近年來(lái)，隨著計(jì)算方法、運(yùn)算設(shè)備與能力、數(shù)據(jù)傳輸與儲(chǔ)存等技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)（BigData）技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，逐步潛入傳統(tǒng)油氣行業(yè)深處。

不少國(guó)際石油公司都意識(shí)到了石油數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著的巨大價(jià)值，且絕大多數(shù)都愿意為挖掘大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛力進(jìn)行持續(xù)投資。可見，在石油行業(yè)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)存在著非常可觀的應(yīng)用與發(fā)展空間。

從2017年7月起，海油發(fā)展、南海東部石油管理局與清華大學(xué)深圳研究生院三方經(jīng)過(guò)洽談與商討，確定了“智慧鉆井技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目”的合作方向，制訂了詳細(xì)實(shí)施方案，主要采用大數(shù)據(jù)處理鉆井相關(guān)數(shù)據(jù)，贏得經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

半年后，今年1月，由20多位專家組成的中國(guó)海油智慧鉆井技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立起大數(shù)據(jù)模型，并獲得突破性進(jìn)展——為南海東部近3年來(lái)鉆探開采的近70口井的海量鉆井工程與地質(zhì)數(shù)據(jù)完成了大數(shù)據(jù)建模，并利用模型對(duì)有意預(yù)留的井位進(jìn)行了數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)完全一致。

顛覆傳統(tǒng)思維方式智慧鉆井技術(shù)初露鋒芒

與傳統(tǒng)處理問題的思維和方法相比，大數(shù)據(jù)思維存在兩點(diǎn)堪稱革命性的變化：一是處理全部的數(shù)據(jù)，而非抽樣調(diào)查，這就對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)的速度和效率提出了更高的要求；二是以尋求數(shù)據(jù)間的相關(guān)關(guān)系取代因果關(guān)系，只需知道是什么，而不問為什么，這也在很大程度上顛覆了傳統(tǒng)思維模式。

在建設(shè)數(shù)字化、智能化油田時(shí)，將會(huì)普遍使用到大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)與石油行業(yè)的融合與應(yīng)用，也是從另一個(gè)層面試著讓機(jī)器用人類的思維方式去解決問題，實(shí)現(xiàn)人工智能。

油田從勘探、開發(fā)到生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的原始數(shù)據(jù)。為了使各種復(fù)雜和日益劇增的原始數(shù)據(jù)變得更有價(jià)值，必須對(duì)其進(jìn)行有效的分解、分析和提取，才能實(shí)現(xiàn)為勘探開發(fā)提供有效信息服務(wù)的目的。通過(guò)采用數(shù)以千計(jì)的傳感器，研究人員從地面和井下采集到大量原始數(shù)據(jù)，將其用于二維與三維地震建模、油藏模擬、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、鉆完井作業(yè)、地質(zhì)導(dǎo)向以及油氣開采領(lǐng)域。石油上游產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)量已超出人們的想象，采用大數(shù)據(jù)思維挖掘數(shù)據(jù)間的關(guān)系來(lái)獲取相應(yīng)價(jià)值，有利于上游行業(yè)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。

在數(shù)據(jù)密度較大、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)豐富、提質(zhì)增效需求迫切的鉆進(jìn)作業(yè)階段，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與人工智能潛力，對(duì)鉆井關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以防井下復(fù)雜情況的出現(xiàn)，可有效提高鉆井作業(yè)效率。研究人員對(duì)南海東部海域若干口已鉆探井的工程與地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類和預(yù)處理，通過(guò)二次轉(zhuǎn)化與關(guān)聯(lián)法降噪，讓數(shù)據(jù)符合建模要求。隨后建立起基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的大數(shù)據(jù)模型，并對(duì)模型進(jìn)行實(shí)操演練，將完善后的模型用于預(yù)測(cè)其他已鉆井的關(guān)鍵工程參數(shù)。

目前，項(xiàng)目已取得初步的研究成果。在參數(shù)預(yù)測(cè)方面，可利用26個(gè)鉆井參數(shù)、地質(zhì)參數(shù)等組成的數(shù)據(jù)組準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出目標(biāo)井的鉆井泵壓、頂驅(qū)扭矩和機(jī)械鉆速的變化趨勢(shì)，90%以上的目標(biāo)井的參數(shù)預(yù)測(cè)誤差幅度在15%以內(nèi)；在優(yōu)化鉆速方面，通過(guò)對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，同時(shí)將輸出參數(shù)設(shè)定在合理范圍內(nèi)，優(yōu)化后的機(jī)械鉆速平均提升29%。

這種不考慮機(jī)理、只利用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)之間相關(guān)性，準(zhǔn)確建立數(shù)據(jù)間的關(guān)系，以此來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化鉆井參數(shù)的方法具有一定的創(chuàng)新性，其驗(yàn)證了模型建立的合理性，也證實(shí)了大數(shù)據(jù)技術(shù)與油氣鉆井融合的可行性。

接下來(lái)，研究人員還將在數(shù)據(jù)完善和全井工序建模上下功夫，努力提高數(shù)據(jù)模型的精確性，將安全作業(yè)與提質(zhì)增效貫穿鉆井全過(guò)程，開發(fā)出一套集自動(dòng)采集、處理、分析、優(yōu)化、實(shí)時(shí)預(yù)警與預(yù)測(cè)一體化的鉆井大數(shù)據(jù)工作系統(tǒng)以及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的海洋鉆井智能輔助決策系統(tǒng)。

我國(guó)石油技術(shù)“彎道超車”成為可能

國(guó)外大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)在石油工業(yè)中得到初步應(yīng)用。英國(guó)石油公司、雪佛龍股份有限公司、荷蘭皇家殼牌集團(tuán)、美國(guó)丹文能源公司等大型國(guó)際石油公司在油氣行業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的投入，并獲得了大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的商業(yè)化成果，且正在逐步向建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和加強(qiáng)深度學(xué)習(xí)程度等方面延伸。

與此同時(shí)，我國(guó)油氣行業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究與應(yīng)用也在繼續(xù)深入推進(jìn)。中國(guó)海油智能鉆井技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目建立起數(shù)據(jù)之間精準(zhǔn)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)井參數(shù)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，當(dāng)初的這一嘗試性的探索現(xiàn)已在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平，未來(lái)應(yīng)用前景廣闊，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

除了推進(jìn)大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)進(jìn)步之外，中國(guó)海油還將探索發(fā)展相關(guān)配套技術(shù)，包括搭建更加快速而穩(wěn)定的海域通訊網(wǎng)絡(luò)，推出運(yùn)算速度更快的硬件系統(tǒng)等。如此一來(lái)，未來(lái)即可將鉆井大數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展成基于云計(jì)算和云存儲(chǔ)的、分布式的海洋智慧油田系統(tǒng)，覆蓋海洋石油的上下游產(chǎn)業(yè)，真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能與海洋石油工業(yè)的深度融合。

隨著油田在各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與信息化，勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、修井、煉化等各板塊都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些均為未來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)的挖潛提供了廣闊的平臺(tái)。比如，大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅可以應(yīng)用于地質(zhì)油藏中有利構(gòu)造尋找、油氣運(yùn)移規(guī)律總結(jié)與油氣水分布研究領(lǐng)域，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣生產(chǎn)

過(guò)程中的異常指標(biāo)，還能快速找出油氣田各個(gè)生產(chǎn)要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，預(yù)測(cè)油氣井生產(chǎn)指標(biāo)變化趨勢(shì)和增產(chǎn)增注措施效果。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鉆井、完井和修井過(guò)程中的異常情況，提升工藝流程安全性與工況效率，夯實(shí)對(duì)設(shè)備壽命和維修預(yù)警的管理。

大數(shù)據(jù)與石油行業(yè)的深度融合前景廣闊。掌握大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，有助于石油公司增強(qiáng)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也為我國(guó)石油工業(yè)技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來(lái)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”提供了多重可能。

接下來(lái)，中國(guó)海油智慧鉆井技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃對(duì)電纜數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行建模，將其嵌入既有的E-DRILLING系統(tǒng)中，構(gòu)建海洋鉆井智慧輔助決策系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)智慧鉆井。據(jù)計(jì)劃，該項(xiàng)目將于2019年底收工完成。

（信息來(lái)源：中國(guó)海洋石油報(bào)）