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科学网人工智能的下一个应用领域:EP数据分析

Source:澳门葡京Author:澳门葡京 Addtime:2020-08-08 Click:

人工智能正在改变世界上许多领域。例如,我们已经看到了人工智能有望变革交通运输行业。我们将拥有智能公共汽车、出租车甚至私家车。人工智能也有望变革医疗保健行业。医疗专业人员的工作将变得容易,并且将能够更准确快速诊断疾病。今天,由人工智能驱动的虚拟助理的使用正在增加。未来的虚拟个人助理,有望在你开口之前它就知道你想要什么。

人工智能下一步应用将扩张到社会和经济更多领域。例如,在传统制造业和建筑业,有望发展智能制造和智能建造。而在石油和天然气工业,也有望发展智能勘探与生产。

石油和天然气行业通常分为三大业务部门:上游、中游和下游。上游涉及石油和天然气的勘探和生产,简称E&P。中游通常指运输和储存阶段。下游包括炼油和销售石油的各种过程。上、中、下游所有业务领域都将受益于人工智能的应用。这篇“海外观察”博文涉及人工智能如何实现上游油气勘探过程更高效和优化

【石油是在数据中找到的】

对于石油和天然气的勘探和生产而言,数据是宝贵的资产。石油和天然气公司在找到油气之前,必须分析海量的数据。其中,地震数据是勘探阶段获得的最关键、最昂贵和体量最大的数据。每个地震勘探项目采集的数据以10TBTB表示万亿字节)计。比较而言,钻井操作数据,每天大约0.3GBGB表示十亿字节)。地质家是在分析这些数据中找到油气藏的。

地震勘探是一种勘探地球物理方法,从反射的地震波中估计地球地下性质,通过地震成像来形成地球内部的详细图像,从而确定可能的油气藏目标。反射地震学类似于声纳和回声定位,故有人形象地比喻为给地球做CT

早在20世纪50年代初,基于数学家和控制论学家罗伯特维纳(Norbert Wiener)的时间序列分析理论,麻省理工学院地球物理小组开始试验利用计算机处理地震勘探数据。经过早期缓慢的发展历程,随着计算机处理能力和存储能力的提高、数据处理算法和软件的发展和实现野外地震数据采集的数字化,直到20世纪60年代末,油气工业才真正实现计算机化地震数据处理。到20世纪80年代中,随着PC(个人计算机)的诞生,油气工业开始应用计算机辅助地震解释。

地震数据处理和解释是把在地表或沿井筒测得的反射地震记录,转换成地下图像、反演地下结构和属性。从历史上看,石油公司曾经不得不依靠试错法,钻许多“野猫井(指对地下地质几乎一无所知情况下钻的探井)。通过计算机化地震处理和地震解释,明显减少钻野猫井,降低了勘探费用,提高了寻找石油储量的准确性。

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地震勘探数据采集、处理和解释

到目前为止,上游油气行业经历的数字革命,主要是支持勘探与生产部门,提供特定的处理解释平台(支持应用软件模块化、可视化、并行化和一体化),但是,该平台在勘探与生产决策中应用,严重依赖地质学家、地球物理学家、油藏工程师的技能和知识。

【地震处理解释遇到的挑战】

地震处理和解释是油气工业发现和开发油气藏的必要条件。但是,这个过程非常耗费时间和资源。

20世纪80年代,就有地球物理学家梦想把地震记录送进计算机,等待输出地下模型,然而,至今地震处理和成像远未实现自动化:需要大量处理,来将噪声与信号(与岩石的地质和物理性质相关联的)分离开来,需要复杂的成像算法,得到地下构造图像。这个过程很复杂,涉及许多数学方法,数以百计的应用程序,对石油和天然气行业来说,这是一项巨大的挑战。人工智能可望帮助自动确定处理流程和参数,提高地震处理和成像的效率和质量。

地震解释员也面临的两个重要问题:解释大量数据和理解各种类型数据的关系。例如,在地震勘探中,大断层更容易识别,但识别较小的裂缝却是一项麻烦的任务。人类科学家可能不容易发现某些细微的断层,从而损失了开采资源丰富的储量的机会。而且,这个识别断层的过程非常耗时,需要科学家分析大量的数据。人工智能可望帮助克服这些挑战。

【人工智能推动地震处理解释技术变革】