能源是人类生存和发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家安全。2013年11月22日青岛发生的油气管道泄漏导致的爆炸案给我们再次重重地敲响了警钟。油气的泄漏不仅会造成对环境的污染和破坏，其爆炸对城市的破坏也是巨大的。
如何在高速的能源工程建设中保证安全已经是摆在我们面前的一个重大课题，本文将从安全、高效生产等方面介绍数字化技术在能源工程建设及运营中的作用、意义及方法。
能源工程的建设是一个综合工程
能源工程的建设是一个综合工程，涉及各个学科的交叉应用，建设环节繁多，环境复杂，而且能源工程的运营也存在着诸多的安全风险。因此在建设和运营的各个阶段都需要全面的掌握管理对象的基本属性、运营状态以及管理活动等信息，并能够及时、准确的了解可能存在的风险，对安全事件进行监控和预警。从油气田的勘探开发中的地质(Geology)、地球物理 （Geophysical）到地面工程建设各个环节的地理（Geography)这3G技术环节都有非常强烈的安全工程技术要求和现实需要。基于这3G技术的数字化（智慧）能源（油气田）工程建设，在人民生活和经济生产的应用中显得越来越强烈和必要。
GE（美国通用电气有限公司）全球高级副总裁、GE发电集团全球总裁兼首席执行官斯蒂夫.伯兹向中国工业报记者说“能源行业的数字化变革，将是未来十年间我们所能见到的最大变革。”通过应用数字化技术，2016年GE已节约生产成本5亿美元，到2020年预计将达到10亿美元 操作系统Predix在2015年已产生了50亿美元的收入，今年预计将达到60亿美元
基于这种数字化转型，全球电力工业新增产值未来十年将达到8.6万亿元人民币，“他们来自对电力可靠性的进一步提升，电力输送过程中损耗的降低，以及电力使用者即消费者向电力生产者身份的转变。”
以油气田及长输管道工程为例，数字化对能源建设的作用表现在以下方面：
首先，通过“信息资源整合集成”，能提升企业信息化应用水平。其次，以“一体化运营”为核心，业务协同由内部协同向外部协同发展。第三，利用“虚拟现实”技术，在三维可视化环境中进行研究和决策。最后，数字化建设与“业务流程”高度融合，实现业务全流程的自动化、智能化。此外，利用“资产管理”能提高操作效率、持续性和遵从性。通过“数据深度挖掘和专家知识的加工积累”，实现智能化决策支持。
数字化能源工程的构成
数字化的能源工程总体框架分为基础设施、数据采集、数据层以及应用层，其中安全体系和标准体系是数字化能源工程运行的总体保障。
具体说来，基础设施包括网络、硬件设施、自控系统和视频监控系统。
数据采集层负责将生产、设备、应急、培训等各个专题的结构化和非结构化数据按照数据标准规范进行采集和处理，并统一进入到中心数据库各个专题数据集中；中心数据库保证了各个专业公共数据的一致性；在中心数据库之上构建一体化平台，一方面实现数据访问的集成和统一，即对于中心数据库数据发布统一的访问服务接口，供上层应用访问，另一方面，通过SOA架构构建系统的应用集成平台，可以方便的管理各个业务应用服务，并灵活的进行服务的配置和调用，为未来应用扩展提供了可伸缩的框架；应用层包括生产、设备、应急、培训各业务应用，形成一体化生产运营应用能力。在整个框架中，形成一个辅助决策、应急、运行支持以及展。
数字化能源工程建设的核心意义
从基本框架我们可以看出，数字化能源工程建设包含了生产、设备、应急、培训等多个方面的应用，其核心功能在于：
（1）二三维一体化平台
什么是二三维一体化平台？提供数字能源工程图形、属性信息输入输出功能，形成分布式空间数据银行，提供分布式空间数据的完整性控制技术、目录服务技术、虚拟现实技术、WebGIS技术、多媒体技术、交互式的三维可视化、导航技术等，向全企业提供基于地理图形的各种服务。
（2）油气田（矿场）勘探开发一体化生产管理
勘探开发是油气田企业的种业业务，面向勘探开发提供协同的办公平台，提供统一的业务平台，提供综合的数据平台，主要包括以下几个方面的应用：
（a）油气勘探开发信息管理
以勘探部署、项目研究、资料处理与解释、油气资源评价和储量计算的全面计算机化为目标，实现地震、测井、录井、试油、试采等资料采集、处理和解释一体化，实现全企业信息共享。
（b）油藏描述信息管理
包括油藏描述、油藏开发分析数字化分析决策、油气田开发指标计算和预测、油藏数值模拟数据管理、油气田开发图形、图表生成绘制、编辑、输出、油藏参数的三维可视化显示等功能。
（c）油气开发
油气田开发是石油行业的核心领域之一，其信息化和软件工作就是要完善和建立起齐全的油气田开发地质、监测、作业、工艺、集输各部分的生产信息采集、处理的网络体系，通过科学计算进行开发方案优化，实现油气田开发地质、采油工艺、生产测井、三次采油生产和可研信息网络查询和应用的一体化。
（d）钻井信息管理
钻井工程围绕企业的钻井生产管理和钻井设备及工具的全面管理，钻井过程各种信息的采集和处理，实现计算的网络化和自动化，钻井工艺研究和工程设计，不同地质条件对钻井影响的技术研究，固井质量技术研究及钻井成本控制等方面开展信息化和软件的开发应用，从而提高钻井生产、技术和经营的水平和效益。主要涉及钻井地质、钻井工程、钻井管理和固井工程四个专业。
（3）生产运行辅助决策
可以在勘探、施工、建设、开发等各个阶段提前对工程进行合理的规划，使许多部署方案、开发方案在选址、选线、运行环节尚更合理，降低风险，提高效益。
综合来说，数字化技术在市场普及是必然的，也是工业发展很重要的一个因素。利用能源数字化技术，综合GIS技术、多媒体技术、信息集成技术构建数字化能源工程管理系统，将物理的能源工程数字化，通过物联网技术将现场的状态信息实时的传递到远程的管理者办公室，并将各种管理活动规范化、流程化、自动化，从而达到掌握现场情况、明晰管理活动、实时与动（静）态的全面分析风险、安全事故预控的目标。
其实数字化技术不仅可以应用在能源的开发、生产也可以用在别的制造业，前景还是非常广阔的。
