石油石化行业如何通过数字化转型实现业务提质降本增效?

2023-09-21 17:13:00
陈 溯
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庞大的资产规模、复杂的技术体系、冗长的产业链条决定了石油石化行业的数字化转型不可能仅通过一种方式就能实现提质降本增效,必然是结合各个业务领域不同的发展要求,实现数字化对业务的改造升级。

在油气田勘探领域,主要围绕盆地、油气藏等勘探对象,借助数字孪生技术构建数字盆地,形成数据集成、知识融合、任务协同的研究环境。通过作业现场物联网建设,应用智能控制等技术,实现从井场调查到物探作业、钻探作业等地面、井下数据的全数字化显示、工况智能分析、远程监测和预警,转变生产方式,有效降低作业现场运营成本,提升安全生产、绿色上产的保障能力。

在油气田开发生产领域,主要是以建设「智能油田」为目标,利用物联网、大数据、人工智能等新兴数字技术,从现场作业、综合研究、业务管理、战略决策四个方面,推动生产方式转变和管理流程优化,实现现场作业无人化、油藏研究可视化、生产运营协同化、战略决策科学化。

在油气工程技术领域,主要围绕「油田研究」「钻完修井」「提高采收率」等核心业务搭建数字化应用场景。通过物联网、人工智能、大数据、云计算等数字技术的深度应用,形成以智能产品研发为核心的「产品+技术+服务」业务能力,塑造以数字技术为引领的工程技术体系,实现新技术的快速迭代和作业效能的持续提升,通过转型升级与商业模式创新全面推进业务高质量发展。

在油气田工程建设领域,以EPCI全业务链为核心,按照「大一体」的设计理念,利用物联网、大数据、人工智能等数字技术,以数字孪生为支点,全面构建基于模型的企业(MBE),实现全产业链条的一体化管理。通过唯一的三维模型和编码打通工程设计、采办、建造、安装等核心业务价值链,实现内部板块横向集成、外部供应链纵向集成、企业端到端集成,降低板块对接成本,提高劳动生产效率,防范质量安全风险。

在油气集输领域,建设智慧站场是管道传输企业数字化转型的重要方式。通过数字技术的深度应用,一方面,可以减少人员在危险区域(输气站场)的停留时间和活动人数,降低人员安全风险,有效提高巡检的广度和深度,提早发现系统运行隐患,提高设备的本质安全程度,减少因人员培训不到位或操作人员业务不熟练等人为因素导致的误操作,提高人员操作的本质安全程度;另一方面,可以减少站场办公和生活相关的建筑设施、场站辅助人员和运行操作人员的数量,在一定程度上减少投资和运行成本,由分散巡检模式改变为运检维一体化模式,集中调控、集中监视、集中巡检,进一步降低运营成本。

在炼油化工领域,主要以建设智能工厂为目标,推动企业的数字化转型。智能工厂主要包括互联感知、智能操作、优化运行和智能决策四个层面。互联感知主要是围绕设备装置、安全环保、生产控制、物流仓储、能源管理、生产作业、销售模式等业务开展工业互联网应用,实现数据实时采集;智能操作是在互联感知基础上,智能化地控制各生产业务单元;优化运行是通过数据分析,优化业务流程和控制参数,提升业务效率,降低业务成本;智能决策是利用大数据、人工智能等技术实现对经营决策的智能辅助支持。

在油气销售领域,主要以销售业务为核心,在数字经济、平台经济、「互联网+」等理念的指导下,依托数字技术,对油气贸销业务进行「互联网化」改造升级,将快消品行业的互联网营销理念引入油气这种大宗商品的销售中,实现对销售全流程的在线管理,拓展「线上+线下」相融合的销售渠道,提升销售业务量和销售效率。

【说明】

石油石化行业是油气行业和石化行业的统称,覆盖了石油和天然气的采掘、输送、炼制、销售整个过程,业务范围广,产业结构复杂。2014年以来,原油价格剧烈波动,国际石油公司在油气领域的科研布局纷纷转向以数字技术为支撑的提质增效方向。牛津大学模拟了前20项新兴技术对油气项目的经济影响,显示数字技术是最有潜力的高回报技术。据埃森哲预测,未来10年,数字化转型带来的油气行业价值为1.6万亿~2.5万亿美元。据IHS统计,自2016年以来,国际石油公司在数字化领域的投入呈几何级数增长。

【案例】

在油气田勘探领域,国内某油服公司自主研发的超高温高压电缆测井系统(ESCOOL),利用物联网实时自动采集及传输数据、自动控制等自动化技术,在面对复杂恶劣的地质环境时,能够准确获取地层各项参数,克服超高温、超高压和高速传输的技术难关,实时上传信息到地面,让油藏无处遁形。该公司现有钻井平台59艘、模块钻机,5座,平台关键设备的管理主要形。该公司现有钻井平台59艘、模块钻机5座,平台关键设备的管理主要是以人工巡检、自修、月检为主的计划性管理和维护,目前年维修成本约10亿元。海上钻井设备智能维护系统借助物联网、大数据、人工智能等技术,集成整合钻井设备的故障维护历史数据及实时运行状态数据,建立智能诊断模型,实现钻机等关键设备的故障智能诊断预测,避免非必要故障的发生,减少非生产时间,将钻机维修成本降低了10%

在油气田开发生产领域,渤海某海上油田通过提高海上平台的生产检测和优化控制能力,实现了对开发生产全过程的实时监测、远程操控、预警诊断、主动优化、协同运营和辅助决策。海上操作人员数量精简了20%,设备故障率降低了10%,百万人工时事故率降低了10%

在油气工程技术领域,某工程技术服务企业,通过对注采工艺及设备的深入研究,建成了覆盖数据采集、方案制定、跟踪评价、工艺调节、审批流转全流程的智能化注采技术体系,实现了注水、油藏、采油的有机联动,电潜泵故障预测准确率达82%,模型动态拟合率达85%,注水井生产动态报

警准确率达97.36%,有效改善了油田开发效果,为油田稳油/增油、控水/降水起到了关键作用。

在油气田工程建设领域,某油气田工程建设公司通过建设设计协同、可视采办、智能制造、仿真安装、数字交付等,实现了全业务链协同可视、产品服务数字化、决策全局洞察,打造了「智能工程」,使设计效率提升了20%,建造效率提升了20%,有效降低了海上安装作业风险。

在油气集输领域,20192月,广东某管道公司启动了数字化智慧站场建设工作,202012月,完成了试点站的数字化改造工作,首次运用数字化智慧站场设计理念完成了在役站场的改造工作,并在集团内首次实现了由传统运维模式向数字化智慧站场管理模式的转变。2021年,该公司实现了智慧站场建设优化提升,首次完成了数字化智慧站场区域建设工作,改造过程中,同步完成了智慧站场管理模式及制度体系的建立,为运检维一体化管理模式顺利实施奠定了扎实的基础。

在炼油化工领域,惠州某炼化公司按照「5G+工业互联网」的思路建设智能工厂,在厂区及周边建立了132.6GHz TDD基站和6700MHz FDD基站,实现了5G石化专网在500万平方米的炼化厂区的稳定覆盖,在厂区内下沉部署5G UPFMEC边缘计算云,满足了数据通信高安全、低时延的要求。通过AR远程协作、防爆机器人巡检、PDA终端作业指导、设备状态监测与分析预警、机器视觉监护等工业应用,使产量提高了3%5%,运营成本降低了20%,设备完好率达到99.9%,吨油能耗明显降低,预防维修率有效提高。

在油气销售领域,某天然气发电公司根据业务属性的不同,建设不同的数字化支撑体系。针对天然气「2B」端销售业务,依托自建的电商平台,实现了液化天然气(LNG)、管道气等产品的在线销售。截至2020年年底,累计线上交易量突破5000万吨,交易金额近2000亿元。对比上线前,客户量增长超过16倍,销售区域由原有的16个省市扩展到27个省市,合同签署过程由线下23天缩减至0.5小时以内。针对天然气「2C」端零售业务,建设「海气通」系统,构建了「气源-加气站-导流平台-物流公司-大车司机」生态圈。通过站联盟、车联盟、互联网平台联盟等的合作,仅一年多时间,便覆盖了全国近70%LNG重卡客户,服务LNG重卡加注450万辆次,累计覆盖自营和联盟加气站点500余家,有效提升了公司在天然气加注市场的影响力。

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