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用于增强上游能力的数字孪生技术...
数字孪生作为一项将改变石油和天然气行业的尖端技术，正受到广泛关注。数字孪生由连接整个产品生命周期数据的数字线程驱动，可以实时虚拟镜像或模拟流程、资产和项目，从而产生非常有价值的见解。创造价值、实现优化生产、提高可靠性、提高安全性和增强预见性的承诺，正在推动石油和天然气运营商发挥其潜力。尽管有这些声称和预期的好处，但实际价值往往很难量化并明确与数字孪生技术联系起来。此外，参考架构的定义和可用性缺乏一致性，导致在实施该技术时缺乏标准方法。本论文试图研究和总结数字孪生的支持技术（例如基于模型的系统工程、网络基础设施、物联网 (IoT) 和自动化），并深入了解当今使用的行业数字孪生应用。对一个简单的生产设施进行建模表明，数字孪生有可能改善对设施故障的预测和缓解，从而提高项目的整体可用性和改善财务前景。在海上深水设施上使用的高度稳健和集成的数字孪生的模拟结果显示，27 年来净现值提高了 2.11 亿美元。随着数字孪生增强上游功能，减少日常物理检查要求的考虑变得更加可行。然而，随着海上人员成本的下降，软件开发和维护的成本将急剧增加。通过数字孪生平台提供的这种增强的严谨性和监督，石油和天然气资产能够更好地进行远程监控和控制。从由建模和分析、支持技术和数据组成的三部分数字孪生框架的角度来看，数字孪生可以从虚拟代理到完全自主的系统提供价值。论文指导老师：Olivier L. de Weck 职称：航空航天和工程系统教授 论文指导老师：Maha Haji 职称：航空航天博士后研究员
萨斯喀彻温上游石油公司
本指令为萨斯喀彻温省上游石油行业提供了全面的存储标准。存储标准的目的是确保上游石油行业生产、生成和使用的材料以对环境负责的方式存储。能源和资源部 (ER) 建议所有运营商采用以下环境和安全措施： 选择对环境潜在影响最小的存储方法； 实施操作程序、维护实践和检查程序，以防止存储容器和相关设备发生故障、溢出和泄漏； 以以下方式存储材料： 它们不会产生极端的热量、压力或引起火灾或爆炸； 它们不会产生造成火灾或爆炸风险的不受控制的烟雾/气体； 它们不会损坏存储容器的结构完整性； 不相容的材料被隔离，以防止与其他不相容的材料接触并污染良性材料。储罐、容器和设施的设计、建造和操作应符合适用的行业标准，并遵守 ER 的立法、法规和其他监管机构的任何适用要求。遵守本指令并不意味着运营商可以免除其遵守适用于其存储设施或存储设备的所有适用的市政、省和/或联邦要求的责任。萨斯喀彻温省严格禁止将火炬坑用作存储容器。除非获得 ER 书面批准，否则火炬坑的退役截止日期为 2004 年 1 月 1 日。任何剩余的未修复火炬坑必须立即报告给 ER，并提交退役计划。受污染的火炬坑应尽快挖掘并按照 ER 的要求进行修复。不遵守此要求可能会导致许可证被吊销或其他立法行动。土坑可用于紧急情况下的油性和盐水储存。任何用于储存油性和盐水废物的土坑都必须遵守 GL 97-01《萨斯喀彻温省油性副产品储存结构建造和监测指南》（GL 97-01）的所有要求。
上游石油天然气行业的创新和新技术
用于通信和电力输送的电缆。用于勘探的 ROV 于 70 年代推出，代表了该领域的重大技术更新：由于它们可以设计为在极高的压力和低温条件下运行，相对于人类操作员，它们能够发现大量以前被认为不可能勘探的新油田，从而增加了石油和天然气公司的机会。ROV 的引入还降低了勘探作业的成本，除了经济方面，它们还通过替代和取代人类操作员提高了安全性。ROV 也是从外部部门（在本例中为军事部门）向上游石油和天然气业务进行技术转移的一个例子。进入石油和天然气行业的技术通常会进入丰富的创新链并得到完善和商业化。ROV 也是如此，多年来，ROV 一直被上游行业采用，并在海洋生物学科学研究中找到了新的应用，多年来它们一直被用于搜寻著名的沉船和发现新的海洋物种。以下段落将介绍和讨论 E&P 领域的一些最重要的新技术。 2 简介 创新及其应用 石油和天然气领域的创新和技术转让，特别是上游作业，为提高能源效率和减少作业对环境的影响提供了许多机会。在众多创新中，以下段落将分析其中一些。 2.1 高分辨率地震采集 工程师一直负责模拟和图形化表示地下油藏几何形状。遥感数据首先用于模拟地下，地球科学家能够根据对所生成图像的解释绘制地图和岩石特性模型。Reginal Fessenden 是第一个从地震数据推断地质结构的人，并于 1917 年为该方法申请了专利。后来，其他技术也被用于分析井的内部，例如电极测量、基于电磁波的测量、高性能计算技术和纳米技术，以改进油藏分析和建模。海底结构重建所涉及的主要技术包括地面地震数据生成和采集，即反射地震学。但并非所有旨在提高成像分辨率的技术都涉及传统地震学。例如，微重力代表了一种低成本的替代方案。与储层相关的重力场随着密度不同的储层流体通过储层地层的运动而变化。
上游石油和天然气行业的甲烷管理：
甲烷是继二氧化碳之后第二丰富的人为温室气体。其温室气体效应在短期内明显更强，比二氧化碳更强大。然而，与二氧化碳相比，甲烷在大气中的寿命更短——平均为 8-12 年（二氧化碳可在大气中存在数百年）2。政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第五次评估报告 (AR5)3 估计，甲烷是人为辐射强迫总量的第二大贡献者，相当于二氧化碳辐射强迫4 的 58%。建议使用的 IPCC AR5 估计，甲烷的全球变暖潜能值 (GWP) 在 100 年的时间尺度上是二氧化碳的 28-34 倍5，在 20 年的时间尺度上是二氧化碳的 84-87 倍。通过减少甲烷排放来降低近期全球变暖速度的能力为社会提供了宝贵的气候风险管理缓解选项。
人工智能和机器人领域的负责任研究与创新 (RRI)：一种对心智与机器的后人类同理心的关系方法 20 世纪 80 年代末开始的对人类基因组计划的伦理、法律和社会影响 (ELSI) 的研究到 2010 年左右成为美国联邦预算的一项。ELSI 研究成为美国和欧盟政府科技机构自我反思的一部分；负责任的研究与创新 (RRI) 的道德理想已成为一种专业规范。1 这个历史性的例子作为跨学科可能性的愿景，指导了以下提议，即在心智与机器计划中系统地整合技术和道德，并作为纽约大学对这些问题的持续承诺的一部分。2 人工智能和机器人研究与人类基因组计划非常相似，并且肯定会从类似的处理中受益。 RRI 提供了一种替代事后应对新技术影响的趋势的方法：它关注社会影响“上游”的设计问题和实施前的初始条件。RRI 在实施阶段的“中游”也非常有效。在信息科学和技术的情况下，上游和下游之间的距离相对较短，中游干预的价值变得更加明显。3 对初始条件的敏感性是所有复杂自适应系统的一个特征——必须考虑到这一事实
人工智能和机器人领域的负责任研究与创新 (RRI)：一种关系方法，用于实现思想和机器的后人类共情 20 世纪 80 年代末开始的对人类基因组计划的伦理、法律和社会影响 (ELSI) 的研究，到 2010 年左右成为美国联邦预算的一项。ELSI 研究成为美国和欧盟政府科技机构自我反思的一部分；负责任的研究与创新 (RRI) 的道德理想已成为一种专业规范。1 这个历史性的例子是跨学科可能性的愿景，它指导了以下提议，即在思想和机器计划中系统地整合技术和道德，并作为纽约大学对这些问题的持续承诺的一部分。2 人工智能和机器人研究与人类基因组计划非常相似，并且肯定会从类似的处理中受益。RRI 提供了一种事后应对新技术影响的趋势的替代方案：它关注社会影响“上游”的设计问题和实施前的初始条件。RRI 在实施阶段的“中游”中也非常有效。在信息科学和技术的情况下，上游和下游之间的距离相对较短，中游干预的价值变得更加明显。3 对初始条件的敏感性是所有复杂自适应系统的一个特征——在任何希望整合人类和非人类系统的系统研究中都必须考虑到这一事实。中游发展阶段的亚稳态中介和过渡结构往往呼应了对初始条件的系统敏感性：它们易受干扰，因此容易受到一定程度的调节和管理。中游调节增强了道德干预的有效性 中游 RRI 在跨学科计划（如“心智与机器”）的情况下也具有强大的潜在影响。中游调节的实验室民族志研究表明，将社会科学家和人文研究人员嵌入科学和工程实验室可以增强反思方法实践和协调，从而使上述学科领域受益。4 一个非常适合当代人工智能和机器人研究跨学科性质的哲学框架是本体结构现实主义 (OSR) 5 。过程哲学与复杂自适应系统的一致性为设计和自然系统的稳健跨标量集成提供了进一步的本体论基础。以新康德哲学及其与过程形而上学的亲缘关系为基础的 OSR 具有根本的关系基础，它提供了适应性的概念能力，以应对技术的快速发展及其社会影响。科学和工程中的仿生 6 范式在这个方向上取得了有趣的进展。在伦理信息理论、神经科学、社会网络理论、生态学、系统理论和气候模型的交叉点上，生态模拟范式即将出现；这可能成为“环境人工智能”和机器人技术新方法的沃土。半个世纪前，克拉克和库布里克在《2001：太空漫游》中设想了环境人工智能，即 HAL， 7 并在斯皮尔伯格的《少数派报告》中重新构想为一个完全沉浸式的安全和商业环境。在现实生活中，IBM 和其他公司继续开发人机协作系统，这可以被视为生态模拟范式的初稿。虽然仍处于推测阶段，但由本地化和分布式机器人组成的自主自学型人工智能可以在日托环境中像婴儿一样被抚养长大。人工智能代理和人类之间精心策划的互动可以共同创造一个自组织生物的世界，其生态相互依存构成了后人类同情的有机基础。总结：基于认知责任 8 和社群伦理的自我限制是后人类同情的先决条件，这种同情可以为人类、非人类和人工智能代理之间的未来互动奠定基础。在精心策划的环境中，对负责任的创新模型进行自我学习、自我限制系统的训练，为新形式的共同生成的知识生产打开了大门，这些知识生产能够认识并响应人类和非人类价值观的处境。
表征由于高阻塞引起的上游影响
_________________________________ _________________________________ Robert J. Wilkens，博士，P.E.Eddy M. Rojas，博士，文学硕士，P.E.研究与创新副院长 工程学院院长 工程学院教授
资源清单：蛇河上游流域 | 1998 年 12 月
蛇河上游流域是一个干旱至半干旱大陆性气候区，主要受北太平洋大气环流控制。迁移的风暴系统在夏季产生横跨该地区的干燥亚热带气流，在生长季节带来几乎无雨的条件，导致年平均总降水量不足 10 英寸。有些地区每年的降水量不足 5 英寸。在平原边缘和东北部，较高的海拔和地形影响导致降水量高达 20 英寸。流域外围山区降水量较大，每年高达 70 英寸。图 2 显示了流域的年降水量分布。几乎所有的地表水流入和地下水补给都来自支流盆地冬季和早春降水的储存和释放，这些降水是由来自太平洋的寒冷北极空气入侵抬升不稳定的海洋气团带来的。
由于高阻塞而导致的上游效应的特征
_________________________________ _________________________________ Robert J. Wilkens，博士，P.E.Eddy M. Rojas，博士，文学硕士，P.E.研究与创新副院长 工程学院院长 工程学院教授
上游开放阅读框的基因组编辑启用...
通过上游开放式阅读框（UORF）的翻译调节已成为控制从下游初级ORF（PORFS）1-5合成的蛋白质量的一般机制。我们发现，植物中内源性UORF的基因组编辑能够调节来自四个porfs的mRNA的翻译，这些porfs涉及发育或抗氧化生物合成。针对具有UORF启动密码子的区域的单个指定RNA可以产生多个突变。UORF编辑后，我们观察到四个porfs中的mRNA翻译数量不同。值得注意的是，编辑了LSGGP2的UORF，该UORF在生菜中编码了维生素C生物合成的关键酶，不仅增加了氧化应激耐受性，而且增加了抗坏血酸含量的含量约150％。这些数据表明，编辑植物UORFS提供了一种可推广，有效的方法来操纵mRNA的翻译，可用于剖析生物学机制并改善农作物。
工业 4.0 对石油和天然气上游业务的颠覆
Ravikumar 博士，G.V.V.是 Infosys 工程服务部高级工程组 (AEG) 的负责人。他拥有超过 25 年的研究和行业经验。他感兴趣的领域包括飞机结构、知识型工程、复合材料、人工智能、机器人技术和工业 4.0。他撰写了 45 多篇技术论文，这些论文已在各种期刊上发表并在各种会议和外部论坛上发表。他还拥有 2 项专利。目前，他正在与领先的大学合作开发各种工业 4.0 解决方案。他的学历包括印度理工学院德里分校的应用力学博士学位和技术硕士学位以及印度 BITS Pilani 的工学学士（荣誉）学位。他是 ASME、ISA 和 SAE 的成员。