الشيك الأخضر
تم نسخ الرابط إلى الحافظة

الذكاء الاصطناعي في النفط والغاز: صقل الابتكار

تعمل الرؤية الحاسوبية على تغيير صناعة النفط والغاز. تعرّف على كيفية استخدام Ultralytics YOLOv8 لتطبيقات مثل الكشف عن البخار ومراقبة صهاريج التخزين.

تلعب صناعة النفط والغاز دوراً كبيراً في حياتنا اليومية. فالبنزين في سيارتك يتم الحصول عليه ومعالجته من خلال شبكة واسعة. تجتمع قطاعات وعمليات مختلفة لتشكل صناعة النفط والغاز، ويمكن تطبيق الذكاء الاصطناعي على العديد من هذه العمليات. في الواقع، من المتوقع أن يتضاعف حجم الذكاء الاصطناعي في سوق النفط والغاز تقريبًا بحلول عام 2029، ليصل إلى 5.7 مليار دولار.

يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية، وهو مجال فرعي للذكاء الاصطناعي، على وجه الخصوص، لتحسين كيفية إدارة هذه العمليات بشكل كبير. من الشبكة الواسعة من خطوط الأنابيب التي تتلوى تحت الأرض إلى الحفارات الشاهقة التي تستخرج النفط من أميال تحت الأرض، تقدم الرؤية الحاسوبية للصناعة مجموعة جديدة من العيون. في هذه المقالة، سنستكشف كيف يمكن Ultralytics YOLOv8 يمكن استخدامها لتحويل العديد من المجالات الرئيسية في مجال النفط والغاز. دعونا ندخل في صلب الموضوع!

يمتد الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط والغاز عبر جميع القطاعات

يمكن تقسيم صناعة النفط والغاز إلى ثلاثة قطاعات رئيسية - قطاع التنقيب والإنتاج، وقطاع التنقيب والإنتاج، وقطاع الاستكشاف والإنتاج. يركز قطاع التنقيب عن النفط والغاز على التنقيب والإنتاج. حيث يقوم الجيولوجيون والمهندسون بالبحث عن مكامن النفط والغاز ثم الحفر واستخراجها. ومن هناك، يتولى قطاع التنقيب والإنتاج المسؤولية. ينقل قطاع التنقيب عن النفط والغاز المواد الخام عبر خطوط الأنابيب والناقلات والشاحنات إلى المصافي أو مرافق التخزين. وأخيراً، تقوم شركات التكرير بتكرير النفط الخام والغاز الطبيعي إلى منتجات قابلة للاستخدام مثل البنزين والديزل ووقود الطائرات ومختلف البتروكيماويات.

الشكل 1. قطاعات صناعة النفط والغاز.

يمكن تطبيق الرؤية الحاسوبية في كل قطاع من قطاعات صناعة النفط والغاز. في أي مكان تقريبًا يمكن للكاميرا مراقبة عملية ما، يمكن للرؤية الحاسوبية أن تتدخل وتجعل الأمور أكثر كفاءة. يمكن استخدام مهام الرؤية الحاسوبية المختلفة مثل اكتشاف الأجسام، وتجزئة الصور، وتتبع الأجسام لاستخراج رؤى قيمة من البيانات المرئية

فيما يلي بعض الأمثلة على المجالات التي يمكن تطبيق الرؤية الحاسوبية فيها في كل قطاع من قطاعات صناعة النفط والغاز:

  • المنبع: أثناء عملية الحفر، يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية لتحليل لقطات كاميرا قاع البئر. من خلال تحديد خصائص التكوينات الصخرية التي تمت مصادفتها، يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في تحسين وضع البئر ومساره لزيادة الإنتاج من كل بئر نفط.
  • منتصف الطريق: يمكن استخدام الطائرات بدون طيار المزودة بكاميرات ورؤية حاسوبية لمسح أميال من خطوط الأنابيب بشكل مستقل، واكتشاف التسريبات والشقوق والتآكل بتفاصيل مذهلة. يمكن أن تحل محل عمليات الفحص اليدوي المحفوفة بالمخاطر، وتقلل من التكاليف المرتبطة بوقت التوقف عن العمل للإصلاحات.
  • المصافي: مصافي التكرير هي بيئات معقدة مع العديد من العمليات التي يجب مراقبتها. يمكن للرؤية الحاسوبية تحليل تغذية الكاميرا داخل هذه المرافق لتحديد أوجه القصور أو الأعطال المحتملة في المعدات.

فوائد التعلم الآلي في مجال النفط والغاز

غالبًا ما تعتمد الأساليب التقليدية في صناعة النفط والغاز على العمليات اليدوية ذات التحليل المحدود للبيانات التي يمكن أن تكون غير فعالة ومعرضة للأخطاء. تتضمن هذه الطرق عادةً عمليات تفتيش بشرية، وقد يكون من الصعب على البشر معالجة كميات كبيرة من البيانات بسرعة ودقة. وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى عواقب مكلفة مثل التأخر في اتخاذ القرارات، والأعطال غير المتوقعة للمعدات، وزيادة وقت التوقف عن العمل. 

يمكن أن يوفر التعلم الآلي، وخاصةً الرؤية الحاسوبية، العديد من الفوائد لصناعة النفط والغاز. فهو يساعد على تحليل البيانات بدقة أكبر ويؤدي إلى اتخاذ قرارات أفضل وعمليات أكثر سلاسة. يمكن للرؤية الحاسوبية مراقبة المعدات والبنية التحتية والعمال في الوقت الفعلي، والتنبؤ بالمشاكل قبل حدوثها، وتقليل وقت التوقف عن العمل. تساعد ابتكارات التعلم الآلي في نهاية المطاف على توفير التكاليف وزيادة الإنتاجية والسلامة في صناعة النفط والغاز.

حالات استخدام الذكاء الاصطناعي في مجال النفط والغاز

يدعم النموذج Ultralytics YOLOv8 يدعم النموذج العديد من مهام الرؤية الحاسوبية ويمكن استخدامه لإنشاء حلول مبتكرة لصناعة النفط والغاز. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية تطبيق YOLOv8 في حالات استخدام مختلفة لتعزيز التنقيب وتحسين السلامة وتحسين عمليات الصيانة.

تحديد وتقسيم البخار مع YOLOv8

في صناعة النفط والغاز، يلعب البخار دورًا مهمًا في عمليات مثل استعادة النفط وعمليات التكرير. من خلال الكشف الدقيق عن تسربات البخار ومصادرها يمكن للشركات منع المخاطر المحتملة والحفاظ على ظروف التشغيل المثلى وتحسين كفاءة الطاقة. غالبًا ما تعتمد الطرق التقليدية للكشف عن البخار على عمليات الفحص اليدوي وأجهزة الاستشعار البسيطة، والتي يمكن أن تفوت التسريبات الدقيقة أو المتقطعة. يمكننا استخدام الرؤية الحاسوبية لتحديد البخار وتقسيمه بشكل صحيح لضمان تشغيل هذه العمليات بكفاءة وأمان.

الشكل 2. مثال للكشف عن البخار وتقسيمه باستخدام Ultralytics YOLOv8 .

YOLOv8 يدعم مهمة الرؤية الحاسوبية لتجزئة المثيل. لذلك، يمكننا استخدام نموذج YOLOv8 للكشف عن البخار في البيئات المعقدة التي قد تفشل فيها أجهزة الاستشعار التقليدية. يمكن تدريب نموذج YOLOv8 على مجموعة بيانات من الصور المصنفة للبخار للتعرف على خصائصه الفريدة. يمكن للنموذج المدرّب معالجة الإطارات من لقطات الفيديو التي تغطي المناطق الحرجة وتمييز البخار عن العناصر الأخرى في المشهد. ويساعد التحديد السريع والتجزئة الدقيقة المشغلين على اتخاذ القرارات واتخاذ إجراءات فورية لمعالجة أي مشاكل يتم اكتشافها.

الكشف عن صهاريج التخزين باستخدام YOLOv8-OBB

تُستخدم صهاريج التخزين لحفظ النفط الخام والمنتجات المكررة والمواد الأخرى في صناعة النفط والغاز. إن سلامة هذه الصهاريج وصيانتها السليمة أمر حيوي لمنع التسريبات والتلوث ومخاطر السلامة الأخرى. عمليات التفتيش المنتظمة مطلوبة لمراقبة حالتها، لكن عمليات التفتيش اليدوية قد تستغرق وقتًا طويلاً وقد لا تغطي جميع المشكلات المحتملة بشكل فعال.

الشكل 3. مثال للكشف عن صهاريج التخزين باستخدام Ultralytics YOLOv8 -OBB.

صُمم نموذج YOLOv8-OBB (الصندوق المحدود الموجه) خصيصًا لاكتشاف وتحديد مواقع الأجسام ذات التوجهات الاعتباطية. وهو مثالي لتحديد صهاريج التخزين من منظر جوي. بعد الكشف عن الصهاريج، يمكن إجراء مزيد من المعالجة لتجزئة الخزانات عن الخلفية، ويمكننا حتى تحديد سمات معينة مثل بقع الصدأ أو التشوهات الهيكلية. يمكن لعمليات الكشف الآلي الحفاظ على سلامة وكفاءة عمليات التخزين بشكل أفضل.

سهولة الكشف عن معدات الوقاية الشخصية بواسطة YOLOv8

يجب على كل شخص في موقع في صناعة النفط والغاز ارتداء معدات الوقاية الشخصية (PPE) اللازمة للحفاظ على السلامة في مكان العمل. تشمل معدات الوقاية الشخصية عناصر مثل الخوذات والقفازات ونظارات السلامة والملابس عالية الوضوح التي تحمي العمال من المخاطر المحتملة. قد تكون مراقبة الامتثال لمتطلبات معدات الوقاية الشخصية أمرًا صعبًا، خاصةً في المنشآت الكبيرة أو المعقدة حيث تكون عمليات التفتيش اليدوي غير عملية.

الشكل 4. مثال على الكشف عن معدات الحماية الشخصية باستخدام YOLOv8.

YOLOv8 تبسّط عملية الكشف عن معدات الوقاية الشخصية باستخدام الكشف عن الأجسام لتحديد ما إذا كان العمال يرتدون معدات السلامة المطلوبة تلقائيًا. يمكن تدريب النموذج على صور العاملين الذين يرتدون معدات الوقاية الشخصية والذين لا يرتدونها وتعلم التمييز بين الاثنين. من خلال معالجة موجزات الفيديو في الوقت الفعلي من الكاميرات الموضوعة حول المنشأة، يمكن لـ YOLOv8 تحديد الامتثال أو عدم الامتثال بسرعة. وتسمح هذه التغذية المرتدة الفورية باتخاذ إجراءات تصحيحية سريعة للالتزام بلوائح السلامة.

YOLOv8 لتتبع المركبات ومراقبتها

يجب إدارة حركة المركبات داخل منشآت النفط والغاز، مثل المصافي ومواقع الحفر، بعناية للوصول إلى أقصى قدر من الكفاءة وتجنب أوقات الخمول. تساعد مراقبة موقع وسلوك المركبات على منع وقوع الحوادث، وتحسين تدفق حركة المرور، وتتبع استخدام المركبات بشكل مناسب. قد تكون طرق التتبع اليدوية غير فعالة وعرضة للأخطاء، خاصةً في البيئات الكبيرة أو المزدحمة. 

الشكل 5. مثال للكشف عن المركبات ومراقبتها باستخدام YOLOv8.

YOLOv8 يمكن أن يكون حلاً فعالاً لتتبع المركبات ومراقبتها من خلال تتبع الأجسام. من خلال تحليل موجزات الفيديو من الكاميرات الموضوعة بشكل استراتيجي، يمكن لـ YOLOv8 اكتشاف المركبات وتتبعها في الوقت الفعلي. يُطبَّق المثال الموضح أعلاه على حركة المرور العامة على الطرق، ولكن يمكن أن يكون فعالاً بنفس القدر لمراقبة المركبات في مواقع النفط والغاز. يمكن للنموذج تحديد كل مركبة ومراقبة تحركاتها لتوفير بيانات قيمة عن أنماط حركة المرور ومشاكل السلامة المحتملة. 

تحديات تطبيق الذكاء الاصطناعي في مجال النفط والغاز

في حين أن الرؤية الحاسوبية توفر إمكانيات مثيرة للنفط والغاز، فإن تطبيق هذه الحلول يمثل أيضاً بعض العقبات. يتمثل أحد التحديات الكبيرة في الحصول على صور واضحة يمكن للذكاء الاصطناعي التعلم منها. يمكن أن تكون البيئات في هذه الصناعة، مثل منصات الحفر، متسخة وضعيفة الإضاءة ومتغيرة باستمرار، مما يجعل اللقطات الضبابية أو غير المتسقة مربكة لأنظمة الرؤية الحاسوبية.

كما أن أنظمة الكاميرات القديمة قد لا تكون عالية الوضوح بما يكفي لالتقاط التفاصيل التي تحتاجها الرؤية الحاسوبية لتعمل بفعالية. قد تكون ترقية البنية التحتية للكاميرات استثماراً كبيراً. كما أن التعامل مع البيانات الحساسة التي تلتقطها هذه الكاميرات يضيف طبقة أخرى من التعقيد. تحتاج شركات النفط والغاز إلى اتخاذ تدابير قوية للأمن السيبراني للحماية من الاختراقات المحتملة للبيانات. على الرغم من وجود تحديات في نشر الرؤية الحاسوبية في مجال النفط والغاز، إلا أن المستقبل يبدو مشرقاً. ويعمل مجتمع الذكاء الاصطناعي على الابتكار بنشاط لمعالجة هذه العقبات.

الابتكارات التي تشكل التكنولوجيا المستقبلية في صناعة النفط والغاز

الذكاء الاصطناعي، وخاصةً الرؤية الحاسوبية ونماذج مثل YOLOv8يغير العمليات في صناعة النفط والغاز. يمكن للرؤية الحاسوبية تحسين التنقيب والصيانة من خلال حالات استخدام مثل اكتشاف البخار وتتبع المركبات. ومع استمرار تطور الذكاء الاصطناعي، يمكننا أن نتوقع ظهور المزيد من التطبيقات الرائدة في مستقبل النفط والغاز.

هل لديك فضول حول الذكاء الاصطناعي؟ انضم إلى مجتمعنا للحصول على آخر التحديثات والرؤى، وتحقق من مستودع GitHub الخاص بنا. يمكنك أيضاً استكشاف كيفية استخدام الرؤية الحاسوبية في صناعات مثل الرعاية الصحية والتصنيع!

شعار الفيسبوكشعار تويترشعار لينكد إنرمز نسخ الرابط

اقرأ المزيد في هذه الفئة

دعونا نبني المستقبل
من الذكاء الاصطناعي معا!

ابدأ رحلتك مع مستقبل التعلم الآلي