石油地质与勘探名词（石油地质数字孪生概述）

《2020数字中国产品发展报告》中写道，“未来，基于边缘智能的数字孪生平台，将会进一步深化物理世界和信息空间的集成，成为数字化转型和第四次工业革命的重要载体。”

近几年，数字孪生技术在石油行业也备受关注，特别是在油价低迷时期，石油公司希望能够利用数字孪生技术进行降本增效。例如，荷兰皇家壳牌公司（Royal Dutch Shell）近期启动了一项为期两年的数字孪生计划，以帮助石油及天然气运营商更加高效地管理海上资产，加强工人安全保障，及探索可预见的维护时机。中石油、中石化等也在其新闻报道中越来越多的强调数字孪生的重要性，并与国内外相关企业进行了一系列的合作与运用探索。

诚然，随着技术的不断发展和迭代，数字孪生的应用场景会逐渐增多，所创造的价值也会随之扩大，在油田技术和服务公司的大力支持下，数字孪生很可能在未来几年成为油气业务的支柱。

常规数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

通俗地说，就是针对物理世界中的物体，通过数字化的手段来构建一个数字世界中一模一样的的实体，藉此来实现对物理实体的了解、分析和优化。

从现有资料看到的数字孪生基本上都是针对设备制造、智慧城市等可见的实体映射，针对石油勘探开发主体工作对象不可见的实体映射没有见到。

针对数字孪生核心意思，可以把石油勘探开发数字孪生定义为“充分利用地质模型、物理模型、地质认识、勘探开发历史资料等数据，集成多学科、多业务维度、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成对地下地质体及生产设备的映射，从而反映相对应的地下地质体及实体装备的全生命周期过程认识。是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的地下地质体及装备系统的数字映射、互动系统”。

由于石油勘探开发业务的复杂性，针对数字孪生核心意思可以把石油勘探开发数字孪生分为两种类型，一是石油装备数字孪生，二是石油地质数字孪生。

石油装备数字孪生和常规的数字孪生一样，可以沿用常规的数字孪生概念和处理技术。

石油地质数字孪生是有别于常规数字孪生的一种特殊类型，它是指“充分利用地质模型、物理模型、地质认识、勘探开发历史资料等数据，集成多学科、多业务维度、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成对地下地质体的映射与认识，从而反映相对应的地下地质体勘探开发全业务周期过程认识。是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的地下地质体的数字映射、互动系统”。

后续我们所讨论的数字孪生如果不特指都是指石油地质数字孪生。

准确地理解数字孪生内涵对如何实现数字孪生有特别主要的意义。对于石油地质数字孪生包括以下内容：

由于我们对地下地质体的认识不仅仅是认识地质体是什么样子，还要站在石油勘探开发业务的角度认识地质体的各项勘探开发业务特征，因此对地质体的全息认识包括客观实体描述认识和主管主题认识。

客观实体描述是指对地质体各项物理属性、参数的实际描述。石油勘探开发由于其专业的复杂性，在描述地质体的过程中不同的专业有不同的描述体系及描述内容，也有不同的描述方式。客观实体描述要从不同专业、不同维度分别进行描述。

主观主题认识是石油勘探开发决策过程中，以某个认识需求或者决策目标对地质体的主观认识描述。

全业务过程是指数字孪生可以贯穿石油勘探开发整个业务过程，包括一个地区从勘探、开发、生产、废弃等全生命周期过程。

全业务过程包括对一个油田的全业务活动过程及对一个地质体不同业务过程的不同客观认识结果。

全业务活动过程包括不同阶段、不同专业、不同技术、不同管理目标的全业务描述信息，由于业务的复杂性，我们可以用E&P模型描述业务活动类型及具体活动内涵。

对地质体的不同业务过程（或者叫业务阶段）的客观描述也是石油地质数字孪生有别于常规数字孪生的主要特点之一。它属于上面全息描述内容，但是对一个地质体不同阶段有多个版本的客观实体描述结果。

实时/准实时更新，是指本体和孪生体之间，可以建立全面的实时或准实时联系。两者并不是完全独立的，映射关系也具备一定的实时性。

由于石油勘探开发实体的复杂性，对石油勘探开发数字孪生本体和孪生体之间的关系也是一个复杂的多维关系，不是一个简单的一对一关系，这种复杂的多对多关系也需要在孪生体上实现。

所有的实时与准实时更新都是通过数据的更新及认识的更新实现。

双向互动，是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的并且本体与孪生体之间可以互动。也就是说并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的行动和干预。

石油勘探开发是一个不断认识不断深化的过程，所有的工作都是基于对地质体的认识做出的，因此双向互动在勘探开发业务中占有特殊的地位，尤为重要。

~~~更多精彩内容，我们下期再见~~~

更多石油地质数学孪生内容（特点、目标、建设方案等），敬请期待后续推送。