工业4.0:石油和天然气行业的数字化未来

石油工业数字化

数字化已经在能源行业发挥着重要作用,但要让该行业真正拥抱商业的未来,还需要做更多的工作。

世界见证了技术的显着进步,再加上数字化成本的降低,正在被各个行业的各个层面所接受。在过去的两年里,世界比以往更加意识到数字化和互联互通的力量。石油和天然气行业在意识到这一点方面也不甘落后。

DHL 的一份报告指出,数字化将继续在石油和天然气行业的转型中发挥重要作用,到 2025 年可能会释放价值 1.6 万亿至 2.6 万亿美元的收入。尽管由于监管框架和数据标准化,行业已经采取了一些变化。

例如,转型战略、数字化流程、能源贸易和风险管理[ETRM]、客户关系管理 [CRM]、企业资源规划 [ERP]、文档管理系统 (DIAS),以及遗留系统的数字化、人工智能 [ Al] 和机器学习 [ML]。领先一步,工业4.0显然已经到来。根据 Facts and Factors 市场研究报告,全球工业 4.0 市场规模和份额收入预计将从 2019 年的 700 亿美元增长到 2026 年的 2100 亿美元,在 2021-2026 年的预测期内,年复合增长率为 17%。

工业 4.0 的重大影响在该行业尚待观察,因为它无疑将改变其以传统方式运作的过程。例如,当组织采用工业 4.0 提供的解决方案时,他们可以降低成本、最大限度地减少风险和人为错误、降低设计成本并专注于提高流程的效率。这些系统也变得更加灵活和高效,具有远为个性化的可能性。此外,根据麦肯锡的说法,有效利用数字技术,如云、物联网 [IoT]、移动性、人工智能 (Al)、虚拟现实 [VR]、大数据,而分析可以将资本支出减少多达 20%。在此背景下,迪拜赫瑞瓦特大学工程、地球科学、基础设施和社会学院石油工程研究主任 Ismail Labed 博士深入研究了工业 4.0 在石油和天然气领域的作用。

石油和天然气供应链

通过某些流程的数字化,石油和天然气供应链可以成倍地受益。例如,使用无人机等无人驾驶飞行器可以消除对难以进入位置的管道进行人工检查的需要,从而显着扰乱行业。这些也可以证明在气体泄漏等危险情况下是有益的,并通过即时数据收集和传输支持早期检测。此外,使用数据集成技术和跨供应链的信息共享,支持组织实时调整生产水平,基于来自存储设施的库存数据、分配率和预测需求。此外,云计算和物联网是两项关键技术,可以在石油和天然气供应链的每个阶段创建互联工具和人员网络。这样做的两个主要好处是远程管理劳动力和实时监控流程和设备。最后,整个供应链模型的数字化概览以某种方式将复杂的网络连接起来,从而提供对价值链的 360 度理解,以进行实时可视化、分析和优化。

探索阶段

3D 地震成像是油气勘探的重要组成部分。它使公司能够发现潜在的石油和天然气聚集并收集数据以评估复杂的地表地层。时间推移,4D 建模用于支持地震成像,因为它有助于整合生产数据并绘制特定储层中油气饱和度的变化图。通过结合地球科学数据标准化、高性能计算机和先进算法,公司正在开发新的工作流程,通过机器学习技术解释和分析地震数据。

此外,钻井数据管理是正在整合到石油和天然气领域的另一项技术进步。据报道,钻井数据管理系统市场近年来经历了大幅增长,预计到 2024 年市场规模将达到 83.8 亿美元,2017-2024 年的复合年增长率为 6.32%。此外,钻井工具的最新创新也在钻井作业期间产生大量数据。

随钻测井 (LWD) 和随钻测量 (MW) 等工具将各种数据实时传输到地面。此外,与各种传感器相结合的光纤现在被用于井管中,以记录石油和天然气生产过程中的流体压力、温度和成分等不同参数。

成品

炼油是石油和天然气生产的最后阶段,然后再分配给客户。也称为下游,炼油一般不涉及任何技术干扰。然而,使用混合模型、闭环生产(避免污染、优化)等技术来制定近期商业决策和预测分析可以显着支持石油和天然气组织增强其资产、实现碳减排和减少现场范围通过程序化技术使用能源。

因此,混合模型可以更容易地从炼油厂范围内的计划、调度和优化中受益。这些更准确的资产范围模型是定义综合石油化工流程的关键,可以进一步提高整个价值链的卓越运营。此外,炼油厂的数字化维护可以降低成本并确保高风险和潜在问题区域的实时数据。通过日常维护程序维持利用率对于提高盈利能力至关重要。尽管在资产利用率高的时期,大型维护周转通常会延迟,但炼油厂必须跟上日常维护,以防止意外停机。

全球石油和天然气行业正处于采用重大技术进步的门槛上,其中一些已经到位,另一些仍在探索中。该行业将在很大程度上受益于数字化和工业 4.0。然而,要取得成功,还需要政府、组织和学术界密切合作,建立系统和流程,显着支持行业的可持续发展。至于数字化,下一代需要在学术和实践上做好准备,以进入该行业的下一步。

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