數(shù)字孿生可謂是鉆井領域的數(shù)字化之源。簡言之，即通過利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多資料、多物理量、多尺度、多概率的方針過程，在虛擬空間中完成對物理資產(chǎn)（例如鉆機等）的映射。
自2018年起，數(shù)字孿生技術逐漸廣受關注。特別是在油價低迷期，油公司尤其希望能夠利用數(shù)字化技術，充分提高作業(yè)效率和績效表現(xiàn)。
例如，荷蘭皇家殼牌公司（Royal Dutch Shell）近期啟動了一項為期兩年的數(shù)字孿生計劃，以幫助石油及天然氣運營商更加高效地管理海上資產(chǎn)，加強工人安全保障，及探索可預見的維護時機。
生產(chǎn)流程數(shù)字孿生模擬（圖片來源：德勤《工業(yè)4.0與數(shù)字孿生》）
德勤《2020技術趨勢報告》中提到，數(shù)字孿生發(fā)展勢頭迅猛，得益于快速發(fā)展的仿真和建模能力、更好的互操作性和物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以及更多可用的工具和計算的基礎架構等。因此，各領域內(nèi)的大小型企業(yè)都可以更多地接觸到數(shù)字孿生技術。
IDC預測，到2022年，40%的物聯(lián)網(wǎng)平臺供應商將集成仿真平臺、系統(tǒng)和功能來創(chuàng)建數(shù)字孿生，70%的制造商將使用該技術進行流程仿真和場景評估。
實際上，任何領域的數(shù)字孿生建設與發(fā)展，除了專業(yè)領域業(yè)務本身以外，還依賴著數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等一系列技術的集成。例如在鉆井工程領域，除了基礎的地層與巖性數(shù)據(jù)，若要實現(xiàn)數(shù)字孿生，則還要通過傳感器獲取大量的井場實時數(shù)據(jù)，例如工程參數(shù)、工具參數(shù)、地質(zhì)參數(shù)等等，同時還要結合各類復雜算法，進行數(shù)據(jù)的收集和整合。
eDrilling公司CEO表示：“有了數(shù)字孿生，我們可以實時建模，并同步獲取井下工況，從而了解到油井的實時測量值在哪里偏離了模型。我們可以從井下獲取診斷信息，并識別開始發(fā)生、已經(jīng)發(fā)生或是可能發(fā)生的潛在問題。基于此，下一步就可以針對當前的作業(yè)施工或者未來的設計規(guī)劃作出更明智的決策。”
2017年，eDrilling與俄羅斯Gazprom Neft合作建立了鉆井管理中心（DMC），通過獲取實時地面和井下鉆探數(shù)據(jù)以及井身結構數(shù)據(jù)，實現(xiàn)井眼及鉆井過程實時可視化。據(jù)eDrilling數(shù)據(jù)顯示，自DMC成立以來，Gazprom Neft的NPT每年減少了約8%-10%，整體鉆速提高20%。
2020年1月，中石化授予eDrilling實時優(yōu)化軟件合同，將其整合到自己（中石化斯里蘭卡）的鉆井自動化解決方案中。
2020年4月，中石油塔里木油田與eDrilling公司就建井規(guī)劃軟件套件達成合作，旨在在井眼設計中實現(xiàn)更逼真的井下環(huán)境動態(tài)建模，從而解決井眼中的瞬時效應。該軟件將用于支持動態(tài)多相水力和溫度模擬，包括控壓鉆井和雙梯度鉆井和井控等。大約在同一時間，eDrilling還獲得了道達爾的一份合同，將其建井規(guī)劃軟件集成到道達爾的鉆井工程軟件套件（T-desk）中。
eDrilling的鉆井全生命周期模擬概念將先進的動態(tài)鉆井模型和診斷技術與3D可視化相結合，形成“虛擬井眼”，從規(guī)劃和設計（WellPlanner）、培訓和方案開發(fā)（WellSim）、實時監(jiān)控/操作（WellAhead）到后期分析和經(jīng)驗轉(zhuǎn)化（WellAhead Replay和WellAhead ReCale），各種鉆探模型相互作用，為整個鉆井全生命周期提供價值。
WellPlanner可針對油井施工效果進行高質(zhì)量規(guī)劃模擬和優(yōu)化，并使用先進的分析工具為鉆井作業(yè)提供規(guī)劃和質(zhì)量保證。該軟件主要包括四個模塊，即動態(tài)水力學&溫度模塊（DHT）、井控評估模塊（WCE）、井涌余量模塊（KT）、摩阻評估模塊（TDE）。
WellSim是用于所有油井工程學科的工程和培訓軟件解決方案，通過提高對動態(tài)油井環(huán)境的洞察和反饋，該軟件有助于用戶優(yōu)化鉆井設計和施工方案。WellSim是目前唯一可以預鉆油井，并允許整個團隊（包括服務商、運營商等）于正式施工之前在動態(tài)數(shù)字孿生虛擬環(huán)境中進行預練習的軟件解決方案。
WellSim采用先進的井下模擬器Intellectus，包括動態(tài)ROP模型以及流體、扭矩/摩阻耦合模型。該軟件可模擬作業(yè)的時間發(fā)展，并綜合考慮慣性、減速度、溫度和壓力變化等動態(tài)條件對井下過程的實際影響。
WellSim hiDRILL：
用于鉆臺人員協(xié)作培訓的VR模擬器。
WellSim Interact：
通用鉆井參數(shù)的桌面控制。
WellSim Third Party：
WellSim API適用于任何第三方鉆井模擬器接口。
石油圈原創(chuàng)，石油圈公眾號：oilsns
2020年6月，eDrilling與工程咨詢公司W(wǎng)ellSpec宣布成立合資公司，專注于優(yōu)化WellSim在控壓鉆井方案、高溫高壓環(huán)境以及施工工程相關的應用。
WellAhead將所有可用的實時鉆井數(shù)據(jù)（地面和井下）與實時建模和作業(yè)計劃相結合，對作業(yè)全過程實時監(jiān)控，并提供決策參考，實現(xiàn)更優(yōu)化的鉆井過程。所采集到的的信息以可視化形式呈現(xiàn)在用戶界面。
以eDrilling解決方案為代表的鉆井數(shù)字孿生技術，目前已經(jīng)逐漸擴展到鉆井全生命周期中?；炯軜嬁傮w可概括為：通過對地面和井下信息及數(shù)據(jù)的檢測，結合各類工程模擬技術，優(yōu)選最佳鉆井設計和施工方案，并進行故障診斷、異常處理等決策分析。
《2020年數(shù)字中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》中指出，“未來，基于邊緣智能的數(shù)字孿生平臺，將會進一步深化物理世界和信息空間的集成，成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型和第四次工業(yè)革命的重要載體。”
數(shù)字孿生尚處于“嬰兒”時期，發(fā)展軌跡尚無定論。但可以確定的是，隨著技術的不斷發(fā)展和迭代，數(shù)字孿生的應用場景會逐漸增多，所創(chuàng)造的價值也會隨之擴大。數(shù)字孿生也終是油氣行業(yè)，乃至整個制造業(yè)優(yōu)化工程體系、提升業(yè)務水平、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵方向。
