华为用AI穿越油气行业关隘,打造石油+IT新组合
人工智能贯穿油气产业勘探、生产过程,在量化决策、降本增效和增储上产方面成效显著,在决策一致、科学开发、高效生产等方面也起到了巨大作用,已成为油气行业发展的主要趋势之一。
华为,作为深耕油气行业多年的AI巨头,正在给出自己的解决之道。
自2018年华为发布全场景AI解决方案起,华为秉承“深耕基础,厚植技术”的理念,坚定在人工智能产业持续投入,目前拥有超过20+的硬件合作伙伴,500+的ISV合作伙伴,600+解决方案,20+城市基于昇腾建设人工智能计算中心,72个智能基座,70万+开发者,130万+的昇思MindSpore下载量。
基于此,华为以ModelArts一站式AI开发平台、DataArts 数据平台等平台为基础,以通用AI、知识计算等根技术为手段,通过盘古大模型、天筹求解器等工具助力,围绕业务的MLops,打造AI运营管理中心,通过提供全域感知服务、决策优化与控制服务、知识计算服务等,在油气行业的勘探开发、油气生产、炼油与化工、加油售油等细分领域积极探索华为的油气AI解决之道。
1、华为的AI之道
当前,华为与油气公司、合作伙伴共同推进,在地震大模型、井下评价可视化、油井生产优化等诸多勘探开发场景已实现了AI的成功应用。
以地震大模型为例,大量无标注的地震数据基础上,利用自监督学习技术,在华为盘古CV大模型训练框架下训练形成地震大模型,其中包含了丰富的地震数据特征,行业开发及业务人员无需从0开始训练,而是基于预训练的大模型做微调式的训练。这种模式使得地震AI模型开发周期大大缩短,从月级提升到天级,同时有效降低数据使用量和计算资源,模型精度也得到显著提升。同时,华为在此基础上还开发了层位解释和储层识别AI算法,应用于地层层位智能识别、走滑断裂识别、碳酸盐岩缝洞体预测等,大幅提升地质勘探预测研究的工作效率以及准确率。
井筒状态不可知、井下状态难以可视化,是油井生产的难点之一。针对井下工程质量和压裂效果评价缺少有效手段的痛点,华为联合合作伙伴共同开发AI井下评价可视化技术。目前,基于AI训练推理的射孔参数识别模型,能够大幅提升井下作业参数识别效率和准确度。
油井生产还面临着产量计量人工工作量大,设备维护成本高,工况诊断准确率低,智能方法面临“小样本”等挑战。此外,生产制度优化无法及时响应地层能量波动,产量、效率、效益动态不匹配,产生不必要能耗,设备空抽影响油井寿命等问题,也在制约油井进行高效高质的生产作业。对此,华为融合自动机器学习、对抗神经网络、知识图谱技术等,不断丰富和完善抽油机井工况样本,扩展抽油机井工况识别类型和工况趋势预测模型,来有效提高诊断结果的准确率,助力油井绿色高效生产。
●基于知识图谱的措施推荐:应用人工智能平台图谱工具构建区块、井、工况、生产措施等本体模型,从数据库、作业井史等抽取知识构建油井知识网络。同时通过专家总结经验,构建推理机,形成针对油井维护措施的知识图谱;根据抽油机井工况自动分析计算维护措施特征数据,通过维护措施知识图谱快速匹配对应措施处理建议。
●基于对抗神经网络的工况小样本扩充技术:针对断脱、双凡尔漏失、油管漏等工况类型的“小样本”问题,基于对抗神经网络,模拟真实工况类型特征,生成新的功图数据,达到建模样本数量充足、均衡的目的,全面提高工况诊断整体准确率。
而在为油气企业带来无限可能的同时,华为始终与行业客户、伙伴一路同行,依托华为全栈平台及产品能力,为油气全产业链提供智能化分析工具,支持企业决策者从海量的数据中洞悉规律、提高决策效率、提升管理水平,助力油气企业面向未来的智能化发展。
2、人工智能融入全产业链
首先来看国际石油公司,壳牌是发展人工智能技术的先锋企业之一。
壳牌在2018年就曾宣布,在全公司范围内大规模开发和部署AI应用程序,使其融入生产运营各环节,广泛覆盖包括油田、炼化厂、加油站等全产业链应用场景。
比如,在定向井钻井方面,壳牌与微软合作开发了Geodesic平台,它能通过机器学习和控制算法软件,提高水平井定向控制的准确性和一致性,提供更良好的油气层图像,帮助钻井人员更精确地钻入油气含量最高的地层。
人工智能还被应用于预测性维护,对潜在的风险进行提前预警。在欧洲最大炼油厂Pernis的案例中,人工智能的应用曾帮助壳牌规避多次可能出现的故障风险。
对人工智能的应用也继续向加油站领域延伸,打造AI加油站,借助人工智能提高加油站安全性,也是一大发展方向。
从壳牌的实践来看,人工智能在石油行业落地应用,显现出广阔的潜力。
3、“石油公司+IT企业”跨界组合
与互联网科技公司联手布局智能化转型,是顶级石油公司的通用策略。
2021年,壳牌、贝克休斯、微软和C3 AI公司合作,共同推出了“开放人工智能能源倡议”——Open AI Energy Initiative (OAI) 。
这是一个开放式的人工智能解决方案生态系统。同年,壳牌推出了三种新的人工智能应用产品,均可通过OAI获取。
它们分别是:壳牌液化天然气工艺优化器、壳牌腐蚀高级风险建模和分析产品、壳牌自主完整性识别产品。
壳牌表示,这些应用将带来显著的时间和成本效益,随着越来越多的应用加入OAI生态系统,期待同合作伙伴一起,为未来能源系统构建下一代平台。
除壳牌之外,几大国际石油巨头也都在人工智能领域有所布局。
埃克森美孚、雪佛龙选择与微软合作,开发智能云平台;bp投资Belmont Technology和Beyond Limits公司,研发人工智能平台“Sandy”;道达尔能源则和谷歌牵手,在油气勘探开发地质数据的处理分析领域探索智能化解决方案。
4、新型人才涌向石油业
智能油田、智能钻井、智能管道、智能炼厂......当颠覆传统的石油生产模式逐渐成为现实,新的机遇也正在这个过程中迅速酝酿。
目光转向国内,“三桶油”紧跟时代脉搏,与华为、阿里巴巴等展开合作探索,推动企业数字化转型升级,探索人工智能技术的研发和落地。
中国石油推出的“梦想云”平台,就是一个标志性成果。它由中国石油与华为联合打造,将人工智能技术用于生产实践,为油气勘探开发、科研、生产管理提供了智能化的分析手段。
目前来看,人工智能在石油行业的应用场景,以定制化解决方案为主,解决的是某个特定的工程问题。
它能将人们从繁重的劳动中解放出来,比如,使用智能生产装备,代替人工,实施危险作业及大量消耗体力的重复性劳动;研发专业软件平台,大幅提升数据分析水平,提高石油生产效率......
但人工智能还没有“人性”,无法取代人类进行复杂决策,也没有人类的创造力。
技术不断更迭,催生出很多新型人才需要。
中国石油大学(北京)就设立了人工智能学院,培养了首批油气人工智能人才。清北复交等国内顶尖高效,也都纷纷在学科建设中引入人工智能专业人才培养。
石油人将在人机协作中,找到自己新的位置。未来,已经到来。生活在当代的我们,或许还将见证很多意想不到的精彩。
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