截至 2019 年，石油和天然氣佔全球主要能源的一半以上 1,2023 年創造約 4.3 兆美元的收入2。雖然全面轉向更清潔和更可再生的能源需要一些時間和精力，但石油和天然氣能源可以從人工智能中受益，特別是在兩個關鍵領域：維護和安全。
一項調查已經發現，超過 92% 的石油和天然氣公司積極投資人工智慧或計劃很快投資3.除了維護和安全之外，人工智慧還提供了簡化該領域各個方面的潛力，包括需求預測、勘探、法規遵循和供應鏈管理。
在本部落格中，我們將描述人工智慧如何改善石油和天然氣公司的流程並節省這些領域的成本。
石油和天然氣營運的預測性維護
人工智慧驅動的預測性維護正在徹底改變公司進行資產維護的方式，以確保更高的可靠性、更低的風險並節省成本。
石油和天然氣行業的維護傳統上是按固定時間間隔或根據需要安排的。這通常會導致過度維護或意外中斷。然而，人工智慧使企業能夠快速掃描歷史維護資訊和即時營運數據，從而提前預測設備故障並在故障發生之前採取行動。
機器學習工具可以持續分析眾多泵浦、鑽頭和壓縮機的狀態，以識別模式並通知操作員可能的故障和故障。這使操作員能夠主動執行維護活動，例如更換即將發生故障的組件。
管道和煉油廠也可以從基於人工智慧的預測性維護中受益。人工智慧系統可以檢查有關管道結構完整性和精煉過程的數據，以便公司可以在最佳時間安排維護，以提高安全性和設備使用壽命。
使用數位孿生建立 1：1 模型
數位孿生是一種基於人工智慧的創新技術，正在實施以支援預測性維護。數位孿生是現場資源的數位複製品。數位資源會不斷更新營運數據，包括維護歷史記錄和營運資訊。然後，機器學習演算法會識別異常情況，以偵測資產故障的早期跡象，並使營運商能夠安排維護。
數位孿生還有其他應用。殼牌4 號在開發深水油氣田時使用數字孿生。它運行模擬並測試不同的配置，以確保基礎設施在實際施工之前針對安全性和效率進行優化。同時，挪威能源公司 Equinor5 使用現有或規劃中的石油和天然氣設施的數位孿生，使營運商能夠在無風險的環境中充分了解設施的性能和維護情況。
利用人工智慧提高煉油廠的安全性
保護人員、設備和環境是石油和天然氣行業的首要關注點。基於人工智慧的預測性維護使公司能夠在問題成為安全問題之前發現問題並安排維護。這降低了事故風險，並為員工創造了更安全的工作條件。
基於人工智慧的工具還可以執行直接、即時的安全監控。感測器可以監控設備功能、環境條件，甚至工人活動。人工智慧工具可以通知員工任何安全問題，以便採取糾正措施來防止安全事故發生。
在交通運輸中，人工智慧工具可以根據交通和天氣狀況確定石油和天然氣產品的最佳運輸路線，以最大限度地降低危險物質運輸過程中發生事故的風險。這些工具可以分析交通、天氣和道路數據，以找到最安全、最高效的交通路線。
透過模擬實現更安全的石油和天然氣作業
沉浸式人工智慧驅動的模擬可以在石油和天然氣設施中創建逼真的環境，使操作員能夠練習實施安全程序並應對有毒洩漏、火災和關鍵設備故障等事件。這使操作員能夠熟練實施標準協議，並節省實體模型和現場演練的成本。
埃克森美孚一直是基於人工智慧的訓練模擬的先驅。2013 年，埃克森美孚研究卡塔爾6 號共同創建了天然氣處理設施的沉浸式操作員培訓模擬器，其中包括 300 多個交互式控制設備。
該模擬器描繪了 3-D 旋轉閥門和儀表，並提供增強的 4-D 反饋，包括觸覺響應、氣味、振動和風。2015 年，埃克森美孚授予 EON Reality Inc. 該技術的全球商業許可證。
人工智慧在石油和天然氣領域的未來
人工智慧有望顯著改善石油和天然氣產業的流程並節省成本。多家公司在人工智慧技術上進行了大量投資，並正在從中獲利。
未來採用人工智慧面臨的一個挑戰是，公司將使用這些工具來增強其現有流程，而不是改造其流程以充分利用這些工具的潛力。這項挑戰遍及各行各業：只有 8% 的公司採取支援大規模採用 AI7 的做法。儘管如此，石油和天然氣領域的人工智慧市場���將持續成長。預測石油和天然氣行業的人工智能市場規模將從 2024 年的 3.14 億美元增加到 2029 年的 5.7 億美元7.
Ambiq 如何做出貢獻
可用於預測性維護的智慧感測器需要嵌入整個石油或天然氣現場。他們可以接受培訓來收集和發送數據，根據聲音、溫度、氣味或振動提醒技術人員機器是否容易發生故障。這些感測器必須具有足夠節能和強大的功能，以處理邊緣 AI 工業應用。
Ambiq 具有多種超低功耗片 上系統 （SoC）， 旨在處理預測性維護等複雜任務，同時從傳感器中獲取最少的能量。石油和天然氣等工業部門可以高枕無憂，因為他們知道他們擁有可靠的數據，可以在潛在問題變得昂貴或災難性之前警告他們。在 此處探索 Ambiq 的其他應用程式。
來源：
1 全球一次能源供應量（按來源劃分） |統計 |2024 年 6 月 28 日
第 2 章： 全球石油和天然氣勘探與生產 – 市場規模 |宜必思世界 |2023 年 9 月 28 日
3 石油和天然氣行業的人工智慧：優勢和用例 – Anadea |2023 年 10 月 5 日
4 殼牌如何充實數位孿生策略 |電腦周刊 |十月 29， 2020
5 Equinor探索Kongsberg數位孿生在實現無人海上設施方面的優勢 – KONGSBERG – 保護人類和地球 |2024
6 沉浸式 3D 操作員培訓模擬器技術 |埃克森美孚卡塔爾 |七月 8， 2019
第 8 章： 石油和天然氣市場中的人工智慧 – 人工智慧 – 趨勢與公司 （mordorintelligence.com） |2024
7 石油 和天然氣上游的人工智慧：未來趨勢、挑戰和情景 – ScienceDirect |2021 年 3 月
