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石油地质数字孪生的特点及目标

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往期文章《石油地质数字孪生概述》中阐述了常规数字孪生的基本概念和发展历程,并深入探讨了其在石油地质领域的具体应用与技术支撑。本文重点阐述石油地质数字孪生的特性及其实现路径。

1、石油地质数字孪生的特点

基于石油研究对象及业务特点的不同,《石油地质数字孪生》相较于常规设备类数字孪生具有显著区别。这些区别主要体现在以下几个方面:

1.1 对客观实体描述的不确定性

传统的数字孪生一般是针对明确的目标设备或实物对象进行建模。此类实体通常采用确定性的方式进行描述。然而,在石油地质研究中所关注的对象——地下结构单元——由于其不可见性和复杂性,在这种情况下其描述本质上是由研究者的主观认知所主导,并且始终伴随着高度不确定性。随着对地下结构单元认知程度的进步,在这种情况下我们只能说我们只能不断地逼近真实的客观状态。

1.2 对客观实体描述的动态性

对地下地质体的描述是伴随石油勘探开发业务的发展而逐渐深化的过程,在这一过程中"客观"这一特性表现出显著的变化特征与常规实体相比其主要表现在于存在多值性等明显差异为了适应工作进展需求必须持续更新地下地质体的相关描述

1.3 数字孪生建立与运用的同步性

传统的数字孪生系统通常会先构建一个基础的数字孪生架构,在这个过程中逐步建立起相应的数值模拟模型,并与实际工程情况进行实时数据对比验证。相比之下,在油气资源勘探过程中逐步建立起相应的数值模拟模型,并与实际工程情况进行实时数据对比验证。这种动态协同机制不仅体现了理论研究与实践应用的统一性而且有助于提高整个系统的可靠性和准确性。

2、石油地质数字孪生的实现目标

研究对象埋藏于地下,在技术和设备有限的情况下难以进行精确观察和详细记录。石油地质数字孪生作为一种新型技术手段,则可使地下 geological体的形态、分布及物理特性等特征实现数字化模拟与分析。该技术可使地下 geological体的形态、分布及物理特性等特征实现数字化模拟与分析,并为油田开发中的诸多关键技术难题提供解决方案。

2.1 对地质对象进行更准确的描述

只要具备测量与描述的能力,则能实现改进的价值;这始终是工业领域的核心原则,在石油勘探开发中亦然如此。不论从事何种工作的开展,则需以透彻理解的对象为基础,在地物探测过程中必须经过精确测定并详细记录各项属性指标、关键参数以及动态变化特征,并在此基础上确保在工作中实现精准分析与流程优化。

传统的做法通常是采用单一维度的描述来刻画地质体,在各个维度的信息之间缺乏有效的联系性连接,在展示形式上同样存在不足。

石油地质数字孪生能够全方位、具象化和精确地描绘地下地质体。在过去的简单描述基础上,在多个业务维度上进行联合性提升后,则能够实现全三维描绘的同时,并列关系下还具备时间维度上的四维动态描绘能力。与此同时,在实际应用中可依托数字孪生技术配合物联网与大数据系统优势,在采集有限数量物理传感器指标直接数据的基础上,并结合大型数据库资源的支持运用机器学习算法推演出部分难以直接测量的关键参数与数据信息。

2.2 达到更全面的分析和预测能力

这些工作均基于对地质体的分析与预判。其中对未来变化趋势及指标预测起到关键作用。通过传统的方法难以实现全方位的预测分析。而数字孪生则结合物联网的数据采集、大数据处理以及人工智能建模等技术手段,在准确把握当前状态的基础上总结以往问题并展望未来发展趋势,并通过结果模拟各种可能性从而为决策提供详实依据

2.3 实现工作过程的建模及标准化

石油勘探开发的过程是由一系列相互关联和相互依存的业务环节构成的。这一过程不仅体现了对地下地质体认识的深化与提升。通过数字孪生技术的应用,石油地质勘探开发与地下 geological体的认识实现了有机统一。

在石油工业中所有的工作都遵循一定的行业标准和规范实施, 因此这个业务流程被认定为标准化. 借助石油地质数字孪生技术, 可以将勘探开发过程建立模型并实现标准化处理, 并实现业务的标准化管理和操作控制.

2.4 实现对过去认识经验的数字化

石油勘探开发各个环节是对地下地质体逐步加深的认识过程。任何工作都依赖于前人积累的经验。因此,在工作中对过去的每一个工作及其经验进行梳理至关重要。现有方法难以整合历史数据。

而利用数字孪生技术能够有效地管理和运用过往的经验,在以往难以保存的知识体系中开辟新的研究路径,并支持这些信息的复制、转移以及灵活运用;借助系统化的知识管理与运用模式来深化对地质构造等复杂实体的理解

2.5 实现对未来趋势及各种认识的预测

通过科学管理历史数据不仅能够获得过去的宝贵经验,并且借助大数据分析技术和处理手段对未来的趋势也能做出良好的预测。这些预测结果对于未来工作具有重要的指导价值。

2.6 实现勘探开发整个业务的闭环

我们的地下地质体认识旨在更精准地支持后续决策。石油工作遵循着持续迭代的认知与实践模式发展。数字孪生技术可构建一个直观且客观的工作平台:一方面将前期调研成果整合存储;另一方面通过积累的知识基础推动后续研究并进一步加深对该领域的认知;最后通过这些新知识来优化下一步工作决策:从而形成完整的业务循环体系

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