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油气勘探大数据应用(1)纸上到云端

2020-07-20     来源:《中国石油石化》第13期
石化新闻

    原题:你的数据,共享了吗?

    大数据的呼唤

    上游勘探大数据化,已成为行业未来发展的必然趋势。

    文/本刊记者 于 洋

    20万人,这是6月11日新发地出现确诊案例以来,官方宣布通过排查后曾来过这里需要进行核酸检测的群体数量。

    家住西红门的韩女士说,她和丈夫都接到过街道工作人员的电话。对方表示,通过大数据排查发现他们最近曾去过新发地。

    “其实我们没有去过新发地批发市场,仅是路过或者堵车在新发地这边。”韩女士惊奇地说,“没想到这样都能排查出来。”

    这样精准数据的得出,仅用了不到一天的时间。

    大数据共享的“魔力”,已逐渐渗透进社会生产生活的各行各业中。随着油气勘探理论和技术水平的提高,油气勘探工作也正在逐渐向大数据化迈进。

    近期,自然资源部接连发布了《关于矿产资源储量评审备案管理若干事项的通知》和《关于做好岩芯数字化与信息共享工作的通知》,内容共同指向上游勘探领域数字化。《通知》提出,要统一技术要求,统一管理数据信息。油气上游的数字化与信息化建设,或将在为未来几年提速。

    由纸上到云端

    油气勘探是一项涉及学科较多、工程量巨大的工作,数据贯穿于石油勘探的整个过程。

    “此次发布的《关于做好岩芯数字化与信息共享工作的通知》将促进上游数据共享,对实现全国数据与信息的互通共享具有的重要意义。”能源专家田斌说。

    岩芯是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料,被人称为“向地球深部进军的探针”。岩芯是了解地下地层和含矿特征最直观、最实际的资料。具体到油气勘探,取芯是非常重要的工作。“岩芯具有体积大、重量大、不便移动等特点,传统的岩芯服务需要到馆观察、布样、取样后送实验室测试分析。”自然资源部矿产资源保护监督司司长鞠建华说。

    受这些特点制约,岩芯的重复开发利用存在两大问题。鞠建华介绍说,一是岩芯服务模式工作周期长、成本高、岩芯损耗大,极大地制约了岩芯的共享利用。2018和2019两年,自然资源实物地质资料中心面向社会提供岩芯使用已经超过10万米,取样1万余件。这和目前保存在该资料中心的岩芯总量比,几乎是沧海一粟。二是岩芯在保管过程中,随着时间的推移会产生风化、氧化、破碎等变化,会丢失大量的信息甚至损毁。

    “要改变岩芯‘一次性用品’的状况,基础就是提高岩芯的数字化和信息共享程度”。鞠建华说。

    基于此,我国2007年开始,逐年加大了岩芯数字工作。截至2019年底,该资料中心已完成约40余万米Ⅰ类岩芯的图像扫描数字化工作,完成5万余米Ⅰ类岩芯矿物和元素数字化工作,目前正在部署开展油气地质调查岩芯关键层位的CT结构构造数字化工作。安徽、宁夏、黑龙江、山东、四川和西藏等部分省级馆藏机构,先后开展了Ⅱ类岩芯图像数字化工作,并取得了积极进展。

    此次自然资源部发布的《关于做好岩芯数字化与信息共享工作的通知》,“旨在构建全国统筹、有效汇集、高度共享的岩芯大数据共享服务格局;目的就是要使我国已形成的岩芯在‘向地球深部进军’国家重大战略的实施中,在地质科学的进步中,在找矿突破的支撑中发挥更大作用。”田斌说。

    较《关于做好岩芯数字化与信息共享工作的通知》早几天发布的《关于矿产资源储量评审备案管理若干事项的通知》,则对申请矿产资源评审备案过程、申请人资质以及评审权限,做了详细规定;针对油气矿产规定,在探采期间探明地质储量发生重大变化(变化量超过30%或达到中型规模以上的),应当编制符合相关标准规范的矿产资源储量报告,申请评审备案。

    “对储量报告的标准规范规定得更为详细,有利于统一管理数据信息。”田斌说。值得注意的是,该文件特别规定:自然资源主管部门应制定矿产资源储量评审备案服务指南,建立专家库,实现各自然资源主管部门专家库信息共享,健全工作规程和业务质量管理体系;自然资源主管部门应加强矿产资源储量评审备案信息化建设,统一技术要求,实现全国数据互通共享。

    这两个《通知》,对岩芯和矿产资源储量信息全国数据互通共享的指导意义不言而喻。

    引爆高质量勘探

    时间回到2018年4月,新疆区块在这一年将进行第二轮招标。为了贯彻落实国务院发布的《中共中央国务院关于深化石油天然气体制改革的若干意见》(中发〔2017〕15号),自然资源部对各个油气企业发出了关于做好2018年油气地质资料汇交专项清理对比核实工作的通知。

    时任东北一油田档案员的田青对这次地质资料汇交印象特别深刻。“我们是地质资料汇交任务的最后一家,开发资料中心的人员来到我们这里时已经是11月底了。虽然前期我们已经做好了准备工作,但油气勘探地质资料种类多、数量大,有些年代久远等,汇交的那几天,我们档案馆办公楼二楼晚上一直灯火通明。”

    田青所在的油田并不是个例。据了解,开发资料中心的员工完成本轮资料汇交历时3个月,出差80余人次,行程10万余公里。“很多资料是手写纸质保存,有的用磁带、光盘、移动硬盘等保存。这种情况就需要我们亲力亲为,到现场整理一手的资料。”开发资料中心一员工说。

    很显然,面对海量的勘探数据,整理就是一项大工程,更不用提高效的利用了。

    “油气勘探数据量往往规模巨大,如三维地震勘探数据体量甚至可达PB级。随着勘探过程的持续进行,原始数据和成果数据、老数据和新数据不断积累,数据量日益增加。”中国地质科学院研究员平英奇说,“数据类型繁多,油气勘探资料具有明显的多元性。在油气勘探的不同阶段,所产生的数据类型也有所不同;在一定的区域范围内,油气的数据具有时空关联性。”这些特点,使得大数据技术在上游勘探领域的应用前景十分广阔。大数据与油气勘探的结合,必将产生奇妙的效应。

    2019年11月27日,中国石油正式发布中国石油勘探开发梦想云平台2.0版本。石油上游业务信息化共享迈入一个更高的阶段。截至目前,梦想云平台统一数据湖已管理48万口井、600个油气藏、7000个地震工区、4万座站库,共计1.7PB,横跨60多年的数据资产,涵盖六大领域15个专业。目前,它在中国石油内部实现了各个油田上游业务核心数据全面入湖共享,形成了国内最大的勘探开发数据湖。

    “数据入湖共享,有利于推动上游勘探向精准、高效发展。”全国地质资料馆郭慧锦说。毫无疑问,大数据在上游的推广共享,让国内外的油气公司尝到了甜头。

    用大数据开发油气,康菲石油在美非常规资源日产量超30万桶当量。康菲石油全球勘探、油藏及其他国际业务总裁RichardLunam表示:“在过去10年的美国‘页岩油气革命’大势中,康菲石油的非常规油气产量能够趋于前列,重要因素之一是共享大数据的分析运用。”

    国际能源机构(InternationalEnergyAgency)曾在其发布的《数字化与能源》报告中估计,数字技术可将生产成本削减多达20%。这意味着到2025年,在上游行业使用数字技术可能会导致资本支出和运营支出累计可节省1000亿美元至1万亿美元。

    目前,我国石油消耗量已位居全球前列。但我国自身石油资源量因快速消耗而逐渐减少,勘探难度不断提高、加大。面对动荡的原油市场,精准快速地在众多数据中快速高效地提取有用信息,已成为提高勘探成功率的关键。

    1999年大庆油田提出“数字油田”理念以来,国内各油田在上游勘探方面对大数据已有不同程度的试水。2002年,胜利油田物探院基本建成我国首套勘探支持系统,使决策人员现场就可看到各个采油厂丰富的海量数据,大大提高了勘探部署决策效率和质量。上游勘探的数字化,让长庆油田快速崛起成为我国最大的油气生产基地,连续7年油气当量突破5000万吨,而员工人数始终保持在7万人左右……

    除降低成本、提高勘探效率外,大数据的运用可以让上游企业做到“未卜先知”。石油行业大数据蕴含着巨大的价值,对物探、钻完井、船舶、油田生产等各个阶段,进行大数据分析多维度、多时空地统计和类比,能够发现小数据所不能找到的规律和知识,进而预测未知的油气藏或是未来的油气田生产状况。

    将大数据技术和油气勘探过程相结合,必将为油气勘探行业的转型发展提供重要支撑。“而资料的部分共享互通,将推动油气勘探登上一个新的台阶,实现1+1>2的效果。”田斌说。

    深化油气体制改革

    于企业而言,大数据的引入带来了降本增效;于行业而言,大数据将促进行业转型升级,深化我国的油气体制改革。

    开放上游,刺激多元市场主体进入上游勘探领域,成为我国油气行业迫切之需。“勘探资料的部分共享,则是这些市场主体进入上游勘探领域的‘敲门砖’。”田斌说。

    2019年,有一件事引起了业内广泛的关注。“三桶油”突然加大了上游合作力度。中石油与中石化、中石化与中海油先后签订上游合作框架协议,如此密集的合作为多年来罕见。业内专家认为,三大石油公司突然加大合作的背景,是为了提升油气勘探开发力度、维护国家能源安全。这对各家来说,有助于提高效率、增强竞争能力。

    除“三桶油”之间的合作外,2015年我国油气上游勘探领域的开放就在新疆逐步进行,到2019年对外资也开放“朋友圈”。“开放有利于彼此在勘探开发技术、理论、区块认知等方面有更多突破,开放也涉及矿权流转带来的勘探信息流转问题。”业内一位专家说。

    “油气地质资料和信息共享,对于深化油气矿权体制改革具有重大意义,有利于促进矿权体制的合理流转。”对外经贸大学国际经贸学院教授董秀成说。

    各大集团公司都在开展内部区块流转改革,部分老区块在集团公司内部不同油气田分公司之间已经实现流转。这就涉及相关区块已有地质资料的交接和管理问题。目前,业内并没有形成统一且完善的管理规定,有的公司是只移交成果和原始地质资料,实物地质资料仍由原来的保管单位管理,也有公司是成果、原始和实物地质资料一并移交。

    “不管哪一种做法,都会不同程度地提高油气地质资料的管理成本,同时有可能增大油气地质资料在交接和转移过程中出现损失的风险。”田斌说。

    “勘探资料的大数据化,有利于规范勘探地质资料和信息的合理流转,减少其他市场主体进入上游勘探市场的阻力。”业内一位专家说。

    2019年6月,我国首个数字地质大型盆地诞生。由中国地质调查局油气资源调查中心、中石化西北油田公司等6家科研机构和大学,历时6年攻关,明确了塔里木盆地深层生储盖条件,优选4个深层有利勘探领域、8个深层有利勘探区带,建立了34条高品质区域地震大剖面,形成可推广盆地级地震资料拼接处理技术体系,构建了塔里木盆地的大数据平台。

    塔里木盆地是我国油气资源中西部接替东部重要基地和西气东输的源头,对其地质结构研究和油气远景评价,取得成果的转化和应用支撑了新疆油气勘探开采体制的改革,累计引进社会投资近90.1亿元,提升了西北油田等在塔里木盆地开展勘探开发的石油企业的勘探信心,实现了塔里木盆地油气勘探投资主体的多元化。中国地质调查局油气资源调查中心主任张君峰说:“塔里木盆地地质结构与深层油气调查,是一项重要的基础性地质工作。该工作,对于塔里木盆地新区新层系油气地质研究和勘探具有重要的意义。”


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