15大“智能”勘探開發(fā)技術提速油氣勘探開發(fā)力度

第第頁15大“智能”勘探開發(fā)技術，提速油氣勘探開發(fā)力度

自2023年，中國的油氣行業(yè)在保衛(wèi)國家能源安全的戰(zhàn)l背景下，呈現(xiàn)出全面提速和復蘇的景象，甚至吸引了國際投Z者的目光。然而，如何將這一切轉變?yōu)閷崒嵲谠诘漠a量增長呢？“科技是第一生產力”或許能夠回答一部分。

我國唐代著名詩人王維，在其不朽名篇《鳥鳴澗》中，用“月出驚山鳥，時鳴春澗中”詩句，形容寂靜春山之中，一輪明月可以驚醒歇息山鳥，引發(fā)群山間小溪的陣陣鳥鳴聲。而近期在國際石油行業(yè)，由于石油勘探開發(fā)新技術、新儀器、新裝備的涌現(xiàn)，世界石油行業(yè)，特別是海洋石油行業(yè)，面臨新的騰飛與突破，呈現(xiàn)一派“月出鳥鳴，春機盎然”的蓬勃景象。

如今，隨著我國經濟發(fā)展和城市化的不斷推進，能源消費在快速增長，石油天然氣對外依存度也日漸走高。在響應國家能源安全戰(zhàn)l下，“三桶油”紛紛做出回應。例如，中海油提出“七年行動計劃”，到2025年油氣勘探工作量、地下油氣儲量均“翻一翻”。

在這樣的背景下，我國油氣行業(yè)的復蘇和提速，也急需一輪“明月”，而這輪明月當屬“第一生產力”的科技。近三年來，國際石油公司在油氣勘探開發(fā)領域，從四項工藝范疇，大力引入與成功創(chuàng)新了15項新技術與新裝備，并在不同程度上取得現(xiàn)場應用初步成果。

這四項工藝范疇，包括地球物理勘探工藝、油氣地質與油藏工藝、石油鉆井測井裝備工藝，以及油氣田開發(fā)工藝等。具體說來，涵蓋“智能”地球物理勘探系列技術、“智能”油藏地質系列技術、“智能”石油鉆井測井系列技術，以及“智能”油氣開發(fā)系列技術。

地球物理勘探作業(yè)，是油氣田開發(fā)中的“尖兵”。所以，在地球物理作業(yè)中運用現(xiàn)今時代最為先進的技術，對于發(fā)現(xiàn)更多及更大的油氣田，有著舉足輕重的作用。本篇文章我們將從“智能”地球物理勘探方面分享國際上的新技術及應用情況。石油圈原創(chuàng)，石油圈公眾號：oilsns

一、使用“壓縮傳感勘探技術”的“智能”物探作業(yè)

米國石油界最先采用“智能物探”技術，在保證3D勘探圖像精度前提下，大力減少物探作業(yè)采集數(shù)據(jù)的數(shù)量，從而縮短物探作業(yè)周期，降低作業(yè)成本，提高石油物探作業(yè)效率。

米國公司的一項重要前沿技術，即為“壓縮傳感（CompressiveSensing）”技術。2023年以來，米國ConocoPhillips（康菲）石油公司開展“壓縮傳感（CompressiveSensing）”技術研究與應用，用以改進原有的常規(guī)3D石油物理勘探技術，獲得重要進展。

1“智能物探”技術背景

當前隨著油氣勘探目標的日益復雜化，要求地震數(shù)據(jù)采集更加精細化。雖然世界石油公司仍然采用高密度地震數(shù)據(jù)采集，以滿足地震信號采樣的要求，但是常規(guī)3D地震數(shù)據(jù)采集，采集周期較長，生產成本較高。

米國ConocoPhillips（康菲）石油公司利用“壓縮傳感勘探技術”，改進原有的3D石油地震勘探過程，在保持原有3D數(shù)字采集質量基礎上，縮短地震數(shù)據(jù)采集周期，降低地球物理勘探成本。目前已經完成商業(yè)應用。

2“智能物探”技術原理

所謂“壓縮傳感（CompressiveSensing）”技術，是近10年來世界上迅速推廣的一種計算機數(shù)字采集新技術。其原理是在數(shù)據(jù)采集過程中，通過設置相對較少的傳感器，采集相對較少的數(shù)據(jù)，利用各種數(shù)據(jù)手段，獲得盡可能多的原數(shù)據(jù)信息。

詳細說，在油氣地球物理勘探中，通過采集相對較少的數(shù)據(jù)，經過系列數(shù)學轉換，獲得更多與更清晰的地質剖面信息。

我們可以用智能手機照像作為實例，說明“智能物探”中“壓縮傳感”技術工作原理。常規(guī)智能手機照像時，拍照對象被均勻劃分為“千百萬個點”，也就是我們所說的照像機“像素”，以完成對物體影像的描繪。

而我們若使用帶有“壓縮傳感”技術的智能手機照像，則手機可以根據(jù)照像物體曲線的變化程度，與在整個圖像中的重要程度，自動劃分照像“像素”的密度，從而使同一照片在像素數(shù)量大為減少情況下，也能獲得高質量與高清晰度的照片。

3“智能物探”技術應用

由于“壓縮傳感勘探技術”進行地球物理勘探時，采集的數(shù)據(jù)相對較少，故作業(yè)周期短，施工效率高。而且還保障原有的3D地球物理勘探作業(yè)成果質量。

米國ConocoPhillips（康菲）石油公司，于2023年對此新技術進行商業(yè)應用。該公司在米國Alaska(阿拉斯加)進行的地球物理勘探作業(yè)，使用12纜深海物探船，拖纜間距為50m，而“雙源”觸發(fā)器間距為18.75m。

在物探作業(yè)中，該公司利用“非規(guī)則優(yōu)化采樣（NUOS）”方法，進行震源間距變化，從最小間距12.5m到最大30m，改變震源發(fā)射點，從而達到最優(yōu)物探效果。

此外，在作業(yè)中，采用該公司研發(fā)的“壓縮地震成像技術（CSI）”，包括“非規(guī)則優(yōu)化采樣（NUOS）”、混源采集技術、數(shù)據(jù)重建技術等，克服北極圈作業(yè)的環(huán)境與季節(jié)限制，獲得高分辨率的地層圖像。

二、“人工智能地震解釋”技術

關于人工智能地震解釋技術，最近的一次巨頭間跨界合作當屬去年5月份道達爾和谷歌云簽署協(xié)議，開發(fā)人工智能。協(xié)議的核心是開發(fā)一套能通過讀取地震數(shù)據(jù)信息（利用計算機成像技術）和自動分析技術文檔（利用自然語言處理技術）對地下進行成像解釋的人工智能程序。這套程序能讓道達爾的地球物理、儲層和地理信息工程師更快速高效地發(fā)現(xiàn)和評價油氣藏。

1“人工智能地震解釋”技術背景

所謂“人工智能地震解釋”技術，實際上是“利用機器人進行石油物探的地震成果解釋”。在當前世界各國的油氣田的勘探開發(fā)中，地球物理勘探的數(shù)據(jù)的采集量越來越大，越來越多被各種文獻稱之為“海量”數(shù)據(jù)。

伴隨這一現(xiàn)象，世界各大石油公司雇傭的石油物探解釋工程師也越來越多。這種數(shù)據(jù)量大，解釋專家多的傾向，導致石油物探作業(yè)成本居高不下，而且解釋周期也不斷延長，無法滿足世界各國勘探開發(fā)新的油氣田的要求。

2“人工智能地震解釋”技術應用

世界最早進行用于石油勘探的地球物理數(shù)據(jù)機器解釋的公司，為米國GeophysicalInsights公司。此公司位于米國Houston(休斯頓)，于2023年開始嘗試運用人工智能，進行物探數(shù)據(jù)解釋，公司開發(fā)世界著名的機器學習地震數(shù)據(jù)處理軟件，Paradise?。

米國GeophysicalInsights公司將機器人學習技術、大數(shù)據(jù)分析技術等，成功用于地震數(shù)據(jù)解釋、地層屬性分析，特別是直接用于薄層油氣藏解釋、直接烴類指示（DHI）等方面。由于機器人學習與解釋，減少地震解釋的不確定性，從工藝上推動國際上定量地震解釋技術的發(fā)展。

此外，以色列公司在如何開展“人工智能地震解釋”方面也值得參考。以色列的Paradigm(帕拉代姆)地球物理公司，其為當今世界最大的地球物理軟件開發(fā)與應用服務公司，在世界各國設有30多個子公司/代表處。

2023年，Paradigm公司應用“機器智能”與“無監(jiān)督處理”的多層神經網絡(UnsupervisedNeuralNetworks)，進行地層巖石屬性預測工作。這實際上是基于機器學習的地震解釋技術的探索與應用。Paradigm公司開發(fā)用于巖相分類的機器學習算法，嵌入SeisEarth解釋平臺，通過概率方法得到巖相數(shù)據(jù)體，以此描述巖相類型和分布。

以色列的Paradigm(帕拉代姆)地球物理公司的機器學習與解釋方法，不僅運行速度快，而且所需人力少。解釋過程中，可以在量化不確定性分析時減少猜測，提供更加穩(wěn)定的油藏描述結果。該公司于2023年，應用相分類的機器學習算法，重新對米國二疊盆地地層數(shù)據(jù)進行分析，從而獲得由各類巖性組成的3D地質體。

以色列Paradigm公司基于機器深度學習等人工智能技術的地震解釋，充分利用海量數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析，可大幅縮短模型處理時間。從而最終改善地震道屬性實時計算，以及復雜地區(qū)盆地視覺分析，達到獲得更精確的地下油氣藏信息，提高鉆探成功率的