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在日益復(fù)雜的石油和天然氣領(lǐng)域中，傳統(tǒng)規(guī)則不再適用。殼牌和英國石油公司等能源巨頭正感受到市場對這些重要商品的需求增長正在持續(xù)放緩。這意味著在未來，生產(chǎn)企業(yè)必須按照接近當(dāng)前的市場價(jià)格進(jìn)行生產(chǎn)。除了需求和供應(yīng)的動(dòng)態(tài)陷入停滯以外，行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)還包括：石油儲量的探測越來越傾向于非常規(guī)和偏遠(yuǎn)地域的資源。上游經(jīng)濟(jì)形勢的惡化則意味著生產(chǎn)企業(yè)需要更好地了解采用先進(jìn)技術(shù)來提升勘探和生產(chǎn)的效率。新興技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)，可以幫助生產(chǎn)企業(yè)在今天的任何時(shí)候做出更好的決策。這是一個(gè)商業(yè)加速器。這種數(shù)字化運(yùn)動(dòng)的早期采用者包括北海地區(qū)的挪威國家石油公司和跨越整個(gè)價(jià)值鏈的沙特阿美石油公司等客戶。生產(chǎn)企業(yè)需要采用創(chuàng)新技術(shù)，例如數(shù)據(jù)分析和可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和基于模型的分析。

預(yù)測性知識

能夠了解數(shù)據(jù)中不易察覺模式的工具（如機(jī)器學(xué)習(xí)）可以幫助生產(chǎn)企業(yè)更好地了解導(dǎo)致過程工藝問題和故障的情況。資產(chǎn)優(yōu)化必不可少的數(shù)據(jù)類型包括設(shè)備數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)、過程安全數(shù)據(jù)、條件數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)。通過正確的數(shù)據(jù)組合，可以采用規(guī)范性分析來防止、避免、延遲維護(hù)和停車。生產(chǎn)企業(yè)可以通過了解碳?xì)浠衔锪黧w的相互作用、工藝過程和設(shè)備以及調(diào)整操作策略的規(guī)范性策略來最大程度地延長正常運(yùn)行時(shí)間并節(jié)省資金。

隨著越來越多的傳感器和儀器被安裝在戰(zhàn)略設(shè)備上，資產(chǎn)數(shù)據(jù)不斷增長。要使非常規(guī)資產(chǎn)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)，生產(chǎn)企業(yè)需要考慮使用諸如機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，結(jié)合先進(jìn)的優(yōu)化建模來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為預(yù)測性知識的技術(shù)包括先進(jìn)的歷史數(shù)據(jù)、可視化系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和在線數(shù)據(jù)調(diào)和。

技術(shù)人才短缺

許多經(jīng)驗(yàn)豐富的專家已經(jīng)退休或離開了行業(yè)。經(jīng)驗(yàn)不足的年輕專業(yè)人員需要彌補(bǔ)因此而失去的幾十年的經(jīng)驗(yàn)。因此，需要采用正確的工具來實(shí)現(xiàn)知識自動(dòng)化，同時(shí)節(jié)省數(shù)百萬美元的成本。生產(chǎn)企業(yè)可以通過Aspen DMC3軟件中專利的自適應(yīng)過程控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)最大效益。該技術(shù)可以在后臺不斷調(diào)整多變量控制器，而不會對該工藝生產(chǎn)過程造成任何干擾，從而保持先進(jìn)控制處于峰值性能。

Suncor采用這種技術(shù)來替代經(jīng)驗(yàn)豐富的操作團(tuán)隊(duì)，提高了5%的產(chǎn)量，減少了用水量，降低了碳排放，并且獲得了數(shù)百萬美元的經(jīng)濟(jì)效益，以實(shí)現(xiàn)零資本支出的增產(chǎn)。激活換熱器設(shè)計(jì)軟件融合了兩種嚴(yán)格的建模環(huán)境，使過程工程師能夠同時(shí)優(yōu)化工藝過程和熱交換，而不需要傳熱專家的參與。利用該艾斯本技術(shù)，Petrofac可以通過最少的資本投資，將天然氣田的產(chǎn)量提高10%以上。嚴(yán)格的塔分析與先進(jìn)的3D可視化軟件有助于運(yùn)營工程師了解操作策略對塔水力學(xué)和性能的影響。這項(xiàng)技術(shù)幫助Tupras、Encana和ConocoPhillips提高了塔的可靠性。

過程知識

模型使企業(yè)能夠利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來整合儲罐、生產(chǎn)工藝過程、設(shè)備和經(jīng)濟(jì)性的相互關(guān)聯(lián)作用。通過先進(jìn)解決方案，艾斯本一直與一家位于阿拉斯加北坡的大型運(yùn)營商合作，將關(guān)鍵氣體壓縮機(jī)組的模型納入在線應(yīng)用。在短短幾周內(nèi)，通過增加產(chǎn)量就獲得了幾百萬美元的效益。艾斯本發(fā)明的嚴(yán)格建模軟件可收集運(yùn)營實(shí)際信息，以滿足高價(jià)值改善需求，進(jìn)而優(yōu)化運(yùn)營資產(chǎn)。動(dòng)態(tài)建模的易用性大大降低了這種方法的進(jìn)入門檻。Genesis集團(tuán)是一家面向上游運(yùn)營商的咨詢公司，將海上作業(yè)的典型開車時(shí)間從幾天縮短至數(shù)小時(shí)，從而增加了運(yùn)營收入機(jī)會。

艾斯本近期開展了一項(xiàng)研究，將流動(dòng)保證熱力學(xué)整合到一般工藝建模環(huán)境中，這項(xiàng)研究可幫助普通過程工程師更好地深入了解工藝過程。基于模型的分析還可以幫助運(yùn)營商在非常規(guī)作業(yè)中做出更好的選擇，因?yàn)樵絹碓蕉嘈绿矫鞯挠蜌赓Y源都位于難以開采的偏遠(yuǎn)地區(qū)。一家位于阿拉斯加北坡的大型運(yùn)營商已經(jīng)與艾斯本合作，在變幻莫測的環(huán)境條件下解決氣體壓縮的復(fù)雜性，從而產(chǎn)生非常顯著的生產(chǎn)效益。另一個(gè)例子是，在頁巖油生產(chǎn)中，易于配置的水力學(xué)分析支持短周期非常規(guī)作業(yè)的動(dòng)態(tài)模擬分析。根據(jù)集油管網(wǎng)的工藝約束和可能性，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要確保在正確的時(shí)間鉆井。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)改進(jìn)資產(chǎn)，以改善整體的可操作性、可維護(hù)性和正常運(yùn)行時(shí)間。通過反饋循環(huán)獲得的過程運(yùn)營知識可以運(yùn)用在下一個(gè)類似的資產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目中。遵循這一概念，埃克森美孚公司與艾斯本合作，開發(fā)出完全可重復(fù)、快速、概念化的設(shè)計(jì)環(huán)境。這樣，客戶能夠?qū)⑿碌囊夯烊粴馍a(chǎn)設(shè)施的資本支出成本降低25-50%，并將概念設(shè)計(jì)時(shí)間縮短數(shù)月。在艾斯本的ACCE估算系統(tǒng)中，例如易于計(jì)算、結(jié)果準(zhǔn)確的特定于模塊化構(gòu)造的成本核算模型以及基于體積模型的概念估算，這些開創(chuàng)性的技術(shù)正在采用這種方法來收集已完成的項(xiàng)目作為成本模型。這些成本模型可以在類似情況下重復(fù)使用。整體經(jīng)濟(jì)性可以將過程模型快速轉(zhuǎn)換為總體安裝成本，而企業(yè)可靠性分析可根據(jù)資本支出和運(yùn)營支出成本投資對單元、系統(tǒng)、廠區(qū)或企業(yè)的可靠性進(jìn)行可擴(kuò)展分析。

上游業(yè)務(wù)的靈丹妙藥

為了減輕上游經(jīng)濟(jì)形勢的壓力，生產(chǎn)企業(yè)需要先進(jìn)的技術(shù)來提高勘探和生產(chǎn)的效率。正確的技術(shù)工具可以將數(shù)據(jù)和模型轉(zhuǎn)化為預(yù)測性知識并將知識自動(dòng)化，以彌合上游差距，從而獲得數(shù)百萬美元效益。除了提供利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的機(jī)會之外，模型也可幫助運(yùn)營商做出更好的選擇，因?yàn)樵絹碓蕉嘈绿矫鞯挠蜌赓Y源都位于偏遠(yuǎn)、難以開采的非常規(guī)地區(qū)。為了獲得整體可操作性、可維護(hù)性和正常運(yùn)行時(shí)間的全部效益，生產(chǎn)企業(yè)需要不斷改進(jìn)其資產(chǎn)。實(shí)際上，正如埃克森美孚和挪威國家石油公司所發(fā)現(xiàn)的那樣，上游運(yùn)營商有很多機(jī)會獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并提高決策靈活性，以獲得全球競爭優(yōu)勢。