石油作為一種十分重要的戰(zhàn)略資源，從它出現(xiàn)至今約一個半世紀的時間里，深刻影響并改變了整個世界。對石油的追求，直接影響了世界各國的政治、經(jīng)濟、外交和軍事政策。
如今，油氣行業(yè)正把數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉型視為未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向，隨著5G、AI、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術的飛速發(fā)展，為油氣行業(yè)的轉型升級提供了一條全新的進階路徑。
5G全面支撐油田開采建設
在數(shù)字化轉型浪潮滾滾而來的今天，作為支柱產(chǎn)業(yè)之一，油氣行業(yè)把數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉型作為未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。5G、云、AI等新一代信息技術的飛速發(fā)展，正為油氣行業(yè)的數(shù)字化轉型升級提供新的動力。
油氣田通常分布于遠離城市、地廣人稀的沼澤、沙漠、盆地和淺海等區(qū)域，由于其工作環(huán)境和性質(zhì)的特點，這一領域的控制管理和安全防護工作存在著諸多難題。解決這些難題，信息化手段無疑成為有力幫手。“如今打開電腦，動動鼠標，即可查看百公里外偏遠油井的示功圖、動液面、產(chǎn)液量等各類實時信息，不僅節(jié)省了人力物力，而且提高了工作效率。”正在遠程監(jiān)控顯示屏前收錄油井生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)的采油隊技術員如是說。在中國移動陜西公司延安分公司的助力下，延長石油集團油氣勘探公司采氣一廠打造了5G﹢無人值守“智慧油田”，中國移動陜西公司為企業(yè)提供包括凈化廠、生活區(qū)以及6座集氣站的通信和周界安防設施服務，通過智能化手段，構建一套智慧的安全生產(chǎn)保障系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)運行監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)采集分析、事件自動報警、事件應急處理等功能，助力轉型升級。
通過5G無人值守，可實現(xiàn)生產(chǎn)安全一體化、作業(yè)區(qū)的監(jiān)控數(shù)據(jù)采集，當人或車輛進入采氣井作業(yè)區(qū)，發(fā)生異常情況時，會立即發(fā)出警報，聯(lián)動各大隊監(jiān)控中心。當出現(xiàn)意外情況時，可以及時通知有關人員到現(xiàn)場進行妥善處理，并能詳細清晰地記錄所有事件經(jīng)過，以便日后查對和取證。在突發(fā)事件中，調(diào)控中心也可以通過大屏觀看對應采氣井實況，實現(xiàn)遠程指揮調(diào)度和應急指揮。
如今，這樣的信息化應用正在走進越來越多的油田，為油氣行業(yè)注智賦能，帶來生產(chǎn)效率全面提升的同時，也讓油田作業(yè)環(huán)境有所改善，讓生產(chǎn)作業(yè)更加安全。
隨著石油開采業(yè)的不斷發(fā)展，當前石油公司正在向深水、鹽下、非常規(guī)油藏等方向探索。在新的探索過程中，ICT技術發(fā)揮著非常重要的作用，各種場景的創(chuàng)新應用正在重塑油氣行業(yè)。
對大慶油田來說，儲量接替難、穩(wěn)產(chǎn)壓力大、降本增效的挑戰(zhàn)正考驗著其轉型升級的能力。大慶油田公司勘探開發(fā)研究院原副總工程師張鐵剛介紹，利用地震勘探技術尋找油氣，成為公司的首選，“多做地震，少打井”成為油氣行業(yè)新舉措。但地震勘探和油田開發(fā)面臨高精度、巨量數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)。解決這個問題，“云”是不二之選。
5G、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術賦能，是油氣行業(yè)信息化建設、數(shù)字化轉型必不可少的技術支撐。5G﹢“油”，智慧油田正在給油氣行業(yè)注入新的發(fā)展動能。
5G為石油運輸配備“千里眼”
“頭戴鋁盔走天涯，頭頂天山鵝毛雪，面對戈壁大風沙……”在膾炙人口的歌曲《我為祖國獻石油》中，生動描繪了石油工人工作過程中昂揚的精神面貌，但同時也折射出他們的工作環(huán)境百般艱苦，且可能潛藏諸多風險。
石油運輸是石油開采后的重要環(huán)節(jié)。隨著經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，各行各業(yè)對石油的需求量越來越大，促使石油運輸愈加趨于常規(guī)化。
公路運輸是一個重要的石油運輸方式，由于其相較水運、管道等手段更加靈活，因而具備不可替代性。但是，隨著油罐車發(fā)車愈加密集，“安全”也成為亟待優(yōu)化的重點。
2020年，全國首條5G石化運輸智慧路在以石油化工為主導產(chǎn)業(yè)的遼寧盤錦正式開工。“車路協(xié)同”讓這條公路“閃”起智慧亮點。據(jù)了解，通過“5G﹢北斗”車載OBU設備，可以對車輛實施厘米級定位及信息毫秒級傳送，AI攝像頭、氣象傳感器等RSU設備可實時偵測路況、氣象等，再通過邊緣云計算，讓車和路的數(shù)據(jù)協(xié)同交互，讓司機預知實時路況，讓企業(yè)和監(jiān)管部門了解到車輛的具體位置和行駛狀態(tài)，預判并規(guī)避可能出現(xiàn)的危險。
此外，5G和車路協(xié)同技術為運輸指揮中心和司機個人都配備了“千里眼”“順風耳”。比如利用5G大帶寬、低時延、廣連接的優(yōu)勢，建立起了集監(jiān)控調(diào)度、視頻會商、現(xiàn)場圖傳等功能于一體的可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)，并接入智慧城市管理中心，一旦突發(fā)交通事件，可以快速高效反應。再比如，司機若出現(xiàn)疲勞駕駛、偏離軌道、接打電話、吸煙等違規(guī)行為，車輛還會自動報警……這些都極大提高了石油公路運輸過程中的安全系數(shù)。
管道運輸也得到了5G的加持。石油天然氣長輸管道作為國家新時期能源戰(zhàn)略的重要組成內(nèi)容，在保障經(jīng)濟穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展中意義重大。天津開發(fā)區(qū)過境的塘燕復線、中航油津京輸油管線、中航油津京輸油第二管線共計19.36公里，肩負著保障北京原油、航空煤油供應的重要責任。為提升油氣長輸管道外部安全保護智能化水平，天津開發(fā)區(qū)在去年年底計劃為其“穿”上“5G保護衣”。
智能無人機全自主油氣長輸管線巡檢系統(tǒng)可以利用多種巡檢方式，通過光學變焦、紅外熱成像吊艙，對人、車、靜物占壓、施工等場景進行智能識別，借助5G實時回傳高清影像完成大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)全程無人操控和全程實時預警。
另外，集合三大運營商基站，搭配智能化遠距離晝夜監(jiān)測一體化攝像機，可實現(xiàn)對半徑1.5公里內(nèi)的高后果區(qū)、重點區(qū)域7×24小時無間斷監(jiān)控。
安全無小事。5G與石油運輸?shù)慕蝗?，不僅有利于提升效率，還實現(xiàn)了全流程、各環(huán)節(jié)的主動安防，保證了石油隨時都行駛在智慧路上。
5G賦能煉化迎來變革的“春天”
想讓千家萬戶用上好油，車船飛機跑起來、飛起來，煉化是重中之重?，F(xiàn)在，隨著5G技術的應用，煉化也迎來了變革的“春天”。
我國5G技術發(fā)展不斷提速，5G加快融入產(chǎn)業(yè)應用場景。5G不僅能夠大幅提升各類信息的傳播效率，同時能夠有效減小時延影響。如果將5G應用到煉化中，可以有效滿足產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量需求與效率需求。
目前，我國煉化企業(yè)的ERP系統(tǒng)（企業(yè)管理平臺）功能尚不完善，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術與5G技術的發(fā)展，煉化企業(yè)在結合5G實施智能化發(fā)展策略時，需要不斷提高互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與煉化企業(yè)ERP的融合應用效率。并且，還要根據(jù)自身的發(fā)展策略建設煉化企業(yè)生產(chǎn)計劃系統(tǒng)，將技術研發(fā)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)以及銷售環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系到一起，這樣能夠有效提升智能化發(fā)展策略的核心技術能力，并且能夠促進企業(yè)管控能力、生產(chǎn)能力、決策能力與經(jīng)營能力的持續(xù)增強，使煉化企業(yè)的智能發(fā)展模式更上一層樓。我國多數(shù)煉化企業(yè)處于智能化發(fā)展的數(shù)字建設環(huán)節(jié)，也就是針對5G技術的應用需求構建相應的輔助設施，這樣能夠幫助傳統(tǒng)工業(yè)快速過渡到先進的智能發(fā)展模式，提升煉化企業(yè)的智能化發(fā)展變革速度。
中國石化集團茂名石油化工有限公司作為中國石化集團旗下規(guī)模第二、效益最好的煉化單位，是國家首批智能工廠示范點之一。茂名石化通過建設5G專網(wǎng)，在7大應用場景成功進行了測試，其中5G工地視頻監(jiān)控、5G無人機自動巡檢和無人值守環(huán)境監(jiān)測3個應用已打造成樣品房，為樣品轉商夯實基礎；同時，本項目中移動開通首條基于SA網(wǎng)絡的APN網(wǎng)絡通道，實現(xiàn)茂名石化內(nèi)部平臺與前端設備安全可靠連接。本項目的應用選取部分石化領域的通用痛點進行分析，試點成功后可快速復制推廣至其他煉化企業(yè)，撬動億元級5G煉化行業(yè)應用市場。
去年年底，中科煉化與中國移動廣東公司在中科煉化廠區(qū)舉行“5G﹢智慧能源化工戰(zhàn)略合作協(xié)議”簽約儀式，推動雙方在智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域業(yè)務與產(chǎn)業(yè)的結合，助力實現(xiàn)“智能工廠”的持續(xù)創(chuàng)新、實踐和應用。中科煉化執(zhí)行董事、黨委書記吳惜偉表示，中科煉化作為中國石化系統(tǒng)內(nèi)第一家全面基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設的智能化工廠，企業(yè)的戰(zhàn)略、管控、業(yè)務運作等與信息化緊密結合，下一步將在5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息化技術應用上有所作為。中科煉化和中國移動廣東公司達成戰(zhàn)略合作，將充分整合資源、發(fā)揮各自優(yōu)勢、互惠互利、共同發(fā)展，在5G與智能制造領域優(yōu)先合作，以廠區(qū)5G網(wǎng)絡覆蓋為依托，積極開展5G應用試點，利用5G技術促進中科煉化兩化融合進程，推動雙方在智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域業(yè)務與產(chǎn)業(yè)的結合，實現(xiàn)“智能工廠”的持續(xù)創(chuàng)新、實踐和應用。
5G為油氣行業(yè)轉型提供全新進階路徑
石油不僅關系到國計民生，還關系到國家安全與穩(wěn)定。如今，隨著5G等新一代信息技術的發(fā)展和應用，油氣行業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)領域，同樣發(fā)生著深刻變化。“數(shù)字化轉型”成為不少油氣公司的重要戰(zhàn)略選擇。
油氣公司正通過現(xiàn)代信息技術與智能石油工程技術的有機結合，在各個環(huán)節(jié)應用控制系統(tǒng)進行智能化處理、快速整合，使這些信息資源得到最大限度的共享和有效利用。具體來說，5G可以實現(xiàn)生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、高清監(jiān)控視頻的實時傳輸，還可以對單井、管線、電力線、基站進行無人機巡檢和精準遠程控制，實現(xiàn)遠程集中控制生產(chǎn)設備設施，實現(xiàn)少人或無人值守，減少一線用工數(shù)量。
2011年以來，為滿足油氣田大規(guī)模建設的需要，長慶油田廣泛利用信息化技術，促使企業(yè)科研工作方式從傳統(tǒng)的“人工﹢計算機”向“數(shù)字化、智能化”的大數(shù)據(jù)升級，企業(yè)的科研組織模式也從以往的“單兵單行作戰(zhàn)攻關”向“全領域攻關協(xié)同共享”跨越。在數(shù)字化建設上，從資源、環(huán)境、決策支持3個方面，滿足了大油田現(xiàn)代化管理研究和發(fā)展需求。
目前，長慶油田通過建立具有海量數(shù)據(jù)值、多條數(shù)據(jù)鏈的“數(shù)據(jù)服務中心”，不但建成了“標準化、實時化、可視化”為主題的場景式系統(tǒng)，而且數(shù)字化服務通過地面向地下延伸，目前已整合集成鉆井、錄井、測井、試油氣、分析化驗、油氣生產(chǎn)等19個類別的基礎數(shù)據(jù)兩億多條，智能化技術已介入一線值守、現(xiàn)場安全預警管控、員工遠程智能培訓、手持移動工具辦公、油氣藏智能攀巖分析等多個領域。
然而，5G在為油田行業(yè)轉型提供大量技術支撐的同時，也存在一些問題和挑戰(zhàn)，塔里木油田信息與通訊中心副總工程師杜永紅表示，5G需要部署大量的微型基站，在油田發(fā)展受到頻譜許可程序長、費用過高等因素制約。高速低延遲的5G網(wǎng)絡將面臨較大的安全隱患，大量的終端和應用為惡意代碼及黑客提供了大量的攻擊機會，為油田的安全生產(chǎn)和核心技術保密帶來挑戰(zhàn)。
專家表示，這需要從技術和管理兩個方面進行探索與應對。一方面，研發(fā)新一代低成本物聯(lián)網(wǎng)技術，使單井儀表及施工造價降幅達40%~60%，施工時間節(jié)約近半，后期運維成本可降低40%；另一方面，在管理上，進行物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃、設計、建設和管理，實現(xiàn)多功能、多職責的一體化運行監(jiān)管，避免重復建設、資源浪費和標準不統(tǒng)一。
數(shù)字化技術的最大魅力在于大幅提升生產(chǎn)效率并顯著降低生產(chǎn)成本，而這正是傳統(tǒng)的油氣工業(yè)迫切想要達到的目標。信息通信業(yè)將持續(xù)運用強大的計算能力、數(shù)字存儲、傳感器等數(shù)字化工具，應用于勘探、開發(fā)、生產(chǎn)整個價值鏈，推動油氣行業(yè)在新時代信息化發(fā)展中迸發(fā)出蓬勃生機。
