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埃克森美孚:上足了油的机器(1)


http://www.sina.com.cn 2006年05月22日 17:00 赛迪网

  【赛迪网讯】

  编者按

  油价飙升让石油巨头们获利激增,连创利润新高。在如云强手中,埃克森美孚(ExxonMobil)脱颖而出。

  要说最了解自己和自己的使命的公司,非埃克森美孚莫属。面对日益紧俏的石油和天然气资源,财力雄厚的埃克森大力投资应用软件的建设,增强了公司的开采能力,进而赢得了竞争优势。更重要的是,埃克森美孚还做到了技术发展与公司两大目标的紧密协同:一是开采更多的石油和天然气,二是创造更多的利益。

  现在就让我们一同走近埃克森美孚,看看这台上足了油的机器是如何做到始终走在同行前列的。

  石油巨头的挑战

  加拿大阿省(Alberta),正值融雪时期,连绵起伏的山岭和郁郁葱葱的松树林好像一夜之间就消失得无影无踪,取而代之的是一个个巨大的矿坑、庞杂的管线和无休无止的机器轰鸣声。

  这就是Syncrude油砂处理厂,位于正在迅速兴起的麦克墨里堡(Fort Mcmurray)的北部,是多家大牌公司的合作结晶,包括埃克森在加拿大的子公司帝国石油(Imperial Oil)、加拿大国家石油公司(Petro-Canada)、墨菲石油公司(Murphy Oil)、康菲石油(ConocoPhillips)、加拿大石油与天然气公司Nexen以及加拿大油砂信托(Canadian Oil Sands Trust)。油砂处理是一个不折不扣的劳动密集型工作,虽然两吨油砂才能生产出一桶合成原油,然而这里每天却能生产出24万桶打着Syncrude Sweet Blend商标的原油。

  从自行开发的电脑程序——监测自卸车上价值3.5万美元、13英尺高的轮胎是否正常运转,到新落成的控制中心——工程师通过桌面电脑监控设备自动运行,信息技术贯穿整个操作流程。工作人员遥控着各个流程,例如调节倒入巨型焦化器的沥青流量——焦化器利用强热分解焦油类物质,进而分离出更利于使用的油产品。

  Syncrude公司提供流程整合服务的负责人丹尼尔·布朗(Daniel Brown)表示,这些技术都是由公司的重要合作伙伴如霍尼韦尔(Honeywell)与惠普(Hewlett-Packard)等提供的,它们象征着Syncrude 30年来技术发展与商业目标的不断协同。

  早在上世纪80年代,当油价跌至每桶10美元时,Syncrude就通过投资新技术如水利运输——将油砂与水混合形成泥浆运送到提纯设备中,让公司躲过一劫,免遭破产。如今,Syncrude的合伙人更是每年斥资3000万美元,用于开发更有效的萃取方法。

  研发好比每十年完成一次登月

  Syncrude以技术应对商业挑战的故事,在很大程度上既是埃克森美孚的一个缩影,也代表着石油勘探的未来。

  从1978年生产出第一桶原油,Syncrude就开始不断吸取教训、总结经验。例如怎样将开关阀门的自动控制互相连通,抑或如何确保倒入巨型焦化器的油砂适量等等。而这些经验都将应用于一个全新的、独立的巨型油砂处理厂——埃克森正在筹划一个耗资65亿美元的Kearl Lake油砂项目,预计2007年破土动工,落成后其生产能力可达每天30万桶重油。

  “毫无疑问,容易开采的地方已经没有了。”负责埃克森上游计算部门的上游信息技术经理史蒂夫·康斯托克(Steve Comstock)说。

  “容易开采的地方已经被开采得差不多了。”康斯托克说:“如果倒退20年,你无论如何也想像不到今天我们所能做的事情。要是在上世纪七八十年代,在1000英尺深的水里钻井简直就像登月一样难以想象。可是现在,我们的产品竟然出自5000英尺、甚至是6000英尺深的水下。”

  “我们所做的事情好比每十年完成一次登月。”

  想登月当然要有钱。2006年,埃克森宣布其主要项目资金将从2005年的180亿美元增加到200亿美元。无论这笔钱用于业务发展,还是信息技术建设,内外界人士都无一例外地认为,埃克森的成功归功于其敏锐的、瞄准商业目标和利润的目光。

  飓风卡特里娜(Katrina)和丽塔(Rita)敲响了警钟,布什总统号召全国大型石油公司着手建立新的炼油厂,防止重蹈汽油危机的覆辙。

  对此,首席执行官提尔森(Tillerson)不以为然。他认为,埃克森提高现有生产设备的产量,就等于每三年建成一座炼油厂。埃克森进行了各种技术投资,例如较大型焦化器——从重油中分解出汽油和丙烷等更有价值的成分,较大型硫磺萃取设备——将硫磺从油和气中分离出来随后用作肥料,以及实现监控功能与数据获取系统更紧密的互连——进一步实现设备的自动化,而这种做法使得埃克森能够利用较少的人力,从现有海湾沿岸的提炼厂中生产出更多的石油。

  作者:汪蔚

  尽管其他石油巨鳄如英国石油(BP)纷纷开始标榜自己的“绿色”投资,如风能、

太阳能或者其他所谓的清洁
能源
,埃克森却不动声色。除非这些能源有利可图,否则埃克森不会轻举妄动,这是提尔森在今年3月份对参议员们的表态。

  无论现在,还是可预见的未来,石油都是要务。

  在埃克森,技术发展与商业目标的协同作用在上世纪80年代和90年代初得到了极大的发挥。它是最先在全球范围内实施SAP企业资源规划软件的企业之一。埃克森认为,如果一个系统能够将公司在世界各地的运营标准化并进行整合,那么效率将会大大提高,尽管这是一项十分艰巨、令人胆怯的任务。

  安迪·海勒(Andy Hayler)就是那个时期负责埃克森英国工厂SAP软件实施的人,后加入壳牌(Shell)任高级IT经理,再后来成立了Kalido公司——企业数据库提供商。海勒表示,从任一角度衡量,SAP软件的实施都很困难,况且很多内容都是德文更是加大了难度。

  他说,如果是任何其他的国际企业做同样的尝试,可能都不会成功,但埃克森的企业文化中没有“失败”的字样。

  “如果壳牌和埃克森一样,在二十世纪八十年代迈出这一步的话,我想他们可能会放弃。”他说,壳牌的管理结构更为分散。

  “埃克森一向谨慎,从不轻易接受新技术产品。”他说:“要在基础架构上添加新的软硬件,必须通过公司一个非常严格的审查程序,在做决定之前,他们会不惜时间地深思熟虑。然而一旦做出决定,他们就会不遗余力付诸实践,发挥它的作用。”

  康斯托克承认,埃克森每做一个技术决定都要用较长的时间,但他说这也直接反映了一个事实,即一旦公司下定决心部署某软件产品,就会全力以赴将其标准化。例如2003年9月,埃克森从Ariba公司引进一套花销管理软件,用于管理从购买到使用的所有费用,分析公司采购,并自动生成人员成本和差旅报告。Ariba软件在全球范围内的部署,使用的是标准的模板和控制装置。

  帕特利希·惠勒特(Patricia Hewlett)是埃克森信息技术副总裁,负责全球业务运营系统。最近他在接受CIO Today杂志采访时表示,埃克森永恒不变的焦点就是利益最大化。公司之所以能够保持领先优势,不仅得益于开发专用系统以勘探新的油气田,同样重要的是核心电算服务的高效传送。

  康斯托克介绍说,除了类似SAP和Ariba的企业管理系统,埃克森还为工程师和地球学家提供统一的电算系统,例如用于分析打井进程中的数据标准应用软件。此举的动机很简单:提高效率,降低成本。

  海勒也举例说,埃克森决定采用IBM的DB2作为公司数据库标准之前,曾经经历了一个“备受煎熬”的漫长过程。然而决定之后,公司上下便立刻开始实施这项技术。“除了严谨,埃克森另一个独特之处是他们非常热衷基础架构产品的标准化。”他说。

  “埃克森有着非常强大的企业文化,由上至下影响着每一个人。领导们常说,我们这样做,大家都会跟着这样做。”

  这并不是说埃克森的决定永远都是正确的,海勒立刻补充道。有时,那种“不发问”文化不仅意味着方枘圆凿,而且还意味着最佳软件可能会因为标准化而被忽略。

  埃克森的平衡法则

  作者:汪蔚

  创新也是埃克森的骄傲,康斯托克辩解说。但他承认,在埃克森,每一项新技术的开发都会受到管理团队的密切关注,而且总是以某个商业目标为动机。例如,埃克森安装了一个新的系统来监控一个钻机打新井时所消耗的能量,其根本目的是要减少打一口井的时间。

  2005年埃克森启用了一个名为“快速钻井方法”的系统,它利用安装在钻头后面的传感器,测量如钻头的冲击力、旋转速度以及扭矩等因素。埃克森通过使用该系统,最终将钻井时间缩短了35%。

  平衡记分卡(Balanced Scorecard)系统是埃克森用以衡量协同效果的一个方法。平衡记分卡是1990年代由罗博特·卡普兰(Robert Kaplan)和大卫·诺顿(David Norton)共同提出的一种测量体系,衡量企业的一举一动是否有利于实现设定的远景或者目标,它所基于的理念是无法定量评价的工作就无法改进。

  据此,埃克森为关键业务设定了一些尺度,例如将钻速提高35%或将炼油成本降低10%。同时还有反馈回路,用于判断那些目标是否实现,进而调整战略不断弥补缺陷。

  确定了经济目标使得埃克森以及其他采用平衡记分卡的公司能够更好地做出技术决策。平衡计分卡团队(Balanced Scorecard Collaborative)的技术副总裁罗博特·歌尔德(Robert Gold)说。

  埃克森另一个重要的协同之道,就是从最终使用软件的部门中派人参与到开发团队中。“我们将用户部门的人安插到研究试验室协助编写代码。” 康斯托克说:“以此确保开发出来的软件在台式机上可用且有用。”

  汤姆·提歌(Tom Teague)曾经效力埃克森18个年头,期间带领多个团队开发和支持多达30个用于上游部门的工程程序。他说软件开发是一个合作型非常强的工作,它可能是应业务部门的某个具体要求,也可能研发部门出于改进某项操作的考虑而自发的行为。

  提歌于1999年离开埃克森,在休斯敦成立了Protesoft公司,专门从事高度自动化行业的软件整合业务。提歌说在他就职埃克森研发机构的18年期间,他在公司各个上游业务部门中建立了一个联络网,使他能定期与各个部门就他们面临的挑战进行沟通。

  一次,提歌在沟通中得知油藏工程师遇到了困难,他们希望找到一个最具成本效益的方法来提高老油井的产量——超级计算机驱动的油藏模拟软件未必适用老油井。以往当老油井或气井的气压下降时,工程人员通常会借助人工加压的方法,例如在井底放一个泵或者往里面补气。

  于是提歌组建了一个软件开发团队,首先确定油藏模拟软件的商业需求,然后明确必备的条件。他说,最重要的是让有关部门的一名工程师直接参与软件代码的开发工作。

  “共同的商业目的好像一根线,将五花八门的想法串在一起。”提歌说:“我们这样做并不是出于兴趣,而是因为这能为埃克森带来商业利益。”

  据康斯托克说,关注商业需求是对设计和开发阶段的延伸。一旦某个软件投入使用,就会密切追踪谁在使用它、什么时候用以及用了多久。最重要的是,它所创造的经济价值是多少。

  康斯托克负责大约30个核心应用软件,有了它们,埃克森不仅能够发现新的油气资源,而且还能了解如何最好地利用这些资源,计算出将油气抽取到地表的最佳速率,进而实现产量和利润的最大化。

  这组软件中包括三个核心信息系统,是在位于休斯敦的埃克森上游研发中心开发出来的专用商业智能软件,被埃克森视为制胜法宝。

  在众多软件中,最具价值的当属4D

地震成像技术,它主要用于确定新的油气资源所在位置。

  在早期的石油勘探中,很多公司只能通过观察地表现象来确定打井的位置。那种方法钻出来的井比较浅,而且成功与否很大程度靠运气。通常钻十口井,只有一口出油。直到上世纪30年代迎来了一次重大的变革,石油公司开始利用声波勘探,能更好地探测地表以下的地质情况。

  1967年,埃克森在技术上更上一层楼,对休斯敦附近的一个油田进行了3D地震勘测,拍摄出世界上第一幅显示出深度的勘测图片。经IBM改进,埃克森具备了生成三维地表图像的计算能力。用以解析地震数据的计算能力和运算法则不断改进,大大提高了3D软件生成图像的准确度,信息量也大大增强。

  在埃克森位于休斯敦的Center for Interactive Interpretation中心,你可以看到最先进的地震成像技术。在那里,地质学家和工程师甚至可以在地震数据的3D投影(依赖超级计算机和并行处理的改进)中走来走去。通过3D指示器——用于操纵虚拟环境中的物体的设备,可以规划出一个新的矿井,油储的效果和变化一目了然。

  现在这个强大的系统又有了新的发展,其中添加了时间元素,或称4D。通过汇聚不同月份、不同年份的地震数据,地质学家和工程师就能追踪油储的变化。

  康斯托克说,这些先进技术的综合使用,对于提高埃克森钻井成功率意义非凡,而这个成功率就是一个衡量技术协同的尺度。目前,埃克森的成功率已经超过50%。而据美国能源信息管理局(Energy Information Administration)统计,在过去的十年中,整个行业的钻井成功率约为35%。

  作者:汪蔚

  要知道钻一口深水井的成本高达6000万美元,因此较高的成功率意味着无可比拟的优势。况且有了这项技术,即使在更为复杂和困难的地质结构中,埃克森也拥有尝试的机会。“现在我们的钻井场面非常壮观。” 康斯托克补充说,例如俄罗斯的库页岛,油井从地面平台钻入地下,再水平钻到距海岸6英里的海底——那里储藏着石油。

  虚拟钻井:埃克森的技术利刃

  对于埃克森勘探、开采以及生产环节,第二关键的要素就是指导钻井技术。埃克森是最早创建虚拟钻井中心的石油公司之一,该中心用于在全球范围内监测、分析和指导钻井方位。安装在钻头后面的传感器能够收集各种信息,从井深到钻头速度、进出泥土的流量、气压和温度等数十种数据。获取的信息通过卫星传输到位于休斯顿的钻井信息管理中心。在那里,工程师和地球学家们监控这些数据,进而指导现场操作,

  这种操作好比外科医生的工作。打井方位稍微偏离几度,就会错过目标或破坏油储,或导致石油渗出,或致使水渗入。

  虚拟打井最大的优点是,工程师与地质科学家不必出现在墨西哥湾、安哥拉或北海的钻井平台上,就能指挥操作过程。

  “如果我们只有一个权威专家,不可能让他同时出现在所有这些地方。” 康斯托克说:“现在他只要呆在钻井信息管理中心,就能指挥多处操作。”

  这也是埃克森能够在不减产的情况下,将地质科学家的数量从1999年收购美孚时的3000人减少到现在的1500人的原因。

  商业智能引导石油资源勘探

  数字化能源链的第三个关键环节,就是其专属油藏模拟系统,即EMPower,它对埃克森生产石油和创造利润影响最大。此前,埃克森以及美孚(被收购之前)都创建了各自的新一代模拟器,而EMPower正是强强联手的结果。

  康斯托克说,二者合并之后,本打算评估两家公司各自研发的模拟器,选择其中较好的那个。结果发现二者各有千秋,例如生成非结构网格的尖端技术。于是公司决定重新创建一个油藏模拟器,再投入6000万美元,综合两个模拟器的最佳性能。

  一旦埃克森成功打出一口井,接下来的重要任务就是将资源开采出来,并在这个过程中确保石油及利润的最大化。诸如早期在德州开采的那些传统油井通常间歇性冒油,因此只要封好井口,就能好几年不停地出油,坐享其成。

  然而现在不同了,油藏管理成为一门极其复杂的科学。例如,一个油藏的含油量为1亿桶原油,但如果不借助外力,大概只能产出2500万桶。因此要想再生产2500万桶,埃克森还需要具备多种技术手段,例如安装地下泵,或者补水补气增压。每一举措都会增加成本,并可能造成消极影响。补水过多会造成油气混合,外力干预还可能影响井内本身的气压,而这些都会最终导致成本上升。

  油藏模拟器通过复杂的、多年优化的、且计算能力仍在不断提高的运算法则,使得油气公司能够最好地规划如何管理油藏。然而并不是每一个油藏或气藏都需要通过一个超级计算机来确定如何管理那些资源,有时可能会白白浪费成本、专门技术以及运算资源。

  对于这一问题,埃克森再次自力更生,利用内部开发的技术找到了一个标新立异的出路。上游研究部门创建了一个缩小版的EMPower系统,运行在Linux集群以及一台标准的台式机或笔记本上。这样一来,从每日10万桶的油藏到每日1000桶的油藏,该软件都能派上用场。

  至于4年来EMPower究竟为公司创造了多少商业价值,康斯托克拒绝透露。但埃克森上游研究总裁史蒂夫·卡斯安尼(Steve Cassiani)曾在2004年8月的一次演讲中表示,EMPower是公司最欢迎的软件。他们通过对五个使用EMPower管理资源的油田进行小规模评估,了解到EMPower能让埃克森再生产出1亿桶石油。

  去年9月在苏格兰阿伯丁举办的一个行业会议上,埃克森国际(Exxon International)的主席罗伯特·奥森(Robert Olsen)指出,北海的Beryl油田是埃克森的典范。20世纪70年代发现该油田时,公司预估它的产油寿命为20年,产量可达6亿桶石油当量。然而30年后,在更有效的地震分析、更先进的钻井技术以及改良的油藏模拟软件共同作用下,Beryl油田“老当益壮”,有望再生产13亿桶,超出最初的预估产量两倍有余。若按今天的油价计算,那就是420亿美元。(n101)

  作者:汪蔚

爱问(iAsk.com)



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