从数字xx到智慧xx

二十年前，术语“数字地球”开始在科技界出现。1998年1月31日，时任美国副总统的戈尔在加利福尼亚科学中心做了“数字地球——认识21世纪我们这颗星球”的讲演，从此，这一术语迅速在全球传播。1999 年9 月, 在美国马里兰大学召开的一次关于数字地球的会议上，大多数人同意把“数字地球”定义为“数字地球是我们星球的一种虚拟表示，使人们可以探察汇集有关地球的自然和人文信息，并之互动”。很快“数字xx”成为当时颇为时尚的术语。后来又出现“智能xx”和“智慧xx”。这里的xx可以是地球、城市、农业、工厂、矿山、油田….。

以石油工业为例。大约十年前，传统劳动密集型的石油开采业务开始转化为现代、技术为导向的数字油田。数字油田连接人、过程和技术，提高了生产优化、协同工作、数据集成、决策支持、工作流自动化。从“Digitalfield（数字油田）”术语更衍生出了一系列新颖术语“xField（x油田）”，如Digital Oil and Gas Field（数字油气田）、Field of theFuture（未来油田）、Digital Oilfield of the Future（未来数字油田）、i-field（信息化油田）、e-field（网络化油田）、IntelligentField（智能油田）、SmartField（智慧油田）等。

在过去的五年里，数字油田已经发展为建立更完整的业务和合作环境，将油田与办公室进一步联系一起。可以将智能油田和智慧油田看为数字油田发展到了一个升级版——实现油田的智能化“闭环管理”——从地质或油藏研究，到勘探与生产，甚至直到销售点。近年，一些国外著名大学研究机构，更提出了智慧油田闭环管理框架，例如，图1右边的园环示意图，是根据斯坦福大学智慧油田实验室的智慧油田闭环控制改编的。

图1 智慧油田闭环管理示意图

图1中间的动态数据同化的含义是融合数据到模型，或匹配数据和模型——在以往博文“地球科学数据同化”中，已经讨论过。在油藏管理中，可以测量的生产数据只有地面产量、含水率和井底压力等，无法直接得到油藏的模型参数（如渗透率场、孔隙度场等）和动态变量（如，压力场，油、气、水饱和度场等）。油藏工程师一般通过历史拟合，以获得对这些油藏参数的估算。历史拟合是指调整油藏模型，直到其动态接近于再现油藏过去的动态。这是石油和天然气工业预测未来的常用方法。可以通过数据同化技术和历史拟合技术的结合，实现“闭环”油藏管理。