行開(kāi)井、停井等現(xiàn)場(chǎng)操作，工作耗時(shí)費(fèi)力且效率較低。

近年來(lái)，數(shù)字化手段已經(jīng)開(kāi)始為巡井工人減負(fù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與調(diào)控，但由于缺少成熟的人工智能算法及工業(yè)級(jí)邊緣人工智能終端作支撐，使得調(diào)控策略的制定與執(zhí)行仍高度依賴(lài)于人工經(jīng)驗(yàn)，依然不能有效緩解員工勞動(dòng)強(qiáng)度、降低噸油耗能，難以真正實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。

與此同時(shí)，過(guò)去多年，油田逐步向信息化轉(zhuǎn)型，然而引進(jìn)的軟件系統(tǒng)和硬件產(chǎn)品廠商多、產(chǎn)品雜、協(xié)議不互通、設(shè)備難兼容等弊端開(kāi)始逐步顯現(xiàn)。

針對(duì)這些現(xiàn)實(shí)困境，大港油田組建起“軟件工廠”和“硬件工廠”兩個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始持續(xù)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(tuán)隊(duì)，針對(duì)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(yàn)、巡檢及制度調(diào)整依賴(lài)人工操作、遠(yuǎn)程調(diào)控因安全風(fēng)險(xiǎn)大難以進(jìn)行等難題，經(jīng)過(guò)5年持續(xù)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(diào)控終端。

這套部署在油井口的裝備長(zhǎng)得像一個(gè)“黑匣子”，擁有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)的超強(qiáng)能力，還耐寒抗熱，在零下30℃-70℃的環(huán)境下都可以穩(wěn)定運(yùn)行。

它有超強(qiáng)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(cè)儀、產(chǎn)油量檢測(cè)儀、多功能電表等井口設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，“聰明的大腦”開(kāi)始自主學(xué)習(xí)這些來(lái)自各個(gè)油井的大量數(shù)據(jù)。它掌握30余種算法及程序，可以同步分析調(diào)控5口油井。因?yàn)閷?duì)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(jié)合階梯電價(jià)及生產(chǎn)計(jì)劃，精準(zhǔn)降低能耗。

井下的各種故障隱患，也逃不過(guò)它的眼睛。項(xiàng)目總監(jiān)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(shù)據(jù)和百萬(wàn)級(jí)油井工況診斷數(shù)據(jù)，訓(xùn)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(zhǔn)識(shí)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(jī)械故障，給出最佳作業(yè)制度優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)自主智能決策。

以往，收到設(shè)備故障等信息后，工人需要趕到現(xiàn)場(chǎng)后才能確認(rèn)并采取措施，現(xiàn)在系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)異常工況下的油井作業(yè)制度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)一井一策自動(dòng)執(zhí)行，即便設(shè)備脫網(wǎng)運(yùn)行也能避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人柴公權(quán)說(shuō)，油井智能調(diào)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(shè)計(jì)、擴(kuò)展版設(shè)計(jì)、AI算法訓(xùn)練等多個(gè)維度持續(xù)精進(jìn)。截至目前，已在大港油田累計(jì)投產(chǎn)110余口井，工況變化識(shí)別有效率大于95%，產(chǎn)液量計(jì)算準(zhǔn)確率超過(guò)90%，成為國(guó)內(nèi)唯一通過(guò)CNAS認(rèn)證（中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)）的油井智能調(diào)控類(lèi)產(chǎn)品。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，因?yàn)橛途�智能調(diào)控技術(shù)及產(chǎn)品的規(guī)模應(yīng)用，大港油田累計(jì)發(fā)現(xiàn)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，累計(jì)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(shù)字技術(shù)融合發(fā)展，是新時(shí)代推動(dòng)我國(guó)石油和化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的重要?jiǎng)恿�。作為中�?guó)石油集團(tuán)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)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(xiàn)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(shù)智油藏（IRMS）2.0實(shí)施方案”，深度推進(jìn)人工智能應(yīng)用，進(jìn)一步打通油藏研究、方案設(shè)計(jì)與跟蹤、油藏管理、工程工藝等方面堵點(diǎn)，在智能設(shè)計(jì)、智能采油、智能場(chǎng)站及智能問(wèn)答方面打造人工智能應(yīng)用示范新場(chǎng)景。

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