半岛彩票:“数智”赋能油气梦 钻坚仰高赤子心——记中国石油勘

  新闻资讯     |      2024-11-23 11:16:49

  “我这一辈子就干了三件事:第一件事是从事勘探应用软件研发22年,为西部油气勘探提供特色技术支撑;第二件事是主持完成油气生产物联网系统(A11)的建设,实现了中国石油油气生产的大规模数字化;第三件事是搭建认知计算平台,推动新一代人工智能在油气领域的应用。”龚仁彬所说的三件事,不只是他30余年科研经历的真实写照,也是中国石油天然气集团有限公司由“地下”到“云端”,践行信息化、数字化、智能化转型的重要里程碑。“能够在产业转型的每一个重要节点,参与到影响集团内部乃至整个中国油气行业发展的工作中,我感到十分荣幸。”龚仁彬说,“这是时代的机遇,更是我的幸运。我能做的,便是铆足‘钻’和‘专’的劲头,将全部精力投入其中,坚定不移地干下去。”正是凭借这股拼劲儿,龚仁彬和他的同事们谱写了一曲“‘数智’赋能油气梦,钻坚仰高赤子心”的赞歌。

  2022年4月,国家能源局、科学技术部印发的《“十四五”能源领域科技创新规划》提出,“十四五”时期能源领域现存的主要短板技术装备要基本实现突破。推动传统行业与数字化、智能化技术深度融合,将是我国能源产业转型升级的重要助力。

  作为中国石油信息化、数字化从分散建设到集中建设再到整体迈入共享智能新阶段历程的亲历者和重要推动者,在中国石油勘探开发研究院信息技术首席技术专家龚仁彬看来,以建设新一代数字油田为代表,强调感知、互联、协同和共享,以实现从油气勘探、开发、生产、经营管理到决策各环节数据的实时获取、充分共享和深度应用,并达到协同研发、优化生产、精细管理与高效决策为目的,从而显著提升运营效率和创新能力、增强企业综合竞争力,不仅是石油企业发展的必由之路,更是他追寻不辍的科研愿景。

  从研36年来,龚仁彬以时不我待的紧迫感、协同作战的责任感,走出了一条求新求变、脚踏实地的创新路;也是在这条推动中国石油信息化转变、加速数字油田建设、布局智慧油田的道路上,步履不停的龚仁彬同样写就了一阕精彩纷呈、“油智同行”的人生篇章。

  “新疆风城油田作为A11项目的一个稠油示范工程,从稠油生产、安全需求出发,优选171对SAGD井、364座计量管汇、127台注汽锅炉、8座大中型站场等生产关键环节作为实施主体,建立厂级中控室,构建了统一监控、集中管理的稠油油气生产物联网系统,实现了采油、集输、处理、供汽生产过程关键节点全部纳入物联网集中管理,构建了与信息化建设相适应的生产管理组织架构,将传统的‘劳动密集、驻点值守、每日巡检’生产运行体制,转变为‘无人值守、远程监控、按需巡检’的物联网管理新模式,实现了大型稠油油田扁平化管理。物联网应用直接节省人员1251人,年均节约人员成本超过1亿元。”提起油气生产物联网系统(A11)为油气生产带来的变化,龚仁彬有说不完的案例。

  油气生产物联网系统是中国石油天然气集团公司(以下简称“中国石油”)信息化建设三大标志性工程之一,龚仁彬是项目负责人。为了搭好这张“网”,龚仁彬带领团队先后走遍了中国石油下辖的16个油气田、130多个作业区,充分掌握油气生产实际需求。向上要随时对集团总部的领导进行汇报;向下要把握项目方向架构,管理项目团队;平行还要与16个油气田各个单位进行具体沟通——投身项目之中,“连轴转”几乎成了龚仁彬的日常。很多时候,龚仁彬的办公室在凌晨两点仍亮着灯光。而在言谈间,他却很少提及工作的辛苦,他反复思考的,都是如何实现油气生产物联网系统的创新研发,如何促进油气生产的管理变革。

  十年磨砺,创造辉煌。通过油气生产物联网系统实施,中国石油累计建成各类数字化井17.39万口、数字化站2.6万座,其中长庆、塔里木等10个油气田基本实现全覆盖,初步实现了中国石油油气生产的数字化、可视化和自动化,在优化生产流程、优化组织结构、提高生产效率、提升管理水平、降低安全风险等方面取得了较好的效果,减少现场新增用工3万多人,取得显著的经济和社会效益。回溯这10年经历,龚仁彬曾多次感慨地将中国石油油气生产物联网系统称为自己从研以来“最念念不忘的项目”,而此间“十年磨一剑”的经历,正是这番心境的最佳注解。

  2008年,凭借长期从事信息化实践的丰富经验,龚仁彬积极参与到油气生产物联网系统(A11)的规划和调研过程中,并带动自己所在的西北分院信息化团队加强学习锻炼,储备知识和能力,积极“跟上”集团信息化建设的需求。4年后由西北分院主导建设的油气生产物联网系统(A11)正式启动,龚仁彬以项目长的身份主持承担这一系统的建设和规模推广,为推动集团油气生产数字化作出了重要贡献。龚仁彬团队大胆创新,自主研发了国内外油气行业首个基于云计算架构的可扩展的物联网PaaS平台,解决了油气生产领域多源数据实时接入、生产数据分析处理、生产数据开放共享、生产应用全生命周期管理、相关系统快速集成等难题,为油气田提供油气生产过程监测、生产分析、预警预测、设备管理、数据管理等业务服务,实现了34套油田相关系统的集成应用,极大地节省数字化研发在软硬件上的实际成本,让分散的各级油气单位之间合作开展数字化成为可能。

  A11是一个庞大的系统工程,龚仁彬提出了“总部技术团队+油田实施团队”的联合项目组的创新建设模型,总部团队负责技术研发、平台搭建、标准制定,油田团队负责现场实施。这种合作形式一经推出,即激发了各级油田单位参与数字化建设的积极性,并在业务主导、现场建设、设备采购等环节中,极大地发挥了油田团队的主观能动性。

  在此基础上,龚仁彬及其团队完成了中国石油油气生产领域物联网系列标准制定,包括1项行业标准、4项企业标准,其中部分内容已经上升为国家标准。系列标准规范的发布,既规范指导了油气生产物联网项目的设计、建设、测试、验收和运维工作,又支撑了新油气田产能建设和老油气田调整改造数字化建设。在这一系列起点高、准确实用、接地气的标准指导下,各个油田有效地避免了低水平的重复投资,油田数字化专业性和实践水平明显提升,标准化设计、标准化产品和标准化施工逐步落到实处。随后,“眼见为实”的力量让更多油田单位看到了油田数字化带来的奇妙改变。如雨后春笋般,越来越多的单位投入中国石油油气生产领域物联网的实践过程中。依照龚仁彬团队提供的数据采集、数据录入、具体应用和效益计算等内容,各级油田单位可将现场生产由传统的经验型管理、人工巡检转变为智能管理、电子巡检,油气田现场也实现了由分散管理向集中管控转变、由劳动密集型向知识密集型转变的“新局面”,极大地促进了油田生产管理组织机构按“纵向扁平,横向压缩”的方式优化。目前,井场中小站场无人值守、大型站场少人集中监控的目标正在逐步实现,类似风城作业区那样从多人到少人、从有人到无人的变化正在更多的油田上演。

  中国石油油气生产物联网系统的建成和推广应用带来了生产效率的提升。龚仁彬为记者讲述了“计量间消失”的故事——“过去对油田生产的计量主要靠计量间。这种计量间建设成本高、占地面积大、管线复杂,建设难度颇高。现在我们可以通过功图技术,为传统油气生产管理方式带来重大变革。通过功图分析,结合井口压力、温度等参数,可以快速地掌握油井的工作状态,分析并判断油井参数是否合理,从而及时地调整油井参数,快速修复油井故障,甚至可以进行提前养护,以达到减少损耗、提高产量的目的。另一种方法是对产液量连续实时计量。通过对采集的功图数据进行计算,我们可以快速得出产量值。这项技术成本低廉,极大地有利于快速指导油田开发方案的制订,大面积应用可代替传统计量站沉降计量法,从而使地面工程得到优化和简化,并最终实现提高产量的目的。”

  与此同时,由于油气田生产现场传感设备建设时间不同,在油田各采油厂之间、采油厂内部各作业区之间所用的接口协议不一致,无法实现采集的数据支撑上层的应用,更为系统整合、集成、运维管理增加了难度。龚仁彬团队在研究单井通信模式、多井集联通信模式、站场通信协议的基础上,创新研发了传感器及远程终端单元标准化接口协议A11-GRM,实现了100多家厂商仪表之间的互联、互通、互换,为数据接入、系统集成、后期运维以及系统应用奠定坚实的基础。这一发明不仅有效打破了国外厂商的产品垄断,更有效地降低了油田建设成本、极大地提升了数据的流通速度和应用效率。

  中国石油油气生产物联网系统于2022年成功通过竣工验收,累计获得发明专利21项、软件著作权6项,发表相关学术论文85篇、出版专著3部。“中国石油油气生产物联网示范工程”获得2016年度中国石油和化工自动化行业协会科技进步奖特等奖,“中国石油油气生产物联网系统研发与应用”于2018年获集团公司科技进步奖一等奖,“基于物联网的数字油田关键技术研究与应用”获得中国石油工程建设协会2018年科技进步奖特等奖。此外,相关成果于2017年入选第四届世界互联网大会先进科技成果,2019年获得世界物联网博览会新技术新产品金奖,并入选国家发展改革委《中国“互联网+”行动百佳实践》和《2011—2015中国石油重大信息化成果》。

  关关难过关关过,龚仁彬用10年时间,逐一攻克信息化的技术障碍、打通数字化通路、以“求同存异”的方式为集团总部和各级油田的协同提供了高质量物联网平台,书写了一段以信息化、数字化促进生产方式的转变,促进管理的变革,实现降本增效的精彩篇章。

  2018年,作别工作生活了30余年的西北分院,龚仁彬接受组织安排赴任中国石油勘探开发研究院(北京)计算技术研究所所长。从分院来到总院工作,龚仁彬深感担子沉重且责任重大。在他看来,我国油气领域信息化、数字化、智能化还有很长的路要走,作为深耕其间数十年的科研工作者,现在绝不是满足现状、停滞不前的时候。怀揣“绝不掉队”的信念,龚仁彬迅速投入新的工作中,他决心在这个过程中持续地发挥新的光和热。

  在国际油气行业人工智能应用方兴未艾之时,中国石油即在“十三五”期间规划设立了人工智能基础建设项目——认知计算平台(E8)试点项目,用以促进勘探开发的智能化。但龚仁彬敏锐地意识到,认知计算平台的潜力远不止于此。为此,即使管理工作极为忙碌,他仍选择再一次主动请缨,以项目长的身份带领团队开启了人工智能在勘探开发领域的应用实践。

  万事开头难,在平台建设之初,龚仁彬及其团队面对的最大技术障碍即是勘探开发“小样本”问题。“油气深埋地下数千米,地下构造复杂,地质数据获取成本很高。同时勘探开发数据量虽然很大,但数据量大并不等于大数据,勘探开发领域属于典型的‘小样本’。此外,人工智能应用需要同时具备数据、算法、信息、业务等多方面的知识,相对勘探开发业务人员来说有一定技术门槛,勘探开发领域人工智能人才严重短缺,既懂业务又懂人工智能的人才凤毛麟角,这是制约勘探开发人工智能应用的主观障碍。此时,寻求与具备成熟技术背景、具有丰富人才储备的相关技术公司合作,就成为解决技术门槛和人才短缺问题的不二之选。”龚仁彬解释道。

  然而当时,世界大国纷纷将人工智能核心技术列入对华禁售清单,基于能源安全性的充分考量和对国内技术企业的坚定信心,龚仁彬团队通过公开招标,最终与华为技术公司达成技术合作。以搭建为勘探开发业务人员提供人工智能服务、降低人工智能门槛的平台为目。