石油地质数字孪生的特点及目标

之前的文章 《石油地质数字孪生概述》 中，我们介绍了常规数字孪生的概念、石油地质数字孪生的概念及其内涵。本文主要介绍石油地质数字孪生的特点及实现目标。

由于石油研究对象、石油业务的特殊性，石油地质数字孪生相比常规设备类数字孪生有着非常明显的差异，主要表现在以下方面：

11 对客观实体描述的不确定性

常规的数字孪生一般是对某个特定的设备或者可见实体进行描述，对这些实体的描述属于确定性的描述。而石油地质研究的对象，是地下地质体，是无法直接观测的，因此对地下地质体的描述永远是研究者主观认识的描述，存在极大的不确定性。随着对地下地质体的认识深入，只能不断地接近客观实体。

12 对客观实体描述的动态性

对地下地质体的描述是随着石油勘探开发业务的开展不断深入、细化的，因此这个“客观”的实体是不断变化的，这和常规实体的唯一性有着较大的差别。这种变化需要随着工作的深入，要不断对地下地质体的描述进行实时更新。

13 数字孪生建立与运用的同步性

常规的数字孪生系统一般是先建立一个数字孪生系统，然后在这个孪生系统之上建立各种应用。而石油地质数字孪生系统是边建立边应用，在建立的过程中不断应用，应用的过程中又同时建立并不停地完善系统，两者是同步的，相辅相成的。

石油勘探开发研究对象处于地下，研究工作者无法直接观测和描述，所有对地下地质体的认识都是采用间接的方式。石油地质数字孪生是一种新的技术形式，通过这种技术可以将对地下地质体的直接描述和认识变成可能，从而解决业务上的很多技术问题。

21 对地质对象进行更准确的描述

只要能够测量与描述，就能够改善，这是工业领域不变的真理，对石油勘探开发同样这样。无论开展哪个工作，前提是对我们的工作对象进行准确的了解，都需要对地质体进行精确的测量和描述，对地质体的各种属性、参数和动态变化情况有全面的认识，从而实现在工作中进行精准的分析和优化。

过去对地质体传统的描述方法一般是单维度描述，不同维度的描述信息缺少有效的关联，从而对地质体的展示方式上也缺少更加直观的方法。

通过石油地质数字孪生可以对地下地质体进行更加全面、形象、准确地描述。对地下地质体的描述可以从过去的简单描述，升级为多个业务维度联合描述，对地质体可以实现全三维描述，并且可以随时间变化实现四维动态描述。同时，利用数字孪生技术，可以借助于物联网和大数据技术，通过采集有限的物理传感器指标的直接数据，并借助大样本库，通过机器学习推测出一些原本无法直接测量的指标和数据。

22 达到更全面的分析和预测能力

石油勘探开发各项工作都是建立在对地质体的分析和预测基础之上，特别是对未来的变化趋势及指标预测更是影响工作的关键指标。通过常规的分析方法和手段很难做到比较全面的预测分析，而数字孪生可以结合物联网的数据采集、大数据的处理和人工智能的建模分析，实现对当前状态的认识和评估、对过去发生问题的总结，以及对未来趋势的预测，并给予分析的结果，模拟各种可能性，提供更全面的决策支持。

23 实现工作过程的建模及标准化

石油勘探开发的业务过程是由一系列相互关联、相互结合的业务组成，同时该业务过程也是对地下地质体的认识、实践、再认识的一个深化过程。石油地质数字孪生可以很好的将石油勘探开发的业务过程和地下地质体的认识过程统一起来。

在石油工业中所有的石油勘探开发工作都是依据一定的行业规范或标准实施的，所以这个业务过程是标准化的。通过石油地质数字孪生可以将石油勘探开发工作过程进行建模及标准化，实现对业务的标准化 *** 作及管理。

24 实现对过去认识经验的数字化

石油勘探开发各种过程是对地下地质体不断认识的循环过程，所有的工作都是建立在前人的各种经验和各种积累基础之上的，因此对过去的工作及认识经验的总结在工作中占据非常重要的地位，采用传统方式难以对历史认识进行集成和深化。

而通过数字孪生技术可以很好地对过去的经验进行管理和应用，将原先无法保存的专家经验进行数字化，并提供保存、复制、转移和应用的能力，通过知识化的管理和应用加深对地质体的深化认识。

25 实现对未来趋势及各种认识的预测

通过对历史数据的管理不仅仅可以得到过去的经验，通过大数据分析处理技术还可以对未来进行很好的预测，这种预测结果对未来的工作有着巨大的指导意义。

26 实现勘探开发整个业务的闭环

我们对地下地质体准确的认识是为了更好地进行下一步的工作决策，整个石油工作就是在认识、实践、再认识、再实践的不断循环、不断深化的过程中开展的。数字孪生技术可以提供一个直观、客观的工作平台，一方面将认识成果沉淀起来，同时在该工作平台利用积累的认识成果进行新的认识，并指导下一步工作决策，实现整个勘探开发工作的闭环。

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