AI技術(shù)有望令美國頁(yè)巖油行業(yè)獲得更大突破

長(cháng)期以來(lái)，石油行業(yè)一直僅將人工智能（AI）技術(shù)主要用于評估地震調查等后臺任務(wù)，主要的鉆井和水力壓裂等環(huán)節仍牢牢掌握在人類(lèi)操作員手中。而如今，美國頁(yè)巖油公司們開(kāi)始嘗試使用AI、機器學(xué)習和遠程操作來(lái)幫助其降低成本，并開(kāi)采更多頁(yè)巖油。這可能會(huì )破壞石油輸出國組織（OPEC）減產(chǎn)以管控全球石油產(chǎn)量，并以此穩定、提高油價(jià)的努力。

此外，AI技術(shù)也開(kāi)始在石油行業(yè)的其他場(chǎng)景中進(jìn)入應用測試階段，比如被用于維持現有油井的井流量，預測油井的設備故障率等。除了這些提高效率、降低成本的效用外，AI技術(shù)或還能幫助該行業(yè)完成氣候變化目標。

美國頁(yè)巖油盆地再成AI技術(shù)“實(shí)驗室”

在休斯頓一間黑暗的控制室里，石油與天然氣鉆井公司Nabors Industries性能工具總監蓋德斯（Rafael Guedes）在監視器上觀(guān)察著(zhù)機器人如何在沒(méi)有任何人類(lèi)操作的情況下，主導該公司位于北達科他州油田的鉆機工作：一個(gè)來(lái)自于其戰略合作伙伴Corva公司的AI程序接管了Nabors Industries公司的鉆機，通過(guò)衛星發(fā)送指令，并在幾秒內作出決定，平順地鉆過(guò)巖石，監控室屏幕上隨之亮起紅色。

蓋德斯預計，Corva公司的這一AI項目將在鉆井時(shí)為操作員節省約5000個(gè)命令，并將鉆井速度提高至少30%?！斑@一切都是自動(dòng)化的，無(wú)須由人工按下任何按鍵，屏幕上的一條綠線(xiàn)追蹤著(zhù)鉆頭在地下的路徑?，F在，我們可以把腦力用于其他事情了?！彼Q(chēng)。Nabors Industries的高級副總裁塞克納（Subodh Saxena）稱(chēng)：“頁(yè)巖井目前的采收率約為8%。如果AI能夠改善采收率，那么采用該技術(shù)所獲得的‘獎勵’將是驚人的?！?/p>

Nabors Industries的這一情況可謂美國頁(yè)巖油行業(yè)眼下的縮影。隨著(zhù)鉆井商和生產(chǎn)商堅持不懈地專(zhuān)注于提高效率，AI鉆井技術(shù)正在頁(yè)巖油盆地的各大油田“站穩腳跟”。盡管這項技術(shù)正在全球范圍內進(jìn)行測試，但美國仍是最值得關(guān)注的地方，因為美國得克薩斯州、北達科他州和其他州的頁(yè)巖油盆地長(cháng)期以來(lái)一直是發(fā)掘更快、更便宜的石油開(kāi)采方式的“實(shí)驗室”，也使得美國在短短數年內，從石油進(jìn)口國，搖身一變成為全球最大的石油生產(chǎn)國。

根據行業(yè)數據提供商Kimberlite International Oilfield Research的數據，過(guò)去五年，美國頁(yè)巖油盆地承包商已成功地將鉆井所需的大約兩周時(shí)間縮短了一天，將壓裂平均所需的11天縮短了三天。為此，他們采用了廣泛的新科技和新技術(shù)，包括鉆探3英里長(cháng)的水平井。目前，監測油井而非遠程鉆井仍是AI技術(shù)最常見(jiàn)的應用場(chǎng)景，但對后者的應用絕對會(huì )迎頭趕上。AI技術(shù)有望令美國頁(yè)巖油行業(yè)獲得更大突破。

Evercore ISI分析師瓦斯特（James West）稱(chēng)，AI技術(shù)對效率的提高，應該會(huì )為頁(yè)巖油企業(yè)帶來(lái)更低的成本，預計很多相關(guān)公司將在未來(lái)幾個(gè)財政季度開(kāi)始宣傳他們從AI中節省的成本?！斑@一成本節約幅度將是顯著(zhù)的，至少兩位數，在某些情況下甚至可能節省25%~50%的成本?！彼Q(chēng)。

Corva公司正通過(guò)其AI軟件對美國的每個(gè)頁(yè)巖油盆地進(jìn)行建模，并計劃在未來(lái)兩年內進(jìn)軍南美。該公司的鉆井業(yè)務(wù)總經(jīng)理?？怂梗╓illiam Fox）表示，他對美國石油行業(yè)利用AI進(jìn)行優(yōu)化的能力感到驚訝?！绊?yè)巖油盆地一直是鉆井行業(yè)的實(shí)驗室，這是一個(gè)競爭激烈、動(dòng)力強勁的市場(chǎng)。如果AI技術(shù)在北美頁(yè)巖油行業(yè)中有效，那么該技術(shù)在其他地方也會(huì )得到更好應用?！背鮿?chuàng )公司ShearFRAC也正在使用AI技術(shù)更有效地壓裂油井，為現場(chǎng)的水力壓裂人員提供建議，然后由他們選擇是否實(shí)施這些建議。該公司最終計劃提供更自動(dòng)化的水力壓裂技術(shù)。

由于將AI技術(shù)用于自動(dòng)化遠程鉆井的部署工作剛剛開(kāi)始，這對于行業(yè)就業(yè)的潛在影響尚未可知，但業(yè)內人士預計，AI技術(shù)能幫助頁(yè)巖油企業(yè)克服近年來(lái)出現的工人短缺問(wèn)題。油田獵頭公司Airswift Holdings最近對全球能源工人進(jìn)行的調查表明，他們對AI持開(kāi)放態(tài)度，大多數受訪(fǎng)者表示AI可以提高他們的工作滿(mǎn)意度和生產(chǎn)力。

更多應用場(chǎng)景

除了遠程鉆井，業(yè)內人士表示，AI技術(shù)還有助于保持和提高現有老油井的井流量。此前，油田服務(wù)、設備公司哈里伯頓（Halliburton）和AIQ與阿聯(lián)酋阿布扎比國家石油公司（ADNOC）合作，在這家能源巨頭位于阿拉伯聯(lián)合酋長(cháng)國阿布扎比的東北巴布（NEB）資產(chǎn)中成功推出了一款AI自主井控解決方案RoboWell。該項目是有史以來(lái)第一個(gè)AI支持的氣舉井高級過(guò)程控制（APC）解決方案，使自主井能夠在指定的操作條件下自我調整，最大限度地提高產(chǎn)量。RoboWell解決方案將自動(dòng)化特定任務(wù)，實(shí)現更快的響應，通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化氣體注入速率，幫助ADNOC將井流量保持在所需的操作范圍內。該方案還會(huì )利用實(shí)時(shí)數據對不斷變化的油田動(dòng)態(tài)作出持續反應，優(yōu)化生產(chǎn)流程，并確保在安全參數范圍內運行，以最大限度地減少油井不穩定，降低停工或其他事件的風(fēng)險。該項目的初步結果是，使氣舉消耗量減少了30%，提高了效率，并使井涌量減少了50%。

美國最大的私營(yíng)石油和天然氣生產(chǎn)商之一Hilcorp Energy估計，通過(guò)使用AI技術(shù)和機器學(xué)習預測設備故障，可以防止大約5億立方英尺的天然氣生產(chǎn)下線(xiàn)。否則，為了尋找那些停工的油井，人類(lèi)工人可能需要大約一周時(shí)間開(kāi)著(zhù)卡車(chē)四處檢查所有的井。

油田服務(wù)提供商貝克休斯（Baker Hughes Co.）的首席數字官布雷迪（James Brady）表示，盡管這種AI預測技術(shù)目前主要還僅被應用于二疊紀盆地的少數幾口油井上，但它最終會(huì )被廣為應用，并產(chǎn)生更大影響。該公司自身目前也正在構建AI模型，以預測用于保持老井流動(dòng)的電潛泵的故障率。對于二疊紀盆地的特定客戶(hù)，貝克休斯已可以在30天內預測客戶(hù)約65%油井的設備故障率，該公司的目標是將這一比例進(jìn)一步提高至70%，并提供更完整的泵維修建議。

還值得一提的是，相關(guān)AI技術(shù)已經(jīng)不僅限于在頁(yè)巖油盆地地層中進(jìn)行測試，還開(kāi)始被海上油田引入測試，并被認為有望幫助石油行業(yè)實(shí)現碳減排目標。

全球最大的石油服務(wù)提供商SLB在今年稍早宣布，它在巴西海岸通過(guò)AI技術(shù)實(shí)現了自主鉆井，成功鉆井五口，并使鉆井時(shí)間大幅縮短了60%。SLB的油井建設部門(mén)總裁拉姆斯（Jesus Lamas）表示，在未來(lái)三到五年，15%的油井將由AI自主控制。