空中无人机、全息透镜、机器人以及那些极大地改变着人们经验观念的设备不再是明日工具，它们今天正在使用，而且这些应用正在迅速向行业运营的各个领域扩展。精通科技的企业和数字的灵活应用不再局限于硅谷，走出能源衰退的新趋势已是各公司努力的方向，目的是使企业在其运作中更高效、更灵活以及更富有创新精神，使自身步入可持续发展的创新时代。
 
各种报告表明，当认识到那些能帮助节省成本和提高员工安全的设备时，石油公司会在数字领域投入大量资金。无人机技术、增强现实（augmented reality 简称AR）／虚拟现实（virtual reality简称 VR）技术以及可穿戴设备，既可以提高员工的工作效率，同时又能改善作业安全。
 
图 1 展示了一名现场技术人员正在查看一架无人机勘测到的 BP 公司一个近海钻井平台的进尺情况。信息技术的迅速应用国 际 清 算 银 行 研 究 发 布 的“2017~2026 年 全 球 石 油 与 天然 气 市 场 物 联 网 应 用 分 析 与 预测”报告中披露，到 2026 年，全球物联网市场规模预计将达到305.7 亿美元，至 2026 年的预测期期间，以复合年增长率 24.65%的速度增长。
 
总 部 位 于 德 国 的 勘 探 与 开发公司 DEA 首席执行官 MariaMoræus Hanssen 在报告中说：“我们将看到更多的研究与开发迈向数字化、人工智能（AI）和自动化 领 域， 这 确 实 涉 及 到 成本， 以 及 我 们 做 生 意 的 其 他 方法。
 
目前的研究与开发很少针对超深水、北极或其它极端恶劣的环境，研发更多的围绕企业的合理化运作，使该行业有利可图、更富有成效和更具现代化”。过去 2 年 里， 只 有 15%（2016）和 14%（2017） 的 石 油 公 司计 划 增 加 技 术 研 发 投 入、NDVGL 暗示，经过 3 年的削减和冻结，预示着研发投入将会有所好转，研发创新力度会更为加强。此外，麦肯锡公司（一家美国全球管理咨询公司）在一份“石油与天然气数字技术下一个前沿”的报告中指出，数字技术能够从现有的生产能力中创造额外的利润。报告还指出，“石油与天然气行业有效利用数字技术能够减少 20% 以上的资本支出，可以减 少 3~5% 的 上 游 运 营 成 本，而且还能减少大约一半的下游运营成本”。数字创新的价值石 油 公 司 和 服 务 公 司 都 在展望未来，他们都看到了这些数字 创 新 的 价 值。
 
2017 年 哈 里 伯顿和雷普索尔公司宣布与微软合作，在扩展至混合现实（mixedreality） 应 用 与 机 器 人 技 术 之前， 开始研发基于云的计算系统，为整个能源价值链提供一体化的应用系统。哈里伯顿旗下的兰德马 克 公 司 研 发 与 全 球 服 务 高 级主 管 Chandra Yeleshwarapu说， 增 强 现 实（AR） 与 虚 拟 现实（VR）技术已整合进哈里伯顿的 DecisionSpace 企 业 平 台，该平台是 5 年前创建的。“我们一直有一个高容量的应用编程接口（application programminginterfaces， 简 称 APIs）， 可 以连接其它沉浸式技术”。他说：“ 但 在 过 去 的 2 至 3 年 中， 混合 现 实 技 术 已 变 得 更 加 盛 行，因 此， 我 们 开 始 以 同 样 的 应 用编 程 接 口（APIs） 构 建 我 们 的DecisionSpace 平台，用来连接一个基于三维的系统，从而创建一种能与增强现实（AR）技术建立联系的能力。
 
同时，像 Devon 和 BP 这样的公司已站在数字技术的前沿，例如用无人机收集数据和监测作业进展。但正如 BP 公司技术主管 Truch 所解释的，所有的这类技术都是从一种单一的标准部件或结构单元中延生出来的，通过新的数字数据分析方法对更多数据进行探索。由于种种原因，我们主要靠人工来收集数据，Truch 说： “如果你看看外面的算法，看看人类能够收集的数据，有一个断线，我们不可能在现场投入足够的人力去实际运行这些算法，并对结果做出任何保证。从本质上讲，尝试运行这些新算法，我们不得不考虑一种全新的获取数据的方法，引导我们进入自操控机器人时代”。
 
机器人巡检正在普及化总部设在英国伦敦的全球信息提供商 HIS Markit 公司最近发布一份报告谈到，空中无人机被认为是可能在该行业出现的几种转型性技术之一。市场研究公司 Mordor Intelligence 发布的另一份报告讲到，到 2020 年，石油与天然气行业无人机应用的市场规模预计将达到 40 亿美元，预 测 期 内 的 复 合 年 均 增 长 率 为37%；Mordor Intelligence 的报告还讲到，无人机有能力在 45分钟内收集过去 30 年的数据，而且即将成为影响石油与天然气工业发展的下一个重大突破。图 2显示了几位技术人员正在商讨一架无人机在 BP 公司近海钻井平台的勘测作业。事 实 上， 据 市 场 研 究 公 司Technavio 的一份报告，石油与天然气行业是机器人市场中领先的终端用户行业，占市场 58.5%的 份 额。Trumbull Unmanned公 司 向 石 油 与 天 然 气 行 业 的 公司如 BP 提供无人机作业服务，Trumbull Unmanned 被评为埃克森美孚年度最佳供应商。该公司执行了超过 100 次的陆上和海上现场火情勘查，该公司首席执行官 Dyan Gibbens 在一封电子邮件中说，无人机火情勘查是传统火情勘查费用的十分之一，也是所用时间的十分之一。
 
她还说，节省多少因客户的不同而不同，但如果一项通常需要一周的检查作业，一架无人机会在不到一天时间就能完成，经常不到一小时就能做完。Gibbens 说：“对于石油与天然气行业来说，无人机服务能提供几项独特的好处。首先，无人机服务能让公司减少很多风险，开始让员工执行重要的工作，不再将自身置于有危险的环境；第二，为了开始有效地运用增产算法来工作，需要以一种结构化的格式来收集数据”。Gibbens 继 续 说：“ 无 人机能按所需的格式提供大数据量的收集，作业提高与否通常能从三个主要方面看出：效率、安全和质量。“如此规模的石油天然气设施的传统检查要么需要全部设施停产，要么需要部分设施停产”，Intel 在一个案例研究中报告了这次行动。“这可能需要数天至数周才能使工厂停下来，让检查人员进驻进行检查”。根据研究，采用猎鹰 8+ 无人机执行这次任务，飞行 10 个架次采集了1,100 幅图像，1~2 天时间传送数据 12GB。
 
研究报告说，一项类似的检查通常可能需要一个三人小组 3 天才能完成。2017 年 12 月，道达尔公司成功地试验了一款空中无人机系统，这是一款“多物理场勘探技术集成系统”（Multi-physicsExploration Technology IntegratedSystem ， 简 称 METIS） 用 于 地球 物 理 成 像。 据 该 公 司 透 露，METIS 项目的目标是在复杂地形环境下、以最小的环境和安全风险获得高质量的地球物理数据，改善周转时间和降低运营成本。图 3 展示了道达尔公司成功试验的 METIS 地震采集无人机，无人机设计用于采集挑战性地形的地震数据。）据 道 达 尔 透 露， 无 人 机系 统 采 用 了“ 落 地 空 气 接 收 技术 ”（Downfall Air ReceiverTechnology，简称 DART），在探测区域的地面铺设 DART 无线地球物理传感器，无人机编队可以每平方公里部署多达 400 个接收器，记录下地震数据，并实时发送至一个数据处理中心。AR 与 VR在培训上展现优势石油天然气工业的技术创新正在打破时空限制，数据收集的速度要快得多，数据量之多似乎是前所未有的。增强现实和虚拟现实的创新正在让行业工人几乎可以同时在两个地方工作，并能极大地改变他们工作空间的视觉感。例如，石油公司和服务公司发现 AR 是培训模拟和解决现场机械问题的一个理想工具。
 
霍尼韦尔公司 （Honeywell）最近发布了一个基于云的模拟工具。该工具利用 AR 和 VR 相结合的方法对从事关键产业工作的工厂员工进行培训。该公司在一次新闻发布会上谈到，由于未来五年有多达 50% 的工厂员工将要退休，霍尼韦尔相关工厂技能拟真能力测试设计的初衷是通过强化培训，并以新的和当代的方式让新的产业工人迅速提高技能。培训工具结合混合现实与数据分析以及霍尼韦尔公司在员工能力管理方面的经验，为在职培训创造一个互动环境，该程序采用微软的全息镜头和 Windows 混合现实耳机来模拟各种场景。作为与微软合作的一部分，哈里伯顿为其培训和现场作业成功 进 行 了 AR 与 VR 的 能 力 测试，并将这些创新纳入它旗下的DecisionSpace 企业平台， 例如，哈里伯顿的 Yeleshwarapu 说，效果是工人与一个储层或一个井口以数字双胞胎的方式互动的能力。Yeleshwarapu 说，我们有了该平台和独特的能力来创建一个石油天然气的数字双胞胎， “微软有能力提供 AR 和 VR 工具，你把这些工具与 DecisionSpaceWell Construction（ 建 井 ）或 DecisionSpace Production（油气生产）系统结合起来，你就会以一种拟真的方式与其互动，了解该行业惟一真实的石油天然气数字双胞胎。
 
斯伦贝谢公司为新入职的员工进行了 VR 系统培训，这些新员工没有现场工作经验，更具体一点地说，是为斯伦贝谢井下固井工具系统进行培训。斯伦贝谢井下模拟技术主管 Steve Uren说：“ 井 下 固 井 工 具 系 统 的 培训，从最初的传统教室环境发展为实际工作环境的一种虚拟现实（VR） 的仿真系统” 。 Uren 说： “我们按一些预先的工作要求重新设计了整个程序，一旦员工来到培训中心，我们就开始进入了一个VR 环境的日常活动，我们基本上取消了所有传统的教室活动” 。他说，采用 VR 环境而非传统教室环境的目的是旨在提高专家语言的流畅程度，让专家们在现场工作的更舒适，提高受训员工更好地处理操作步骤的能力。Uren又说：“2017 年 12 月，斯伦贝谢推出了一个为新学员进入该行业的 VR 培训计划，如工程师和技术人员，他们大都没有现场经验”。
 
VR 培训环境模拟了各种作业现场，如陆上钻机、海上自升式钻机和半潜式钻机的工作环境。图 4 是斯伦贝谢公司正在利用VR系统对员工进行专业培训，他们都是石油天然气行业的新手。可穿戴技提高工人能力石油天然气行业中，许多重要的技术创新案例是提高安全与效率，除了无人机、机器人以及AR ／ VR 等先进技术，另一个重要成分就是可穿戴技术——它是行业工人穿戴的护身装置，这些装置能增强他们的环境意识、监视他们的行为，甚至跟踪他们的行动。BP 已在该公司的作业中运用了各种穿戴技术，特别是标签装置，来保障员工的安全，优化员工的绩效，BP 公司的技术主管Blaine Tookey 说，这种装置在使用过程中获得了压倒性的积极反应。Tookey 说： “经理们都在说，我们正在一些设施、场所进行规模化部署，这确实会对我们的行动产生影响，这对他们的应急实施和安全表现确实带来了很大影响，而他们也能看到日常运作中的增值，了解人们是如何行动的以及我们如何才能更好的支持他们”。
 
他说，公司通常依靠一名员工来沟通他们在工作中可能遇到的身体或环境问题，这是可穿戴跟踪设备有望解决的一个挑战。Tookey 说：“ 我 们 让 工 人们报告他们的问题，工人们可能会感到疲劳或脱水，而我们现在已经具备了通过可穿戴设备检测这些关键参数的能力，并能预先了解他们的绩效是否在下降，打电话给他们，让他们休息一下，告诉他们喝点水，甚至干预更多有疑问的问题”。他说，随着可穿戴设备在该行业变得越来越普遍和被接受，这些设备可能会成为工人们平日个人保护设备的一部分。Tookey 说：“ 这 开 辟 了 全新的机会，特别是在生物识别和流媒体视频领域， 在这两个领域，人们在一个场所或作为可穿戴设备时都不经常使用”。他接着说：“我们还看到可穿戴设备的外骨骼，它们基本上是你自己捆扎在身 上 的 骨 架， 能 让 你 有 更 好 的耐 力、 更 安 全 地 抬 起 重 物、 更安全的握持和更长的承载时间。虽 然 可 穿 戴 设 备 在 该 行 业 的 应用还处于初期阶段，在不久的将来，可穿戴设备可能是行业工人的高需求，甚至可能成为必不可少的工具”。
 
Tookey 继续说：“从长远来看，可穿戴设备有望发展成为对工作角色至关重要的、更加复杂的监控和视觉／辅助设备，并被视为正常的升级产品” 。 人们会想知道，他们是如何在 5 年时间里在没有可穿戴设备的情况下工作的。然后，可穿戴设备将会发展到人们穿着它会有更好的表现那一天，你可以看到 10 年是人们要求的时间。“我想成为高技能的人，我想有更强的能力，没有一套可穿戴设备祝我一臂之力我无法参与竞争，了解这个世界，做好我的工作，展示我的业绩”。