在日益復雜的石油和天然氣領(lǐng)域中，傳統規則不再適用。殼牌和英國石油公司等能源巨頭正感受到市場(chǎng)對這些重要商品的需求增長(cháng)正在持續放緩。這意味著(zhù)在未來(lái)，生產(chǎn)企業(yè)必須按照接近當前的市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行生產(chǎn)。除了需求和供應的動(dòng)態(tài)陷入停滯以外，行業(yè)面臨的挑戰還包括：石油儲量的探測越來(lái)越傾向于非常規和偏遠地域的資源。上游經(jīng)濟形勢的惡化則意味著(zhù)生產(chǎn)企業(yè)需要更好地了解采用先進(jìn)技術(shù)來(lái)提升勘探和生產(chǎn)的效率。新興技術(shù)，比如大數據，可以幫助生產(chǎn)企業(yè)在今天的任何時(shí)候做出更好的決策。這是一個(gè)商業(yè)加速器。這種數字化運動(dòng)的早期采用者包括北海地區的挪威國家石油公司和跨越整個(gè)價(jià)值鏈的沙特阿美石油公司等客戶(hù)。生產(chǎn)企業(yè)需要采用創(chuàng )新技術(shù)，例如數據分析和可視化、機器學(xué)習和知識自動(dòng)化、標準化設計和基于模型的分析。

預測性知識

能夠了解數據中不易察覺(jué)模式的工具（如機器學(xué)習）可以幫助生產(chǎn)企業(yè)更好地了解導致過(guò)程工藝問(wèn)題和故障的情況。資產(chǎn)優(yōu)化必不可少的數據類(lèi)型包括設備數據、過(guò)程數據、維護數據、過(guò)程安全數據、條件數據和ERP數據。通過(guò)正確的數據組合，可以采用規范性分析來(lái)防止、避免、延遲維護和停車(chē)。生產(chǎn)企業(yè)可以通過(guò)了解碳氫化合物流體的相互作用、工藝過(guò)程和設備以及調整操作策略的規范性策略來(lái)最大程度地延長(cháng)正常運行時(shí)間并節省資金。

隨著(zhù)越來(lái)越多的傳感器和儀器被安裝在戰略設備上，資產(chǎn)數據不斷增長(cháng)。要使非常規資產(chǎn)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)，生產(chǎn)企業(yè)需要考慮使用諸如機器學(xué)習等方法，結合先進(jìn)的優(yōu)化建模來(lái)實(shí)現可持續的生產(chǎn)經(jīng)濟性。將數據轉化為預測性知識的技術(shù)包括先進(jìn)的歷史數據、可視化系統、機器學(xué)習和在線(xiàn)數據調和。

技術(shù)人才短缺

許多經(jīng)驗豐富的專(zhuān)家已經(jīng)退休或離開(kāi)了行業(yè)。經(jīng)驗不足的年輕專(zhuān)業(yè)人員需要彌補因此而失去的幾十年的經(jīng)驗。因此，需要采用正確的工具來(lái)實(shí)現知識自動(dòng)化，同時(shí)節省數百萬(wàn)美元的成本。生產(chǎn)企業(yè)可以通過(guò)Aspen DMC3軟件中專(zhuān)利的自適應過(guò)程控制技術(shù)來(lái)實(shí)現最大效益。該技術(shù)可以在后臺不斷調整多變量控制器，而不會(huì )對該工藝生產(chǎn)過(guò)程造成任何干擾，從而保持先進(jìn)控制處于峰值性能。

Suncor采用這種技術(shù)來(lái)替代經(jīng)驗豐富的操作團隊，提高了5%的產(chǎn)量，減少了用水量，降低了碳排放，并且獲得了數百萬(wàn)美元的經(jīng)濟效益，以實(shí)現零資本支出的增產(chǎn)。激活換熱器設計軟件融合了兩種嚴格的建模環(huán)境，使過(guò)程工程師能夠同時(shí)優(yōu)化工藝過(guò)程和熱交換，而不需要傳熱專(zhuān)家的參與。利用該艾斯本技術(shù)，Petrofac可以通過(guò)最少的資本投資，將天然氣田的產(chǎn)量提高10%以上。嚴格的塔分析與先進(jìn)的3D可視化軟件有助于運營(yíng)工程師了解操作策略對塔水力學(xué)和性能的影響。這項技術(shù)幫助Tupras、Encana和ConocoPhillips提高了塔的可靠性。

過(guò)程知識

模型使企業(yè)能夠利用現有的數據來(lái)整合儲罐、生產(chǎn)工藝過(guò)程、設備和經(jīng)濟性的相互關(guān)聯(lián)作用。通過(guò)先進(jìn)解決方案，艾斯本一直與一家位于阿拉斯加北坡的大型運營(yíng)商合作，將關(guān)鍵氣體壓縮機組的模型納入在線(xiàn)應用。在短短幾周內，通過(guò)增加產(chǎn)量就獲得了幾百萬(wàn)美元的效益。艾斯本發(fā)明的嚴格建模軟件可收集運營(yíng)實(shí)際信息，以滿(mǎn)足高價(jià)值改善需求，進(jìn)而優(yōu)化運營(yíng)資產(chǎn)。動(dòng)態(tài)建模的易用性大大降低了這種方法的進(jìn)入門(mén)檻。Genesis集團是一家面向上游運營(yíng)商的咨詢(xún)公司，將海上作業(yè)的典型開(kāi)車(chē)時(shí)間從幾天縮短至數小時(shí)，從而增加了運營(yíng)收入機會(huì )。

艾斯本近期開(kāi)展了一項研究，將流動(dòng)保證熱力學(xué)整合到一般工藝建模環(huán)境中，這項研究可幫助普通過(guò)程工程師更好地深入了解工藝過(guò)程?；谀Ｐ偷姆治鲞€可以幫助運營(yíng)商在非常規作業(yè)中做出更好的選擇，因為越來(lái)越多新探明的油氣資源都位于難以開(kāi)采的偏遠地區。一家位于阿拉斯加北坡的大型運營(yíng)商已經(jīng)與艾斯本合作，在變幻莫測的環(huán)境條件下解決氣體壓縮的復雜性，從而產(chǎn)生非常顯著(zhù)的生產(chǎn)效益。另一個(gè)例子是，在頁(yè)巖油生產(chǎn)中，易于配置的水力學(xué)分析支持短周期非常規作業(yè)的動(dòng)態(tài)模擬分析。根據集油管網(wǎng)的工藝約束和可能性，技術(shù)團隊需要確保在正確的時(shí)間鉆井。

標準化設計

生產(chǎn)企業(yè)需要持續改進(jìn)資產(chǎn)，以改善整體的可操作性、可維護性和正常運行時(shí)間。通過(guò)反饋循環(huán)獲得的過(guò)程運營(yíng)知識可以運用在下一個(gè)類(lèi)似的資產(chǎn)開(kāi)發(fā)項目中。遵循這一概念，?？松梨诠九c艾斯本合作，開(kāi)發(fā)出完全可重復、快速、概念化的設計環(huán)境。這樣，客戶(hù)能夠將新的液化天然氣生產(chǎn)設施的資本支出成本降低25-50%，并將概念設計時(shí)間縮短數月。在艾斯本的ACCE估算系統中，例如易于計算、結果準確的特定于模塊化構造的成本核算模型以及基于體積模型的概念估算，這些開(kāi)創(chuàng )性的技術(shù)正在采用這種方法來(lái)收集已完成的項目作為成本模型。這些成本模型可以在類(lèi)似情況下重復使用。整體經(jīng)濟性可以將過(guò)程模型快速轉換為總體安裝成本，而企業(yè)可靠性分析可根據資本支出和運營(yíng)支出成本投資對單元、系統、廠(chǎng)區或企業(yè)的可靠性進(jìn)行可擴展分析。

上游業(yè)務(wù)的靈丹妙藥

為了減輕上游經(jīng)濟形勢的壓力，生產(chǎn)企業(yè)需要先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高勘探和生產(chǎn)的效率。正確的技術(shù)工具可以將數據和模型轉化為預測性知識并將知識自動(dòng)化，以彌合上游差距，從而獲得數百萬(wàn)美元效益。除了提供利用現有數據的機會(huì )之外，模型也可幫助運營(yíng)商做出更好的選擇，因為越來(lái)越多新探明的油氣資源都位于偏遠、難以開(kāi)采的非常規地區。為了獲得整體可操作性、可維護性和正常運行時(shí)間的全部效益，生產(chǎn)企業(yè)需要不斷改進(jìn)其資產(chǎn)。實(shí)際上，正如?？松梨诤团餐沂凸舅l(fā)現的那樣，上游運營(yíng)商有很多機會(huì )獲得顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，并提高決策靈活性，以獲得全球競爭優(yōu)勢。