提高岩石分析的准确性、一致性和速度

ADNOC 和 IBM 正在开发一种用于分析和分类岩石样本的自动化流程。
女地质学家与同事一起研究屏幕上石油和天然气含岩石的图形显示

阿布扎比是阿拉伯联合酋长国 (UAE) 七个酋长国中面积和人口最大的酋长国,也是世界上碳氢化合物最丰富的来源之一。世界已知石油储量的近 9% 和天然气储量的 5% 位于阿布扎比沙漠和水域深处的碳酸盐岩中。

ADNOC 是世界上最大的石油和天然气生产商之一。它认识到将人工智能纳入其业务流程以优化运营、增强恢复和改进决策的价值。ADNOC 通过简化阿布扎比油气藏的研究方式,引领 AI 的应用。

像阿布扎比国家石油公司这样的石油生产商力求通过使用最少的井、最少的水和最低的支出来最大限度地提高石油采收效率。为了实现这一目标,工程师构建了数字油藏模拟模型来测试油藏行为,包括储存空间(孔隙度)、流动能力(渗透率)和油量(潜在采收率)。这些模型允许工程师考虑不同的开发特征,包括井距、井类型、井数量和压力维持方案。

石油工人在讨论

高能力

 

IBM Watson 解决方案每秒可以分析 527 次

图像分类

 

使 ADNOC 能够每天对多达 25,000 张图像进行分类

通过与 IBM Watson 建立创新合作伙伴关系,我们确保描述和解释的水平保持在专家水平
Douglas Boyd 技术中心岩石物理学家 阿布扎比国家石油公司

油藏模拟器的预测准确性(用于指导管理层价值数十亿美元的油田开发决策)的基础是地质模型的保真度。地质学依赖于通过光学显微镜获得的视觉微观岩石描述,这是一个缓慢、劳动密集型的过程,自 1793 年现代地质学诞生以来,这一过程几乎没有变化。

此外,当一位拥有数十年经验的岩石学家退休时,ADNOC 就会失去该人积累的经验。由于有这么多快节奏、高技术性的职业可供选择,很少有年轻人选择成为岩石学家。出于这些原因,ADNOC 寻求一种方法来保留专家的经验并增强流程(可能是在机器内)。

戴安全帽的人正在检查岩石样本
科学工作方式发生了根本性的转变

过去几年,IBM 一直专注于中东石油、天然气和石化行业的工业 4.0 计划,引领数字化转型计划。与该地区的国家石油公司合作是首要任务,因为 IBM 致力于通过以人工智能、机器学习、工业物联网 (IoT)、网络安全和区块链为中心的务实合作伙伴关系来创造价值。

与此同时,ADNOC 地球科学团队负责人 Hani Nehaid 及其团队正在考虑使用人工智能来增强和加速薄片描述过程。因此,当 Nehaid 与技术中心岩石物理学家 Douglas Boyd 和技术中心地质学家(岩石学家)Hesham Shebl 在行业晚宴上遇到 IBM 代表时,利用 AI 和 Watson 解决方案通过视觉识别技术应对这一挑战的潜力就成为了一个大家共同感兴趣的话题。

Boyd 解释道:“我们与 IBM 代表就如何实现这一愿望进行了简短讨论。我们首先与他们的数据科学家合作,反复训练平台。然后,我们准备了一个小样本集供他们分析,作为概念验证。这提供了非常准确的结果,相当于我们经验最丰富的岩相学家得出的结果。我们对此印象非常深刻,从这一步向前迈进。”

 

在这种情况下,由来自 IBM Industry、IBM Services® 和 IBM Cloud® 部门代表组成的 IBM 团队与 ADNOC 合作,开始了多阶段项目的第一阶段。他们共同利用人工智能驱动的认知图像识别、自然语言处理和回归元素,从简单的任务转向越来越困难的任务。研究小组花了四周时间对 IBM Watson Visual Recognition 服务进行训练,以根据二维 (2D) 岩石图像的视觉特征对其进行标注。

随着项目的继续,该团队计划训练 Watson 解决方案从图像中提取更多信息。Shebl 解释道:“我们希望极大地扩展从阿布扎比地下捕获的岩石图像薄片数据。我们做出的许多管理和开发决策都是基于我们的岩石学家所做的特性和解释。我们可以使用的数据点越多,我们的模型、开发计划和最终的碳氢化合物采收率就会越好、越高效。这是我们行业成功的基础。”

在炼油厂上夜班的男工程师在使用笔记本电脑
我们可以使用的数据点越多,我们的模型、开发计划和最终的碳氢化合物采收率就会越好、越高效。这是我们行业成功的基础。
Hesham Shebl 技术中心地质学家(岩石学家) 阿布扎比国家石油公司
速度和精度大幅提高

ADNOC利用人工智能来加强地质研究已经取得了成功。尽管钻孔和扫描岩石样本仍然必须是手动过程,但图像分类现在速度更快、自动化程度更高。由于 Watson 每秒可以分析 527 张图像,因此分析从单个水库采集的所有样本现在只需几分钟,而不是几个月。

除了分类速度的提高之外,Nehaid 和他的团队已经体验到了人工智能驱动的 Watson 解决方案的其他几个关键优势。随着分析时间显著缩短,ADNOC 可以评估更多井中的更多岩石样本,生成更具确定性的数据,进行使地下模型更准确、更有效。

该解决方案还能提高一致性。Nehaid 说:“两位具有不同经验水平的地质学家将在他们的岩石描述中提供不同程度的准确性。借助 IBM Watson,我们可以确保描述和解释始终处于专家水平,并且多年来保持一致。”他继续说道:“这些因素正在增强我们的地下模型,从而显著降低风险并支持数十亿美元油田开发中更好的投资决策。”

IBM Watson 的 AI 库为 ADNOC 提供了一种保留岩石学家数十年经验的方法,而无需经历长达数年的让新专家了解情况的过程。Nehaid 说:“该解决方案让我们的地质学家能够腾出时间来专注于模型生成,并将专家的知识和经验转移到机器上,以便我们可以在他们继续工作后利用他们的经验。”

Nehaid 和他的团队对项目的未来充满信心。Shebl 说:“最终,我认为机器学习有助于创建代表性地质模型的整个过程,并帮助我们对地下有清晰的了解。尖端技术和创新合作伙伴关系使我们能够制定开发计划,帮助我们实现战略目标:将油田寿命结束时的采收率提高到 70%,并最终帮助阿布扎比国家石油公司上游创造更有利可图的水平。”

IBM 也对 ADNOC 合作的成功感到鼓舞。IBM 中东和非洲认知与分析实践负责人 Talal Malas 解释道:“我们相信 AI 是人与机器之间的合作伙伴关系。与 ADNOC 合作的这一举措是化学和石油行业中最令人兴奋的用例之一——认知地质学,它模仿地质学家和岩石物理学家对大规模的岩石样本进行高精度分类。这是 AI 如何提高生产力并让高技能专家腾出时间从事更高价值活动的完美例子。”

IBM 中东和非洲工业产品及化学品和石油行业行业负责人 Yahya Mahmoud 补充道:“在 IBM,我们相信创新对我们公司和世界都很重要。我们敢于创造原创的想法,专注于客户的成功。ADNOC 和 IBM 之间的合作伙伴关系将这些价值观变为现实。整个价值链都是从地球科学建立起来的,从那里起步的做法很直观。我们与阿布扎比国家石油公司一样希望进一步开发解决方案,以利用地下更多的数据点来提高碳氢化合物采收率。”

关于阿布扎比国家石油公司 (ADNOC) 徽标
阿布扎比国家石油公司 (ADNOC)

ADNOC外部链接(链接位于 ibm.com 之外)成立于 1971 年,是一家由能源和石化公司组成的大型多元化集团。它每天生产约 300 万桶石油和 105 亿立方英尺原料天然气。其上、中、下游综合业务由 14 家专业子公司和合资公司开展。

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美国出品,2021 年 7 月。

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