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海上石油“数智化”重构用科技重构海上石油生产运营全流程，从助力企业降本提质增效、保障国家能源安全，乃至推动全球海洋文明发展等方面都有重要价值。
文 | 本刊记者 王秀强千百年来, 人类对海洋文明的探索与发现不曾止步。
从农耕文明时代的江河探索、商业文明时期的海上商贸的繁荣、到大航海时代的世界秩序重构，海洋文明在历史的演绎中影响人类文明的兴衰。
海洋对人类而言不仅是渔人之利、舟揖之便，还有“蔚蓝色”的智慧。
美国著名海洋史学者林肯·佩恩在《海洋与文明》一书中认为，海洋史是世界史的一个分支，包括船舶制造、海上贸易、海洋探险、人类迁徙、海军战争等诸多主题。
及至近代，海洋不断为人类文明的传承拓展商贸合作、技术研发、资源开发的边界。
这其中，石油是海洋对人类最珍贵的馈赠之一。
1947年科麦吉石油公司在墨西哥湾路易斯安娜地区14 英尺水深中,建造了世界上第一座钢结构固定平台，并安装了离岸油井。
这是当代海洋油气工业开发的开端。
时至今日，数万个海洋石油平台如繁花般点缀在全球蔚蓝色的海域。
海上石油勘探开发生产技术日臻成熟。
伴随大数据、云计算、人工智能等现代信息技术持续迭代，现代石油工业正在与数字产业深度融合，成为推动中国实业振兴、迈向全球价值链高端的重要驱动力。
海洋石油生产平台不再是一个个信息孤岛，泛在感知、万物互联、海陆互通的数智化生态正在形成。
在国家“促进数字经济和实体经济融合发展”的战略下，中国海油垂先示范，编制《数字化转型顶层设计纲要》和《智能油田顶层设计纲要》，以秦皇岛32-6油田为试点，将“云大物移智”的技术精髓融入老油田生产，通过数智赋能、流程再造，在渤海湾重塑一个现代化、数字化、智能化新油田，开启中国海油海上油田数智化时代的新纪元。
油气数智化转型：国家战略、企业共识推动数字经济与实体经济深度融合是国家的重要战略选择。
数字化转型催生企业发展新业态新模式，已成为全球产业变革和企业结构调整的核心要素。
2019年以来，党和国家高度重视数字化转型工作，习近平总书记在多个重要场合对数字经济、智能制造、工业互联网和网络安全等工作提出了新要求。
数字化技术在海洋石油平台结构完整性管理中的应用摘要：海洋石油平台全生命周期数据结构完整性分析。
阐述了数字技术在工程建设和生产运行中的应用。
利用三维设计和可视化功能为平台结构提供一个数字化平台。
通过工程实例验证数字技术的可行性和有效性，实现施工阶段的生产转移到数字化运行，确保平台处于安全可靠的服务。
关键词：平台结构；数字化技术；数据结构1 工程建设阶段的数字化技术应用1.1总体目标（1）在研究的早期阶段，通过数字技术，对设计规范、设计文件的管理，设备制造，运输和安装数据，比较施工阶段从早期阶段的研究资料和数据分析，变化和理性，继续推动该研究的早期阶段设计工作的改进。
（2）对生产操作，通过数字技术，对施工阶段的数据整理和分类，结构化处理所需的生产运行参数，通过数据通道，完成数字转换，操作人员可以方便的查询到需要的生产数据。
1.2数据库架构设计（1）采集层根据工程设施信息规范和编码规则，收集和存储海洋石油平台建设和运行期间的数据，并将其存储在数据库中。
（2）处理层。
通过项目设计文档在运行过程中的信息集成平台、调度、邮件和监控管理任务，将相同的信息存储到数据库中以跟踪。
（3）应用层。
通过数据显示应用文档和信息门户，用户可以方便地查询、存储在数据库中，并配备了一个专业的用户团队来回答问题。
1.3数字化移交功能数字传输功能旨在提供完整、准确和一致的数据信息，包括工程设计、施工、海上安装和基线测试，并为生产运行和维护提供数据支持。
主要工作包括：数字传输（1）开发数据采集、编码阶段模板规范和移交清单，完成数据库的初始化，以及承包商和服务提供商要求的制备；（2）实施收集，阶段平台结构数据录入、质量控制和加载到数据库中；（3）基线平台检测、数据审核和最终结果完成阶段完成交货。
工程数据要改善和规范数字数据传输的转移，提高数据质量，为工程建设期间的运营期、过渡期的运营奠定良好的基础。
此外，数字系统通过启动版本跟踪和在线审计，可以实现无纸化办公，提高工作效率。
当前，以人工智能、大数据、物联网、云计算等数字技术为代表的第四次工业革命正在开启数字化新时代，成为各行业实现降本增效的重要手段。
在全球经济波动和油价震荡形势下，国际石油石化公司纷纷寻求借助人工智能技术的高赋能属性来增强企业竞争力。
埃森哲在《能源技术愿景2019》报告中指出，分布式账本技术、人工智能、虚拟现实和量子计算 4 种技术将有潜力改变油气行业未来，其中人工智能带来的影响最为显著。
一、石油行业的人工智能应用现状油气行业数十年来一直是数字化技术应用的实践者和受益者，但在此次人工智能浪潮中已经明显落后。
在油气价格长期低迷的形势下，石油公司正在寻求利用数字化技术来改进传统业务流程、创新生产模式和商业模式，而人工智能将成为引领本次行业变革的关键技术之一。
普华永道预计，到2025 年，油气公司通过将人工智能应用于上游业务，可节省 1000 亿至 1 万亿美元的资本和运营支出。
（一）国外石油企业以壳牌、英国石油公司（BP）为代表的国外大型石油企业正在积极与IT 企业进行合作，壳牌、埃克森美孚和雪佛龙均选择与微软合作，道达尔与谷歌携手，BP 则更青睐初创技术公司。
目前各大石油公司在智能油田建设方面已经初具成效，正逐步推动中下游业务领域的智能化建设。
壳牌将机器学习、计算机视觉、自然语言处理技术广泛应用于上游、炼化、管输和零售业务，取得重大成效。
如运用实时传感器数据、大数据分析和机器学习进行预测性维护，比传统建模效率快1000 倍。
销售领域的润滑油智能客服，能够全天候应答客户提问，提供自动交互式的产品服务建议。
壳牌正在利用C3 Io T 物联网技术、微软公司的Azure 云平台、Bonsai 公司的人工智能工具持续开发、优化人工智能应用，不断提高企业智能化水平。
BP 公司2017 年启动以人工智能驱动的数字化转型。
目前已在油气勘探开发、生产、炼化和销售方面部署人工智能技术应用，其人工智能和认知计算平台可以运用机器学习和专家知识，为全业务链提供业务优化、流程自动化和决策支持等应用。
海洋石油平台智能化发展趋势分析摘要：市场经济快速发展，社会不断进步。
随之海洋石油平台智能化系统架构也被提出，以建立大数据系统为基础，以开发专家系统为核心，发展工艺流程管理系统，设备设施管理系统和设备故障诊断系统，逐步实现海洋石油从自动化、数字化转型为信息化、智能化。
文章从当前海上油气业务智能化现状及未来发展趋势进行讨论,针对后续发展中可能遇到的问题进行分析,为我国海洋石油智能化建设提供了发展思路。
关键字：海洋石油平台；智能化；大数据一、海洋石油行业智能化应用现状智能化是指事物在计算机网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，所具有的能满足生产的各种需求的属性。
智能是指一个连续的过程，从感觉开始，然后到记忆，最后到思维这一系列的连贯过程。
行为与语言之间的协作体现了智能化的能力，因此合称为“智能”。
智能的第一个特点是具备感知能力，产生智能活动的前提条件与必要条件是可对外部世界进行直接感应并获取信息；再者是应备记忆及思维能力，可对感知后的外部的信息储存。
然后利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较等一系列动作，具备学习能力与自适应能力，通过与环境的信息交互，对外界环境进行判断并对自身的行为进行调整，不需要任何人或机械的指导；最后，是具备决策能力，依据所获取的外界信息做出反应和决策。
近年来，海洋石油油气行业中数字化技术应用也逐渐广泛起来，但对比国外先进技术在此次人工智能浪潮下已显得较为落后。
目前，海洋石油公司也一直在寻求利用数字化、智能化技术对传统业务流程、创新生产模式和商业模式进行改进，智能化也将成为引领本次行业变革的关键技术之一。
二、行业趋势分析过去数年，国内外石油石化企业相继开展了人工智能技术的应用探索，大致可分为预测维护、过程优化、安全预警和认知分析四类。
但总体来看，智能化技术在石油石化行业的应用主要还是以点状形式存在较多，尚未形成全面推广。
三、海油石油智能化应用实践中国海油作为国内最大的海上石油生产商，一直高度重视智能化技术的发展及应用，积极发展推动中国海洋石油业务与人工智能化技术的融合，目前已在部分业务领域开展试点及应用。
中海油EDIS数字化成果应用及实践
作者：张森
来源：《科学与信息化》2018年第09期
摘要经过多年的建设推广，中海油EDIS数据库积累了大量的数字资产，如何将数字化成果更广泛地应用到设施设备的运维管理，产生实际效益，其应用方法和情景需要不断研究、挖掘和实践。
本文对EDIS数字化成果的基本应用和扩展应用进行了介绍，并在平台改造项目中进行了应用实践。
关键词 EDIS；数字化；数据价值；数据应用前言
为了科学管理公司庞大的设施资产，降低运营成本，2009年，中海石油（中国）有限公司（简称中海油）工程建设部牵头开发建设了EDIS（工程数字化信息管理系统），这是中海油建设数字油田的重要组成部分。
截至2017年12月，累计完成设施数字化376个，所有新建设施都纳入了数字化管理。
随着EDIS数字资产的累积，为了发挥其数据价值，为油气田的生产运营、安全环保和完整性管理提供数据支撑[1]，助力新工程的设计和建造，我们对中海油EDIS数字化成果应用进行探索和应用实践。
1 EDIS成果数据简介
EDIS成果数据目前主要包括设施工程建设阶段从设计、建造、安装到投产阶段的工程信息，主要包括工程文件、工程模型、工程数据三大类：
（1）工程文件：整个工程建造阶段，从预可研到投产的技术文件，包括设计文件、建造完工文件、设备采办文件、调试记录文件等；
（2）工程模型：工程设计建设阶段的三维布置模型、工艺计算模型、结构计算模型、智能P&ID图、三维可视化模型。
包括原生格式模型和浏览模型（不可编辑）。
（3）工程数据：工程阶段的设施和设备属性数据和设备位号关联关系表（位号与设备相关技术文件的对应关系）。
工程数据通过校审和处理后导入到EDIS数据库中。
用户可以在内网上登录，进行工程位号、模型与工程文件的关联查询以及相关资料的下载和使用（根据用户权限）。
2 EDIS成果的应用
2.1 EDIS的基本应用
（1）智能档案资料库
档案资料库是EDIS的基本功能，EDIS提供了便捷的在线数据查询方式，通过登录系统用户，根据用户权限的不同，可以对数据库的特定数据类型进行查询和下载、进行模型漫游及关联属性获取。
目前EDIS数据库提供几种较为灵活的查询方式：精确查找、模糊查找、模型关联查找、智能P&ID关联查找、改造项目专用目录、最新图纸专用目录。
（2）员工培训
利用EDIS数据库，设计相应的培训场景，进行员工培训，改变了传统的培训方式，让新员工更全面的了解设施设备相关信息的同时，在模型中获得仿真现场的体验。
以新员工培训为例，可利用EDIS数据库可进行现场介绍、主工艺流程介绍、设备布置及操作演示、详细技术讲解、安全逃生演示等培训。
（3）协助应急管理
利用EDIS数据库协助进行应急管理。
利用三维模型，模拟逃生路线和应急集合点，协助人员落水、漏油、溢油、火灾等应急方案制定。
（4）动画演示与模拟
EDIS数据库中具备原生格式的三维模型，以此为基础可快速建立三维演示动画，用于建造模拟、吊装运输模拟、协助方案制定、企业介绍宣传等。
2.1 EDIS的扩展应用
（1）数据共享
通过系统接口，与企业在用其他系统进行对接，实时共享设施设备相关信息，实现数据来源唯一，一方收集多方共享。
目前EDIS系统已经与中海油内部的Maxim系统，完整性管理平台、主数据管理平台等系统实现了对接。
（2）基于模型的扩展应用
基于EDIS系统的原生格式模型进行深度开发，结合专家系统和相关计算软件，对模型中的关键设施和设备进行监测、评估和预警。
目前已经开发了“结构状态评估系统”，对特定的海上平台结构进行投入运营到废弃全生命周期过程的管理。
当平台发生改造、损伤、载荷变化、极端恶劣环境条件分析、延寿及应急响应时，实现对平台结构快速、连续及动态评估。
3 在东方CEPD平台改造项目中应用实践
东方1-1 CEPD改造项目是新建东方1-1 WHPF平台的生产物流，经由海管运输到东方CEPD中心平台进行处理，需要在东方CEPD中心平台进行相应改造。
改造项目组在前期阶段就借助EDIS系统进行本改造项目的方案确定及详细设计。
3.1 工艺流程确定
工艺专业设计人员登录EDIS系统，查看CEPD平台的智能P&ID图纸，分析相关的工艺流程。
用智能关联功能查看设施处理能力及原设备参数。
经过初步评估，原设备满足系统新增物流处理要求，改造工艺方案初定为：在东方CEPD中心平台增设一台收球阀和段塞流捕集器，对相应管线进行改造。
在EDIS数据库中下载CEPD平台的原始工艺及设备资料（包括图纸、报告、数据表、设施设备属性、厂家资料等）。
经过对原设备核算，确定新增收球筒和段塞流捕集器的具体参数。
在EDIS下载的可编辑工艺图纸上进行改造流程图PFD和改造工艺仪表图P&ID的设计及出图。
3.2 确定总体专业布置
在EDIS数据库中打开CEPD平台模型，在模型中进行模拟现场调研，查看各层甲板及设备布置情况。
在模型中测量甲板及设备空间，结合设备布置原则（危险设备布置在危险区；同类设备集中布置；配管接入对接便捷），在模型上进行放样。
初步确定在主甲板的西北角扩宽甲板面积布置新增的段塞流捕集器。
在下层甲板的南侧扩宽甲板面积，布置WHPF平台的立管和海缆上岸位置、F平台收球筒、变压器间、开关间、应急开关间、二氧化碳间。
在最新状态图纸目录里下载最新的总体布置图，在图面上进行初步总体布置设计。
3.3 机械校核及改造
本改造需对新增清管球接收器和段塞流捕集器进行选型。
在EDIS系统中查找其他平台类似设备并下载相关厂家资料和采办信息（需业主管理方授权）结合改造工艺及业主要求，确定设备型号。
根据设计要求，需对CEPD中心平台的湿气压缩机进行校核。
在EDIS系统中打开湿气压缩机的设备属性窗口，获取基本属性数据，通过关联功能找到厂家资料查看设备的详细设计参数，经过校核出具校核报告。
本改造要对应急发电机和透平发电机排烟管进行改造。
为了确定烟管布局，在EDIS系统模型中进行放样，有效避免对电缆和管道的碰撞和影响，避免设计反复修改。
3.4 结构计算校核
根据总体改造方案，结构专业设计人员在EDIS系统下载SACS原生模型，在甲板模型上进行外扩甲板设计。
根据机械设备选型对模型进行加载计算，经计算和调整，结构承重符合设备布置，根据计算结果，在最新的结构布置图上进行详细设计。
3.5 安全专业校核
在EDIS系统中查看得知CEPD平台目前有一台电动消防泵及一台柴油消防泵，两台排量都为436m3/h。
本次改造需新增对收球筒及段塞流捕集器的水喷淋系统，所需消防水量为159 m3/h和378.5 m3/h，改造后所需要的水量都没有超过任意一台消防泵的最大排量436m3/h，改造后消防泵排量能够保证平台的消防喷淋要求。
3.6 其他专业校核与设计
其他与改造有关的电仪讯、暖通、防腐等专业结合EDIS系统的文件及模型完成相关的设计工作。
3.7 三维协同设计
配管专业在EDIS系统中查询原平台的管道阀门的属性参数（标准、压力、管径等），结合改造工艺要求，确定配管规格。
三维协同设计工作组在EDIS系统上下载PDMS原生格式模型，根据配管规格和桥架型号等完善PDMS建模数据库。
各专业在PDMS三维模型上进行三维协同设计，包括设备细化、桥架布置、配管和支吊架设计等。
设计人员可以进行实时碰撞检查及设计优化。
根据项目需要，设计模型可更新到EDIS系统中，现场人员可以在线审查模型，并提出修改建议，设计人员进行优化。
3.8 三维出图
三维协同设计完成后，各专业可根据各专业出图要求在PDMS中进行三维出图。
如抽取总图、管线ISO图和支吊架详图等。
3.9 施工方案确定及培训
施工方利用EDIS的三维环境进行施工方案的确定：新增结构可采用海上建造及施工的方式。
新增立管、电缆护管和断塞流捕集器等设备利用浮吊进行安装。
施工安全主管利用EDIS三维模型给即将上平台施工的人员进行培训，如施工步骤拟定、设备周边环境查看、工艺流程查询、消防系统查看、逃生路线及应急方案介绍。
3.10 经济效益
本项目使用EDIS成果进行改造设计，利用EDIS完整准确的一体化工程数据和模型，协助方案制定、专业设计和建造施工。
直接减少了现场调研（约45人工/天），图纸收集、描图及扫描（约76人工/天），建模（约132人工/天）等工作量，给项目带来一定的经济效益。
4 结束语
目前，国内大部分石油企业的设施信息化建设还处于数字化的基础建设阶段，投入了大量的人力和资金，随着该工作的持续推进，数字化成果的应用和效益必将受到更大的关注。
对数字化成果的应用进行实践、推广和深化挖掘，使数字化成果真正为生产服务，提升公司管理水平、增强公司软实力，有利于数字化建设工作的推广和普及。
随着大数据和物联网等新技术的引入应用，EDIS将打破专业和管理边界，进行全面的数据共享；通过联合专家系统和知识库，实现准确高效的预测预警能力[2]，提高科学决策水平和管理运营能力。
EDIS系统将从“数字油田”迈向“智慧海油”，其应用将全方位融入生产和管理，应用效益更加显著。
参考文献
[1] 魏国.关于我国海洋石油工程的信息化及发展趋势的探究[J].信息系统工程，2016，（5）：128-128.
[2] 刘劲松.数字化油田建设效果与应用前景分析[J].中国化工贸易，2017，（12）：239-241.。
