数字孪生技术在油气领域的应用

[中国石化报?2024-07-22]

数字孪生技术最初被美国宇航局用于准备太空任务，随着各行各业对技术的迫切需求，其应用范围逐渐扩大。对于油气运营商而言，数字孪生技术有助于实现以下目标。

1.预测性维护：数字孪生技术在油气行业最有益的应用之一是预测性维护（PdM）。数字孪生技术可以持续从物理资产中收集数据，并使用预测分析和机器学习（ML）算法来预测未来的性能。通过持续监控设备性能并将其与虚拟设备进行比较，操作员可以预测潜在的故障。

2.高效安全的操作：数字孪生技术可以显著提高运营效率，通过模拟各种操作场景，帮助团队了解不同的操作参数如何影响性能，并使用这些信息优化运营，提高效率和生产力。

3.优化资产：数字孪生技术使得油气运营商能充分利用关键的油气资产，如帮助油气运营商更好地了解油藏情况，并有效规划开采策略。

4.安全和应急准备：数字孪生技术可以通过多种方式提高安全性，帮助油气运营商优化操作程序并减少潜在风险。例如，在石油管道系统应用数字孪生技术可以预测潜在的泄漏或破裂，操作员能在故障发生前修复管道。数字孪生技术还可用于员工培训，在无风险的环境中真实模拟危险情况，以便员工学习新技能，并了解如何应对紧急情况。

5.可持续发展：在减少对环境的影响方面，油气行业面临越来越大的压力。数字孪生技术正是解决这一难题的宝贵工具。通过模拟运营及其对环境的影响，油气企业可以制定减少碳排放、管理废物和遵守环境法规的策略。数字孪生技术还可以模拟新法规或技术的影响，帮助油气行业随着技术的进步而不断适应新状况。

6.优化钻井作业：钻井作业复杂且成本高昂，数字孪生技术可以通过模拟各种钻井场景，并提供最佳策略来简化操作流程。例如，在钻井作业过程中应用数字孪生技术可以确定最佳钻井速度和方向，从而提高整体钻井精度。

7.油藏管理：油气运营商利用数字孪生技术可以实现对油藏的可视化，优化钻井策略并最大限度提高原油采收率，而且有助于延长储层的生命周期。

8.供应链优化：油气供应链非常复杂，维护团队可以利用数字孪生技术模拟整个供应链，深入了解运营和物流流程，并识别潜在的瓶颈。

9.新系统设计和测试：设计和测试新系统是一个成本高昂、劳动密集型的过程，但借助数字孪生技术，工程师可在虚拟环境中设计、测试和完善新系统，然后再去构建，能显著缩短开发周期，并提高最终产品的性能。

10.技能培训：数字孪生技术可以作为培训工具。例如，炼厂的数字孪生技术与VR技术集成后可为员工提供一个真实的环境来培训技能，从而提高安全性和产品整体质量。 （刘 云）