5G﹢石油:工业血液迎来滚滚新潮

刘彤/张佳丽/吴皓琨/赵乐瑄
在数字化转型浪潮滚滚而来的今天,作为支柱产业之一,油气行业把数字化、网络化、智能化转型作为未来发展的重要战略方向。5G、云、AI等新一代信息技术的飞速发展,正为油气行业的数字化转型升级提供新的动力。

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石油作为一种十分重要的战略资源,从它出现至今约一个半世纪的时间里,深刻影响并改变了整个世界。对石油的追求,直接影响了世界各国的政治、经济、外交和军事政策。

如今,油气行业正把数字化、网络化、智能化转型视为未来发展的重要战略方向,随着5G、AI、大数据等新一代信息技术的飞速发展,为油气行业的转型升级提供了一条全新的进阶路径。

5G全面支撑油田开采建设

在数字化转型浪潮滚滚而来的今天,作为支柱产业之一,油气行业把数字化、网络化、智能化转型作为未来发展的重要战略方向。5G、云、AI等新一代信息技术的飞速发展,正为油气行业的数字化转型升级提供新的动力。

油气田通常分布于远离城市、地广人稀的沼泽、沙漠、盆地和浅海等区域,由于其工作环境和性质的特点,这一领域的控制管理和安全防护工作存在着诸多难题。解决这些难题,信息化手段无疑成为有力帮手。“如今打开电脑,动动鼠标,即可查看百公里外偏远油井的示功图、动液面、产液量等各类实时信息,不仅节省了人力物力,而且提高了工作效率。”正在远程监控显示屏前收录油井生产动态数据的采油队技术员如是说。在中国移动陕西公司延安分公司的助力下,延长石油集团油气勘探公司采气一厂打造了5G﹢无人值守“智慧油田”,中国移动陕西公司为企业提供包括净化厂、生活区以及6座集气站的通信和周界安防设施服务,通过智能化手段,构建一套智慧的安全生产保障系统,实现生产运行监控、实时数据采集分析、事件自动报警、事件应急处理等功能,助力转型升级。

通过5G无人值守,可实现生产安全一体化、作业区的监控数据采集,当人或车辆进入采气井作业区,发生异常情况时,会立即发出警报,联动各大队监控中心。当出现意外情况时,可以及时通知有关人员到现场进行妥善处理,并能详细清晰地记录所有事件经过,以便日后查对和取证。在突发事件中,调控中心也可以通过大屏观看对应采气井实况,实现远程指挥调度和应急指挥。

如今,这样的信息化应用正在走进越来越多的油田,为油气行业注智赋能,带来生产效率全面提升的同时,也让油田作业环境有所改善,让生产作业更加安全。

随着石油开采业的不断发展,当前石油公司正在向深水、盐下、非常规油藏等方向探索。在新的探索过程中,ICT技术发挥着非常重要的作用,各种场景的创新应用正在重塑油气行业。

对大庆油田来说,储量接替难、稳产压力大、降本增效的挑战正考验着其转型升级的能力。大庆油田公司勘探开发研究院原副总工程师张铁刚介绍,利用地震勘探技术寻找油气,成为公司的首选,“多做地震,少打井”成为油气行业新举措。但地震勘探和油田开发面临高精度、巨量数据处理的挑战。解决这个问题,“云”是不二之选。

5G、云计算、大数据等新一代信息技术赋能,是油气行业信息化建设、数字化转型必不可少的技术支撑。5G﹢“油”,智慧油田正在给油气行业注入新的发展动能。

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5G为石油运输配备“千里眼”

“头戴铝盔走天涯,头顶天山鹅毛雪,面对戈壁大风沙……”在脍炙人口的歌曲《我为祖国献石油》中,生动描绘了石油工人工作过程中昂扬的精神面貌,但同时也折射出他们的工作环境百般艰苦,且可能潜藏诸多风险。

石油运输是石油开采后的重要环节。随着经济的稳步发展,各行各业对石油的需求量越来越大,促使石油运输愈加趋于常规化。

公路运输是一个重要的石油运输方式,由于其相较水运、管道等手段更加灵活,因而具备不可替代性。但是,随着油罐车发车愈加密集,“安全”也成为亟待优化的重点。

2020年,全国首条5G石化运输智慧路在以石油化工为主导产业的辽宁盘锦正式开工。“车路协同”让这条公路“闪”起智慧亮点。据了解,通过“5G﹢北斗”车载OBU设备,可以对车辆实施厘米级定位及信息毫秒级传送,AI摄像头、气象传感器等RSU设备可实时侦测路况、气象等,再通过边缘云计算,让车和路的数据协同交互,让司机预知实时路况,让企业和监管部门了解到车辆的具体位置和行驶状态,预判并规避可能出现的危险。

此外,5G和车路协同技术为运输指挥中心和司机个人都配备了“千里眼”“顺风耳”。比如利用5G大带宽、低时延、广连接的优势,建立起了集监控调度、视频会商、现场图传等功能于一体的可视化指挥调度系统,并接入智慧城市管理中心,一旦突发交通事件,可以快速高效反应。再比如,司机若出现疲劳驾驶、偏离轨道、接打电话、吸烟等违规行为,车辆还会自动报警……这些都极大提高了石油公路运输过程中的安全系数。

管道运输也得到了5G的加持。石油天然气长输管道作为国家新时期能源战略的重要组成内容,在保障经济稳定、可持续发展中意义重大。天津开发区过境的塘燕复线、中航油津京输油管线、中航油津京输油第二管线共计19.36公里,肩负着保障北京原油、航空煤油供应的重要责任。为提升油气长输管道外部安全保护智能化水平,天津开发区在去年年底计划为其“穿”上“5G保护衣”。

智能无人机全自主油气长输管线巡检系统可以利用多种巡检方式,通过光学变焦、红外热成像吊舱,对人、车、静物占压、施工等场景进行智能识别,借助5G实时回传高清影像完成大数据分析,实现全程无人操控和全程实时预警。

另外,集合三大运营商基站,搭配智能化远距离昼夜监测一体化摄像机,可实现对半径1.5公里内的高后果区、重点区域7×24小时无间断监控。

安全无小事。5G与石油运输的交融,不仅有利于提升效率,还实现了全流程、各环节的主动安防,保证了石油随时都行驶在智慧路上。

5G赋能炼化迎来变革的“春天”

想让千家万户用上好油,车船飞机跑起来、飞起来,炼化是重中之重。现在,随着5G技术的应用,炼化也迎来了变革的“春天”。

我国5G技术发展不断提速,5G加快融入产业应用场景。5G不仅能够大幅提升各类信息的传播效率,同时能够有效减小时延影响。如果将5G应用到炼化中,可以有效满足产品生产过程中的质量需求与效率需求。

目前,我国炼化企业的ERP系统(企业管理平台)功能尚不完善,随着物联网技术与5G技术的发展,炼化企业在结合5G实施智能化发展策略时,需要不断提高互联网、物联网与炼化企业ERP的融合应用效率。并且,还要根据自身的发展策略建设炼化企业生产计划系统,将技术研发环节、生产制造环节以及销售环节紧密联系到一起,这样能够有效提升智能化发展策略的核心技术能力,并且能够促进企业管控能力、生产能力、决策能力与经营能力的持续增强,使炼化企业的智能发展模式更上一层楼。我国多数炼化企业处于智能化发展的数字建设环节,也就是针对5G技术的应用需求构建相应的辅助设施,这样能够帮助传统工业快速过渡到先进的智能发展模式,提升炼化企业的智能化发展变革速度。

中国石化集团茂名石油化工有限公司作为中国石化集团旗下规模第二、效益最好的炼化单位,是国家首批智能工厂示范点之一。茂名石化通过建设5G专网,在7大应用场景成功进行了测试,其中5G工地视频监控、5G无人机自动巡检和无人值守环境监测3个应用已打造成样品房,为样品转商夯实基础;同时,本项目中移动开通首条基于SA网络的APN网络通道,实现茂名石化内部平台与前端设备安全可靠连接。本项目的应用选取部分石化领域的通用痛点进行分析,试点成功后可快速复制推广至其他炼化企业,撬动亿元级5G炼化行业应用市场。

去年年底,中科炼化与中国移动广东公司在中科炼化厂区举行“5G﹢智慧能源化工战略合作协议”签约仪式,推动双方在智能制造、工业互联网领域业务与产业的结合,助力实现“智能工厂”的持续创新、实践和应用。中科炼化执行董事、党委书记吴惜伟表示,中科炼化作为中国石化系统内第一家全面基于工业互联网平台建设的智能化工厂,企业的战略、管控、业务运作等与信息化紧密结合,下一步将在5G、云计算、物联网、大数据等信息化技术应用上有所作为。中科炼化和中国移动广东公司达成战略合作,将充分整合资源、发挥各自优势、互惠互利、共同发展,在5G与智能制造领域优先合作,以厂区5G网络覆盖为依托,积极开展5G应用试点,利用5G技术促进中科炼化两化融合进程,推动双方在智能制造、工业互联网领域业务与产业的结合,实现“智能工厂”的持续创新、实践和应用。

5G为油气行业转型提供全新进阶路径

石油不仅关系到国计民生,还关系到国家安全与稳定。如今,随着5G等新一代信息技术的发展和应用,油气行业作为传统工业领域,同样发生着深刻变化。“数字化转型”成为不少油气公司的重要战略选择。

油气公司正通过现代信息技术与智能石油工程技术的有机结合,在各个环节应用控制系统进行智能化处理、快速整合,使这些信息资源得到最大限度的共享和有效利用。具体来说,5G可以实现生产运行数据、高清监控视频的实时传输,还可以对单井、管线、电力线、基站进行无人机巡检和精准远程控制,实现远程集中控制生产设备设施,实现少人或无人值守,减少一线用工数量。

2011年以来,为满足油气田大规模建设的需要,长庆油田广泛利用信息化技术,促使企业科研工作方式从传统的“人工﹢计算机”向“数字化、智能化”的大数据升级,企业的科研组织模式也从以往的“单兵单行作战攻关”向“全领域攻关协同共享”跨越。在数字化建设上,从资源、环境、决策支持3个方面,满足了大油田现代化管理研究和发展需求。

目前,长庆油田通过建立具有海量数据值、多条数据链的“数据服务中心”,不但建成了“标准化、实时化、可视化”为主题的场景式系统,而且数字化服务通过地面向地下延伸,目前已整合集成钻井、录井、测井、试油气、分析化验、油气生产等19个类别的基础数据两亿多条,智能化技术已介入一线值守、现场安全预警管控、员工远程智能培训、手持移动工具办公、油气藏智能攀岩分析等多个领域。

然而,5G在为油田行业转型提供大量技术支撑的同时,也存在一些问题和挑战,塔里木油田信息与通讯中心副总工程师杜永红表示,5G需要部署大量的微型基站,在油田发展受到频谱许可程序长、费用过高等因素制约。高速低延迟的5G网络将面临较大的安全隐患,大量的终端和应用为恶意代码及黑客提供了大量的攻击机会,为油田的安全生产和核心技术保密带来挑战。

专家表示,这需要从技术和管理两个方面进行探索与应对。一方面,研发新一代低成本物联网技术,使单井仪表及施工造价降幅达40%~60%,施工时间节约近半,后期运维成本可降低40%;另一方面,在管理上,进行物联网的统一规划、设计、建设和管理,实现多功能、多职责的一体化运行监管,避免重复建设、资源浪费和标准不统一。

数字化技术的最大魅力在于大幅提升生产效率并显著降低生产成本,而这正是传统的油气工业迫切想要达到的目标。信息通信业将持续运用强大的计算能力、数字存储、传感器等数字化工具,应用于勘探、开发、生产整个价值链,推动油气行业在新时代信息化发展中迸发出蓬勃生机。

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