近年來，隨著計算方法、運算設備與能力、數(shù)據傳輸與儲存等技術的飛速發(fā)展，大數(shù)據（BigData）技術的應用領域不斷拓展，逐步潛入傳統(tǒng)油氣行業(yè)深處。

不少國際石油公司都意識到了石油數(shù)據中蘊藏著的巨大價值，且絕大多數(shù)都愿意為挖掘大數(shù)據技術的潛力進行持續(xù)投資。可見，在石油行業(yè)中，大數(shù)據技術存在著非常可觀的應用與發(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深圳研究生院三方經過洽談與商討，確定了“智慧鉆井技術應用示范項目”的合作方向，制訂了詳細實施方案，主要采用大數(shù)據處理鉆井相關數(shù)據，贏得經濟價值。

半年后，今年1月，由20多位專家組成的中國海油智慧鉆井技術應用示范項目團隊建立起大數(shù)據模型，并獲得突破性進展——為南海東部近3年來鉆探開采的近70口井的海量鉆井工程與地質數(shù)據完成了大數(shù)據建模，并利用模型對有意預留的井位進行了數(shù)據對比驗證，結果與真實數(shù)據預測完全一致。

顛覆傳統(tǒng)思維方式智慧鉆井技術初露鋒芒

與傳統(tǒng)處理問題的思維和方法相比，大數(shù)據思維存在兩點堪稱革命性的變化：一是處理全部的數(shù)據，而非抽樣調查，這就對計算機的運算能力、數(shù)據傳輸與存儲的速度和效率提出了更高的要求；二是以尋求數(shù)據間的相關關系取代因果關系，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。

在建設數(shù)字化、智能化油田時，將會普遍使用到大數(shù)據技術。大數(shù)據與石油行業(yè)的融合與應用，也是從另一個層面試著讓機器用人類的思維方式去解決問題，實現(xiàn)人工智能。

油田從勘探、開發(fā)到生產的過程中，會產生大量的原始數(shù)據。為了使各種復雜和日益劇增的原始數(shù)據變得更有價值，必須對其進行有效的分解、分析和提取，才能實現(xiàn)為勘探開發(fā)提供有效信息服務的目的。通過采用數(shù)以千計的傳感器，研究人員從地面和井下采集到大量原始數(shù)據，將其用于二維與三維地震建模、油藏模擬、實時監(jiān)測、鉆完井作業(yè)、地質導向以及油氣開采領域。石油上游產業(yè)的數(shù)據量已超出人們的想象，采用大數(shù)據思維挖掘數(shù)據間的關系來獲取相應價值，有利于上游行業(yè)實現(xiàn)提質增效。

在數(shù)據密度較大、結構化數(shù)據豐富、提質增效需求迫切的鉆進作業(yè)階段，利用大數(shù)據挖掘技術與人工智能潛力，對鉆井關鍵參數(shù)進行預測，以防井下復雜情況的出現(xiàn)，可有效提高鉆井作業(yè)效率。研究人員對南海東部海域若干口已鉆探井的工程與地質數(shù)據進行了分類和預處理，通過二次轉化與關聯(lián)法降噪，讓數(shù)據符合建模要求。隨后建立起基于神經網絡理論的大數(shù)據模型，并對模型進行實操演練，將完善后的模型用于預測其他已鉆井的關鍵工程參數(shù)。

目前，項目已取得初步的研究成果。在參數(shù)預測方面，可利用26個鉆井參數(shù)、地質參數(shù)等組成的數(shù)據組準確預測出目標井的鉆井泵壓、頂驅扭矩和機械鉆速的變化趨勢，90%以上的目標井的參數(shù)預測誤差幅度在15%以內；在優(yōu)化鉆速方面，通過對輸入參數(shù)進行優(yōu)化組合，同時將輸出參數(shù)設定在合理范圍內，優(yōu)化后的機械鉆速平均提升29%。

這種不考慮機理、只利用大數(shù)據技術挖掘數(shù)據之間相關性，準確建立數(shù)據間的關系，以此來預測和優(yōu)化鉆井參數(shù)的方法具有一定的創(chuàng)新性，其驗證了模型建立的合理性，也證實了大數(shù)據技術與油氣鉆井融合的可行性。

接下來，研究人員還將在數(shù)據完善和全井工序建模上下功夫，努力提高數(shù)據模型的精確性，將安全作業(yè)與提質增效貫穿鉆井全過程，開發(fā)出一套集自動采集、處理、分析、優(yōu)化、實時預警與預測一體化的鉆井大數(shù)據工作系統(tǒng)以及基于大數(shù)據技術的海洋鉆井智能輔助決策系統(tǒng)。

我國石油技術“彎道超車”成為可能

國外大數(shù)據分析挖掘技術在石油工業(yè)中得到初步應用。英國石油公司、雪佛龍股份有限公司、荷蘭皇家殼牌集團、美國丹文能源公司等大型國際石油公司在油氣行業(yè)大數(shù)據領域進行了大量的投入，并獲得了大數(shù)據統(tǒng)計分析的商業(yè)化成果，且正在逐步向建立神經網絡模型和加強深度學習程度等方面延伸。

與此同時，我國油氣行業(yè)對大數(shù)據技術的研究與應用也在繼續(xù)深入推進。中國海油智能鉆井技術應用示范項目建立起數(shù)據之間精準的關系，實現(xiàn)對目標井參數(shù)的準確預測，當初的這一嘗試性的探索現(xiàn)已在國際上處于領先水平，未來應用前景廣闊，有著良好的經濟效益和社會效益。

除了推進大數(shù)據與人工智能技術進步之外，中國海油還將探索發(fā)展相關配套技術，包括搭建更加快速而穩(wěn)定的海域通訊網絡，推出運算速度更快的硬件系統(tǒng)等。如此一來，未來即可將鉆井大數(shù)據系統(tǒng)發(fā)展成基于云計算和云存儲的、分布式的海洋智慧油田系統(tǒng)，覆蓋海洋石油的上下游產業(yè)，真正實現(xiàn)大數(shù)據技術、人工智能與海洋石油工業(yè)的深度融合。

隨著油田在各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化與信息化，勘探、開發(fā)、生產、修井、煉化等各板塊都會產生大量的數(shù)據，這些均為未來大數(shù)據技術的挖潛提供了廣闊的平臺。比如，大數(shù)據技術不僅可以應用于地質油藏中有利構造尋找、油氣運移規(guī)律總結與油氣水分布研究領域，及時發(fā)現(xiàn)油氣生產

過程中的異常指標，還能快速找出油氣田各個生產要素之間的關聯(lián)關系，預測油氣井生產指標變化趨勢和增產增注措施效果。此外，大數(shù)據技術還能準確預測鉆井、完井和修井過程中的異常情況，提升工藝流程安全性與工況效率，夯實對設備壽命和維修預警的管理。

大數(shù)據與石油行業(yè)的深度融合前景廣闊。掌握大數(shù)據相關技術，有助于石油公司增強自身的核心競爭力，同時也為我國石油工業(yè)技術在不遠的將來實現(xiàn)“彎道超車”提供了多重可能。

接下來，中國海油智慧鉆井技術應用示范項目團隊還計劃對電纜數(shù)據、地質數(shù)據等進行建模，將其嵌入既有的E-DRILLING系統(tǒng)中，構建海洋鉆井智慧輔助決策系統(tǒng)，真正實現(xiàn)智慧鉆井。據計劃，該項目將于2019年底收工完成。

（信息來源：中國海洋石油報）