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AI找石油,石油工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新思維

2021-02-04 16:35 云科技時(shí)代雜志

導(dǎo)讀:我們知道,石油不僅是工業(yè)的血液,還跟日常生活息息相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì),人的一生大約需要消耗石油在9噸以上,從衣食住行到國(guó)際經(jīng)濟(jì)都離不開(kāi)石油。

我們知道,石油不僅是工業(yè)的血液,還跟日常生活息息相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì),人的一生大約需要消耗石油在9噸以上,從衣食住行到國(guó)際經(jīng)濟(jì)都離不開(kāi)石油。

油氣是油氣礦藏埋在地下數(shù)千米深的巖石微小孔穴中,看不見(jiàn),摸不著。由于極端的復(fù)雜性等原因,人類(lèi)對(duì)地表以下的認(rèn)知,比對(duì)太空的了解更少。

怎么樣才能找到油氣礦藏?石油專(zhuān)家們發(fā)明了各種各樣的地球物理以及鉆探的方法和技術(shù),逐步建立起對(duì)地下世界的認(rèn)知。

通過(guò)物探、測(cè)井等地球物理以及巖石物理的方法,人們可以采集到關(guān)于地下地球物理性質(zhì)的大量數(shù)據(jù),通過(guò)去除數(shù)據(jù)噪聲、提取地質(zhì)特征等數(shù)據(jù)分析,對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)涂梢耘袛嗟叵率欠裼杏蜌庖约坝卸嗌儆蜌饪梢蚤_(kāi)采出來(lái)。

我國(guó)的油氣資源相對(duì)比較豐富,但是地質(zhì)條件十分復(fù)雜,劣質(zhì)化程度非常高,常規(guī)的找油找氣方法面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

找油找氣工作質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)是探井的成功率,也就是找到具有工業(yè)油氣流的井?dāng)?shù)在探井總數(shù)中的占比。目前常規(guī)方法的探井成功率還很低,只有50%左右。

勘探地質(zhì)物理收集到的數(shù)據(jù)量特別巨大,以地震勘探為例,每次三維地震會(huì)產(chǎn)生幾百個(gè)TB乃至PB級(jí)的數(shù)據(jù)量??碧綌?shù)據(jù)的來(lái)源也是多種多樣,有地震、重磁電、錄井、測(cè)井以及各種各樣的測(cè)試數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)在不同的尺度上表征著地下的情況,往往具有很強(qiáng)的不確定性和多解性,所以業(yè)務(wù)專(zhuān)家很難在處理如此繁雜、復(fù)雜數(shù)據(jù)的時(shí)候,完整、準(zhǔn)確地解讀所有信息,因此常規(guī)方法找油找氣通常誤差比較大而且周期相當(dāng)長(zhǎng)。

在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人工智能時(shí)代,就有可能用全新的思路和方法來(lái)解決找油找氣的難題。企業(yè)級(jí)的AI開(kāi)發(fā)平臺(tái),成為AI油氣勘探使能的基礎(chǔ)。有了AI平臺(tái)才可以把油氣行業(yè)長(zhǎng)期積累的各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)與AI相結(jié)合,這樣就可以在油氣全產(chǎn)業(yè)鏈上來(lái)實(shí)現(xiàn)大量的智能應(yīng)用,以點(diǎn)帶面來(lái)推動(dòng)石油工業(yè)進(jìn)入智能化的時(shí)代。

以華為的ModelArts為代表的企業(yè)級(jí)AI平臺(tái),可以幫助行業(yè)專(zhuān)家在短時(shí)間內(nèi)掌握AI開(kāi)發(fā)的能力。以ModelArts為核心的油氣智能體在地震解釋等方面,已經(jīng)進(jìn)行了一些探索與實(shí)踐并且取得了初步的成效,為油氣行業(yè)AI的應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。油氣智能體可以提供感知、認(rèn)知、決策等關(guān)鍵技術(shù),幫助開(kāi)發(fā)具有油氣行業(yè)特色的AI模型,同時(shí)油氣智能體還可以融入一系列的智能工作流,將模型融入到業(yè)務(wù)流程中,實(shí)現(xiàn)AI在油氣行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的落地,從場(chǎng)景上來(lái)實(shí)現(xiàn)行業(yè)專(zhuān)家的協(xié)同與共享,大幅度提升工作效率。

利用油氣智能體進(jìn)行地震解釋場(chǎng)景的一個(gè)實(shí)踐:地震勘探采用人工方法激發(fā)地震波,地震波在向地下傳播的過(guò)程中間,遇到不同的地層可以發(fā)生反射并且傳回地表。接收裝置在地表采集到地震信號(hào),然后計(jì)算機(jī)處理這些信號(hào)并且進(jìn)行成像。

利用油氣智能體提供的AI使能工具,就可以通過(guò)對(duì)海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練出AI模型,在成像后的地震數(shù)據(jù)中找出斷層。同樣也可以利用AI模型,從地震數(shù)據(jù)中找到連續(xù)的層位,從而構(gòu)建出地層模型的基本骨架。

通過(guò)地震勘探得到的基本骨架還不足以全面反映地層的各種性質(zhì),還需要結(jié)合測(cè)定儀器在井筒中測(cè)量獲得的各種數(shù)據(jù),以確定地層的巖石物理性質(zhì)。

利用地震數(shù)據(jù)得到的骨架和測(cè)定數(shù)據(jù)建立的初始模型,再利用深度學(xué)習(xí)技術(shù),就可以對(duì)地震測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與油氣場(chǎng)之間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行精確的刻畫(huà),從而對(duì)油氣儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)出來(lái)的油氣儲(chǔ)層參數(shù),就可以實(shí)現(xiàn)AI找油找氣。

基于油氣智能體把AI應(yīng)用到地震勘探領(lǐng)域,但深度學(xué)習(xí)需要大量帶有標(biāo)注的序列樣本,地震數(shù)據(jù)人工標(biāo)注成本高、質(zhì)量差,有時(shí)候甚至是不可能做到的。為了解決數(shù)據(jù)標(biāo)注的問(wèn)題,可以把地震知識(shí)融入到數(shù)學(xué)模型,建立模擬仿真,生成大量的斷層樣本數(shù)據(jù),這樣的仿真方法可以大幅度減少人工參與的程度,提升樣本標(biāo)注的效率。云計(jì)算的強(qiáng)大算力可以訓(xùn)練海量仿真樣本,實(shí)現(xiàn)基于A(yíng)I的地震解釋?zhuān)瑤椭鷮?zhuān)家提高解釋效率,所需的時(shí)間由原來(lái)的數(shù)個(gè)月可以減少到幾小時(shí)。

儲(chǔ)層預(yù)測(cè)是一個(gè)復(fù)雜的跨學(xué)科和多學(xué)科的問(wèn)題,利用油氣智能體進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)建模,并與專(zhuān)家知識(shí)進(jìn)行融合來(lái)解決這一難題。將地震解釋的結(jié)果與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、行業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行融合,通過(guò)AI進(jìn)行行業(yè)知識(shí)的表征,用以模型的推理,最后可以得到精確的儲(chǔ)層參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果。

油氣智能體在石油工業(yè)有著更加廣泛的用途,借助油氣智能體在上游的勘探、開(kāi)發(fā)與生產(chǎn),未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)智能油氣田,在中游的管道與儲(chǔ)運(yùn)可以實(shí)現(xiàn)智能物流和智能倉(cāng)儲(chǔ),在下游的煉化和銷(xiāo)售可以實(shí)現(xiàn)智慧工廠(chǎng)、智慧加油站等應(yīng)用場(chǎng)景。

油氣智能體將掀起石油工業(yè)的變革浪潮,人工智能正在推動(dòng)石油行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展和智能化發(fā)展。降本、增效、提質(zhì),AI將引領(lǐng)石油工業(yè)的未來(lái)。