石油与天然气行业寻求以规范性分析改进勘探与生产
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石油与天然气行业寻求以规范性分析改进勘探与生产
图像处理、机器学习与非结构化数据的集成分析将助力石油的发现与生产
匿名 2014年11月25日 星期二
美国将再次成为世界最大石油生产国的预期，似乎在今年已得到证实。我们正处于页岩气繁荣的时代，这在我90年代石油业萧条时期从事地球物理行业处理地震数据时，是只能梦想的事情。那时的业务相当不景气，但那种经济状况却推动了用于石油和天然气勘探与生产技术的精彩革命。当时的焦点似乎集中在交互性和集成性上。其核心是将各种数据汇集一处，并为致力于寻找和开发油气资源的地球科学家和工程师们提供运行在科学工作站上的强大交互式工具。
地质学家和地球物理学家依赖现有钻井的数据作为他们的地面实况。只有在钻探过的地方，我们才能直接了解地下的岩石组成和结构。但关于钻井的信息仅对一个非常小、界限明确的区域是精确的。地球很大，钻井成本高昂。因此有必要使用解释技术在钻井之间推断数据，这给分析引入了相当大的主观性。人们的愿望是以更高的清晰度和分辨率来可视化地下情况。长期以来，实现这一目标最具成本效益的技术一直涉及地震数据的成像。
一条经过解释的地震剖面。
源自 地球的物理资源：石油。经开放大学许可使用的 OpenLearn 片段，版权 © 2010。CC-by-NC-sa
地震数据是通过向地下引入声能，并记录声波在不同地层反射后返回地面接收器的结果而产生的。对数据进行数字处理可用于生成代表地下情况的图像。三维地震勘探是迄今为止为解释过程提供洞察力最具成本效益的方式。
典型的海洋地震勘探采集布局。
源自 地球的物理资源：石油。经开放大学许可使用的 OpenLearn 片段，版权 © 2010。CC-by-NC-sa
德克萨斯州和北达科他州丰富页岩层的产出，表明了该行业的技术应用得多么成功。我们不仅能够有效地定位此类难以发现的资源，而且水平钻井和水力压裂等开采和生产技术使得从这些难以开发的储层中进行高效生产成为可能。但该行业认识到需要向更高水平推进，并相信实现这一目标的入场券是规范性分析。
这将需要以集成方式分析大量结构化和非结构化数据的能力。该行业希望同时分析来自测井曲线、地震报告、井下及钻井和压裂作业期间收集的视频和图像流、各种现场传感器收集的音频记录、作业中收集的文本记录以及大量现场收集的数字信息。这是一个多学科交叉的领域，将解释不同数据集的不同方法结合为一个整体。图像解释将依赖机器学习和计算机视觉，从而实现对处理后数据的模式识别。
最终，规范性分析意味着能够从分析中推断出何时会发生什么，以及如何最好地准备和优化未来。就石油勘探和生产而言，人们希望能够更好地预测油田中各个油井的未来表现。公司将能更清楚地知道在哪里钻井，以及（也许最重要的是）不在哪里钻井。这确实是整个行业一直以来的目标，使得规范性分析似乎成为一个完美的契合点。
集成地震与钻井数据的三维可视化。
源自 地球的物理资源：石油。经开放大学许可使用的 OpenLearn 片段，版权 © 2010。CC-by-NC-sa
规范性分析的前景不止于此。通过创建从现场生产设备收集的数据的整体集成视图，可以更好地预测泵和其他机械的故障，并规定缓解措施以最大程度减少生产损失。规范性分析可用于预测管道的腐蚀和疲劳故障，并通过分析在管道网络内部运行的机器人设备收集的视频和其他数据，来规定预防性维护。
更好的决策意味着用更少的资源获得更好的勘探和生产结果，并对环境的影响更小。未来竞争的赢家将是那些最能利用技术进步，以最高效、最安全的方式开采、生产和将石油天然气输送到市场的公司。历来如此。