石油企業打造的以“數字油田”、“智能油田”為代表的信息化盛宴，正在深刻影響著從技術、生產到管理、組織結構乃至企業文化的所有環節，并使油田不僅被賦予 了生命，還可能越來越智慧。油田信息化建設在帶來油氣采收率及經營管理效益顯著提升的同時，也間接推動了地方經濟社會的發展，正因如此，“數字油田”、 “數字礦山”等概念才會深受地方青睞，進而成為地方特別是面臨資源枯竭的地方推動城市轉型的抓手或杠桿。基于此，剖析這樣的信息化建設樣本，或將為當下的 工業化與信息化、新型工業化與新型城鎮化“兩化融合”提供借鑒意義。


　　以“數字油田”建設為代表，從上世紀80年代開始，信息化技術的應用在石油工業掀起一輪提高油氣采收率的熱潮。數字油田把“油田裝進計算機”，最終實現對油田的全面感知，進而帶來生產和管理效益的提升。進入21世紀，物聯網、云計算等新一代信息技術展露鋒芒，以“智能油田”建設為代表的技術革命為新一輪油氣增產高潮的到來埋下伏筆。
　　目前，國內油田正在由數字化初期建設步入成熟階段，中石油所屬的新疆油田繼率先實現油田數字化后，再次先行提出智能油田的建設目標。如果說數字油田是可感知的油田，智能油田將是能夠自動操控的油田；前者可以預測趨勢，而后者更可以優化決策。
　　從數字油田到智能油田，就像從賦予油田生命到點亮其智慧一樣，堪稱革命式的跨越。新疆油田如何依托現有的基礎、資源、技術，立足于在中國西部和中亞具有特殊地理優勢的克拉瑪依，以信息化帶動石油城市走過下一個10年、實現轉型，值得外界期待。
“新疆油田”先試
　　作為一名老采油工，早在幾年前，湯敏（化名）就不用每天坐著皮卡奔波數十公里巡井了，她所在的中石油新疆油田分公司（下稱新疆油田公司）采油一廠紅五作業區，許多油井（抽油機）都裝上了傳感器，日常數據通過傳感器發回作業區，極大地改善了像她一樣的巡井工的工作環境。
　　“抽油機如果出現異常，監控系統能夠及時發現并安排處置措施，這樣的工作效率人是沒法比的。”湯敏介紹，現在除了油井的日常環境維護，他們去現場的次數已大大降低。
　　對于油田上司空見慣的抽油機來說，在傳統的生產方式下，油井每天抽多少油，必須按照生產計劃進行，因此，需要人員固定巡井。而每口井每天大概只能巡一次，有 時候甚至連一次也輪不到。恰是這種延續了幾十年的粗放的管理方式，漸漸與油田生產的規模化、專業化發展要求形成巨大反差。
　　“一旦有油井空抽，往往不能及時發現；同時，過度抽油，油層會出沙，泥沙會堵塞出油通道，這些都將給油層帶來意想不到的傷害。”中石新疆油田分公司數據公司副經理兼軟件工程師李清輝在接受《中國科學報》記者采訪時說。
　　李清輝介紹，給油井裝上傳感器后，這些信息就能及時傳遞給管理者，他們可以據此迅速對一口井的工作狀況進行分析，進而調整抽油機的頻率，或者減少抽次，或者干脆停幾天，等地層能量恢復以后再進行作業，以起到保護油層的作用。“這其實就是一種精細化的管理。”發生在新疆采油工身上的變化，或許正是我國石油企業信息化建設快速推進的一個縮影。
　　而在這場國內油田的信息化競賽中，西部邊陲城市克拉瑪依作為新疆油田公司駐地，正希望借助新疆油田的智能化，實現資源型城市向智慧城市轉型。
　　簡單理解，數字油田就是現實油田的數字化，即實現在計算機上研究和管理油田。同時，數字油田又是一項復雜的系統工程，包括網絡、系統、數據、標準和管理等諸多方面。
　　2008年，新疆油田公司對采油二廠81號 原油站進行改造，工人們需要重新焊接原油站的部分管線。按照傳統的做法，工人要關掉很多井，然后再進行焊接作業，這必然會影響原油生產。最后，還是通過數 字化技術，工程師先在計算機上對各種方案進行模擬，優化安排改造的各個流程與順序，然后再進行現場作業，從而實現了不關井作業。
　　“這樣雖然不能增加多少產量，但工程施工周期縮短了，可靠性增強了，原油生產也沒耽誤。這些效果很難去定量評估。”李清輝說。
　　記者從8月27日舉辦的第二屆信息化創新克拉瑪依國際學術論壇上了解到，通過光纜、無線和衛星通道，新疆油田已形成覆蓋生產一線的計算機網絡，所有辦公場地、主要生產站庫、井場等數據源點均可連接上網，并建立了一套相對完整的數字油田標準體系，目前僅應用系統就達120多套。
　　據介紹，早在2008年，新疆油田即已完成數字油田建設，實現了油田數字化。在此基礎上，2011年，新疆油田又提出從數字油田向智能油田邁進的目標，并計劃于2020年建成智能油田。

“數字化”風潮亦喜亦憂
　　在華北油田，過去，供水工人的居住區距離水井、水站近的有幾公里，遠的則達幾十公里，由于自動化程度低，日常管理只能依賴人工巡檢。通過實施以數字油田為主要內容的信息化建設，油田供水的自動化程度顯著提高。現在，遠程監控設備遍布水源井、供水站和管網網線，礦區60多口水源井均實現無人值守、遠程操控。
　　“數字油田建設是對油田原有系統、工藝流程、組織管理模式進行改造的過程，新技術的應用是其中的一個重要標志。”華北油田供水供電中心工程師郭景禮告訴《中國 科學報》記者，下一步，中心還將啟動礦區（主要是居民區）配網自動化工程，對分布在礦區的不同配電系統進行數據采集、監測，甚至做到斷路器的自動控制。這 樣，不僅可以提供可靠的居民用電，還能合理配置電力資源、減少能源損耗。
　　致力于“智慧地球”及其衍生概念推廣及方案提供的IBM公司，將油田信息化發展分為手工、初級數字化、數字化成熟及智能化四個階段，并認為目前中國國內大多數油田正處于數字化成熟階段，雖然也有一些“智能化的苗頭”，但真正向智能化階段邁進的油田幾乎沒有。該分析也與國內業界人士的自我定位基本一致。
　　IBM工業部石油石化行業上游解決方案經理宋吉江介紹，國內油田在信息化方面參差不齊，其中新疆油田、大港油田、長慶油田等發展較快、成效也較為顯著。
　　作為中石油“十二五”期間的重大信息化項目“油氣生產物聯網系統”（A11系統）的項目組成員，李清輝曾利用兩年多時間對項目進行可行性研究。他調查發現，目前中石油所有安裝傳感器的油井僅占10.3%，比例并不高。
　　其中，長慶油田安裝傳感器的油井占比達80%，吐哈油田、大港油田等占比均超過30%，新疆油田約占20%。作為中石油老大哥的大慶油田，其安裝傳感器油井占比僅為3%左右。“大慶、遼河、吉林三大油田油井安裝（傳感器）的都很少，所以把整體指標拉下來了。”李清輝說。
　　在新疆油田，安裝傳感器的油井主要集中在陸梁、石西、彩南三大作業區，總計有四五千口井，每口井一般須安裝包括壓力、溫度、流量等在內的5～6個傳感器。李清輝介紹，這些油水井依然需要人工巡檢，但與過去不同的是，以前是定時巡井，時間到了人就得去，現在則是故障巡井，即發現有問題后人才去。
　　一直以來，計算機技術與油田開發理論幾乎是并行發展、互為依托的關系，除了一些特殊油藏需要研究新的方法與理論，目前的理論發展已基本能夠達到自動化的生產控制。但長期從事油氣藏工程研究的西安石油大學石油工程學院教授林加恩卻發現，在應用方面，因為設備成本高，目前的自動化、數字化技術多用于一些高產井。以井下監控設備為例，新疆油田的許多日產油5噸以下的中低產井則無法使用。
　　“這些監控設備一般都在幾十萬到上百萬元之間，中低產井放不起。井上自控設備雖然成本稍低，但也只能實現部分數據的采集，而高度智能化控制的重點恰恰在井下，井下監控和數據的采集才是難點。”林加恩對《中國科學報》記者說。
　　林加恩介紹，新疆油田公司彩南油田多年前曾經安裝過一套井下監控裝置，設備使用一段時間出現了故障，故障設備被取出后，工程師們在是維修還是更換的問題上產生了分歧，因為兩者都將花不少錢。最終，作業區領導決定放棄安裝。
　　“國內信息化走了不少彎路，也總結了不少經驗。”林加恩認為，新疆油田的信息化建設，其特點就在于有能夠高效率地集中人力物力做事的機制，也就是歷史形成的 “政企合一”、“油地合一”的特殊機制，這種模式其他地方并不容易復制。“左右信息化進程的因素，很多情況下不在技術，而在組織管理。”
　　對此，IBM工業部的宋吉江在做一些早期數字城市的規劃項目時也深有體會。“技術本身并沒有太大的難度，更大的難度在于實施過程中，同樣的事情會遇到不同的標準，甚至一個油田內不同采油廠都有不同的標準。”宋吉江對《中國科學報》記者說。
　　通過調研，宋吉江發現，在利用信息技術方面，國際油公司未必有很先進的技術，但執行力強是它們的顯著特點。“一套標準能夠很好地貫徹執行，標準統一后，做事情就變得很簡單。”
　　據了解，目前國內部分油田如新疆油田的部分區塊、長慶油田的蘇里格氣田等，都已實現物聯化的實時數據采集。但在宋吉江看來，實時數據采集大家都能夠看得到，但怎樣把數據背后的價值挖掘出來，這才是今后發展的一個關鍵點。

“智能”之難
　　記者從第二屆信息化創新克拉瑪依國際學術論壇上了解到，智能油田是在數字油田的基礎上實現信息技術和油田業務的深度融合，要能實現“全面感知、自動操控、預測趨勢和優化決策”。新疆油田下一步的信息系統建設過程中，前述16個字就是一個標桿。
　　其中，數字油田以信息化為導向，這個階段IT人員參與多，業務人員參與少；智能油田則以業務為導向，業務過程及業務價值更受關注，業務專業人員的參與至關重要。
　　針對外界對于智能油田仍停留在口號階段的理解，李清輝在接受《中國科學報》記者采訪時表示，智能油田在新疆油田來講已經是一個可以操作的方案。新疆油田自2010年與IBM合作制定智能油田建設規劃，至今已啟動6個項目，涉及油氣勘探、開采、儲運、后勤保障、IT基礎設施等方面。“新疆油田有實實在在的項目做支撐。”
　　宋吉江則認為，國內油公司大多是在某些方面有了智能化的場景或功能，但距離真正的智能油田還有很長的距離。“我們當初設計了50多個智能化的業務場景，只有每個場景都實現了，才能說智能油田建成了。”宋吉江介紹說，國外一些油公司的智能油田建設雖然起步較早，目前也只處于智能化提升階段。

　　綜合分析，由于智能油田建設在我國仍屬于一個新領域，在實踐過程中必將遭遇很多挑戰。以IBM設計的智能化業務場景為例，對國內油田來說，即使積累了一定的信息化建設經驗，要想全部達標也絕非易事。
　　首先，挑戰將直接來自業務部門，很多業務部門對此也深有同感。它們在利用信息技術提升業務能力的時候，信息技術往往僅作為一種手段，它們會習慣性地優先考慮使用傳統的方法。這是油田信息化建設中的一個普遍困難。
　　其次，智能油田建設在成效評估體系方面的空缺，如對油氣采收率、管理能效提升等關鍵指標無法定量測算，容易讓信息化建設陷入一種無法評估的“無力感”之中。就此，多位受訪業內人士強調，雖然定量分析很難，但不能因此對信息化成果視而不見，特別是一些能夠定性的成果。
　　最后，智能油田建設實質上是IT技術和傳統工業的深度融合，這一過程涉及很多問題，如人的知識結構的更新、組織及生產流程的變更、考核制度的變更等等。這些才是“信息技術是一場革命”的真正體現。
　　具體而言，過去，采油工每天要巡井、看壓力表，現在則需要他們會看、會分析圖表曲線，這就對他們的知識結構提出新的要求。在管理層次上，原來的管理層級是油 田公司—采油廠—作業區—隊—班組的層級模式，實現智能化管理之后，將通過中控室（調度中心）直接指揮一線作業人員，雖然傳統的層級結構仍然存在，但減少 了一些管理層級，實現了扁平化管理。這將是一個巨大的變化。
　　“數字油田，可以看得很簡單，就是把油田數字化了，但其實不簡單，特別是要全面實現數字化。新疆油田在這條路上已經走了10年。”李清輝說。
　　中國石油天然氣集團公司副總經理喻寶才在此次信息化創新克拉瑪依國際學術論壇上介紹，中石油下屬各個油田都在推進數字油田、智能油田建設，特別是新疆油田進入智能油田建設階段，“這個時間并不早，這就是一個增量漸進的過程”。
　　他在接受《中國科學報》記者采訪時強調，中石油希望通過信息化建設，促進管理的簡化、優化、流程化與標準化、集中化，發揮整個集團的集團化、規模化、專業化 的優勢；同時通過數據資源的挖掘，特別是把海量數據轉化為有價值的信息，以信息資源利用效率的提升來帶動有形資源的利用效率與質量。
助力城市轉型
　　在推進數字油田乃至智能油田的建設中，新疆油田始終致力于把油田信息化的新產品、新技術應用于克拉瑪依的城市發展中，利用信息化建設步伐推進這座資源型城市加快轉型。
　　以智能油田為龍頭，帶動智慧城市建設，兩者齊頭并進，既有別于其他油田的信息化建設途徑，又有別于其他城市的智慧化發展道路，不失為一種獨特的發展模式。
　　去年12月，克拉瑪依在我國西北地區率先建成首個無線城市。這也意味著40多萬油城市民可以通過手機、平板電腦等移動設備，輕松、快捷地享受無線城市應用平臺提供的各項服務。
　　《中國科學報》記者通過手機登錄克拉瑪依公交信息實時查詢系統，點擊所乘班車和站點信息，發現公交車的運行位置和到站時間均有顯示，且處于實時更新狀態。由此，記者可以根據實際情況選擇出行方案，省去了排隊等車的辛苦。
　　該系統不僅可以查詢實時公交信息，甚至可以調看部分路口的實時監控視頻。這些視頻資料原本由公安部門掌控，經協調后也被接入平臺，獲得授權的市民即可調取。
　　通過手機下載專門的客戶端，市民還可以查詢不同藥店的藥品信息、進行專家預約掛號，甚至直接接收檢查報告單，省去了不少麻煩。
　　中國移動新疆分公司副總經理胡迎東介紹，目前，接入克拉瑪依無線城市應用平臺的應用項目已達102項。下一步，無線城市的許多應用會和移動電子支付相結合，使諸如購買電影票、就餐等小額電子支付成為可能。
　　胡迎東向《中國科學報》記者介紹，目前克拉瑪依市政服務的許多內容都已做到數字化，但數字化的最終目標是為公眾提供更加便捷有效的服務，因此如何使政府的意圖、舉措特別是服務真正迅速地到達公眾、惠及公眾，中間仍有大量細致的工作要做。
　　對于資源型城市轉型而言，其替代產業的發展需要一個過程，而且這種替代產業創造價值的能力越強，這個城市的未來就會越美好。新疆油田依托智能油田建設發展金融、信息、旅游等新興產業，目的即在于在未來城市發展中搶占制高點。
　　“中石油希望，石油占這個城市經濟的比重緩慢下降，降幅越高，這個城市的發展就越快。”喻寶才表示，作為系統內首家跨入智能油田建設的企業，中石油將把其列為試點并予以支持。
　　在中國工程院院士崔俊芝看來，智能油田是從現有數據中挖掘新知識，以實現新的管理技術的提升；而智慧城市則是實現城市管理的數字化，實現管理與服務不斷融合。兩者本質不同，卻有緊密的內在聯系。
　　“從數字城市到智能城市，是一場變革，也是一項事業，有開始，沒有結束。”在接受《中國科學報》記者采訪時，崔俊芝不忘強調，智慧城市未來的挑戰將更多地來自于技術升級和領導人的創新意識。
國外石油公司智能油田項目

Statoil：整合運營項目
　　Statoil（挪威國家石油公司）于2005年啟動“整合運營項目”，通過跨學科、公司組織、地方協同合作，依靠實時數據和創新工作流程的應用，實現了更安全、更高效、更科學的決策。該項目實施以來，為整個挪威大陸架實現潛在效益達到400億美元，其中增加儲量及提高產量占70%，降低成本占30%。項目還對組織結構和業務流程不斷優化，操作及管理人員無論在生產現場、辦公室或監控中心，都能夠隨時隨地對業務狀況進行整合管理。智慧的現場管理成為其主要特色。

BP：未來油田項目
　　BP（英國石油公司）的“未來油田”項目始于2003年，主要利用傳感器與自動化等技術，將現場與地下的實時數據傳送到遠程中心進行分析，實現了基于分析的快速決策。作為業界最大規模的運營集成項目，BP已在全球80口油井實施了未來油田技術。BP還通過分布在全球的35個“先進協作中心”，實現了多學科、多地點的遠程協同，同時克服了早期推廣過程中遇到的阻力。BP認為，未來油田技術對其總產量的貢獻率超過50%，該項目在實現關鍵業務目標的同時，也帶來知識經驗共享、人員與組織技術持續提高等其他重要價值。

Shell：智能油田項目
　　Shell（殼 牌公司）自行開發了一套智能油田技術，整個系統與井下復雜的油氣藏環境中的傳感器和控制閥相連接，通過實時監控，實現油田生產的最佳狀態。該項目包括智能 井、先進協作環境、整體油藏管理等子項目，均獲得了巨大成功，目前已在美國、加拿大、歐洲、中東和非洲等地區實施。截至2009年，該項目為Shell帶來的整體收益高達50億美元。其在文萊Champion西部油田使最高采收率提高了3%～6%、開發成本降低了1～1.5美元/桶。


城市智慧化：
先行先試積累經驗
本報記者 張林

　　在日前舉辦的第二屆信息化創新克拉瑪依國際學術論壇上，國家信息中心常務副主任、中國智慧城市發展研究中心主任杜平介紹，數字化、智能化、物聯網、云計算等 概念分別從不同技術視角、不同應用領域詮釋了信息化的巨大威力，智慧城市不僅是上述概念的充分整合，整合本身所要求的創新性也將迫使城市功能更加智能化。
　　他在接受《中國科學報》記者采訪時指出，我國智慧城市建設仍存在技術、體制、人才及觀念等方面的制約因素，因此有必要加強國家層面宏觀指導，盡快針對綜合條件較好的城市開展智慧城市試點示范。
154個城市、1.1萬億元
　　據了解，自上世紀90年 代開始，國外一些發達國家相繼開展了“準智慧城市”建設行動。隨之興起的物聯網、云計算、寬帶化、移動互聯等新一代信息技術的推廣應用，為智慧城市的發展 提供了更多視角的解決方案和應用模式，方興未艾的智能電網建設和逐漸步入深度應用的智能交通建設成為城市“智慧發展”的典型應用。
　　杜平介紹，目前，國外在建的智慧城市數量約有200多個，其中歐盟與東亞的智慧城市建設進展較快。
　　與此同時，中國智慧城市發展步伐也在不斷加快。截至2012年2月底，我國提出建設智慧城市或實施智慧城市戰略的城市已達154個，總計規劃投入專項資金規模超過1.1萬億元。“十二五”規劃或政府工作報告中正式提出建設智慧城市的地級以上城市有41個，其中副省級城市10個；直轄市中，北京、上海、天津均啟動了智慧城市建設。
　　在提出建設智慧城市的41個地級以上城市中，珠三角、長三角等經濟發達區域所占比重較高，41個城市中有35個城市人均GDP超過4000美元，10個城市人均GDP超過5000美元。
　　杜平指出，當前，制約我國城市發展或者說是“城市智慧化”的因素仍有很多，如存在大數據處理滯后、三網融合水平低、基礎軟件開發能力弱等技術障礙；體制方 面，部門分割導致的信息封閉和壁壘，電子政務重復建設等情況較為嚴重；人才缺乏和觀念落后更是制約智慧城市建設的重要因素。
跟風與重復建設
　　杜平及其研究團隊通過此前對我國部分城市調研發現，很多地方在建設智慧城市的過程中仍存在一些明顯的問題和誤區。
　　如重概念口號，輕行動配套。主要體現在城市管理者對于智慧城市建設缺乏可操作的總體規劃、方法措施及組織、資源保障，從而導致盲目跟風。
　　同時，重建設投入、輕績效提升的問題表現得尤為突出。有些地方看重上專網項目，建系統工程，一些主管部門在爭取建設項目時往往自成體系，獨立運行，缺乏對真實需求的判斷，缺乏統籌規劃和綜合協調。“很多地方簡單地把各部門建設的信息化項目拼成一個大包，再貼上"智慧城市"的標簽，就算是智能化了，投入產出率很低。”杜平說。
　　此外，重設備技術、輕制度建設的現象較普遍。杜平介紹，有些地方對于花錢購置先進設備、系統軟件有很大的熱情，希望盡快“武裝到現代化水平”，甚至不惜舉債 投資，但因為缺乏配套的政策和法制環境，從而使得市場配置資源的基礎性作用難以發揮，也無法調動社會力量參與智慧城市建設的積極性和創造性。
推進先行先試
　　杜平介紹，國外在推進智慧城市建設中往往采取試點先行、穩步推進的策略。如日本發布“I-Japan戰略2015”，先在橫濱、豐田、京都和北九州選擇了4個城市試點；韓國發布“U-City計劃”，明確先在6個地區建立示范區；歐盟在30個城市推進住宅和交通領域的建設試點；美國、澳大利亞、荷蘭、新加坡等國也非常重視智慧城市試點工作。
　　為此，杜平建議，國家應盡快研究出臺相關指導意見，明確我國智慧城市的發展路徑、原則、目標及信息安全保障等方面要求；建立健全智慧城市發展統籌協調機制，打破部門各自為戰的格局；同時鼓勵若干綜合條件較好的城市先行先試積累經驗。
　　此外，在重視總體規劃、健全法規標準和安全保障體系的基礎上，還應鼓勵智慧城市建設走專業化、市場化、第三方服務及其服務外包的道路，探索公私合營（PPP）等新型運營模式。