智能油田关键技术研究现状与发展趋势

油田企业要应对高质量发展需求与外部严峻挑战,智能油田建设成为必然的发展方向。总结分析了中外油田企业在智能化建设中的先进实践,认为智能油田要具备全面感知、集成协同、预警预测、分析优化四项能力。在物联网建设全面推进的基础上,中国油气行业依托逐渐积累起的海量数据资源,结合智能化的技术手段在提高油气田勘探开发、生产运行的质量与效率方面开展了一系列探索与实践,在储层预测、油藏描述、工况诊断等业务场景中取得了良好的应用效果。为全面实现油田企业数字化转型、智能化发展,下步需要在生产现场动态自动监测与智能控制技术、新一代油田工业大数据智能化技术、油藏开发智能优化技术、油田数字孪生与智能运营指挥技术等方面深化攻关研究,形成具有领先水平的智能采集、全面感知、智能控制、预警预测等智能油田基础关键技术系列,支撑油田高质量发展,保障国家能源安全。     

领域驱动设计在中国海油智能油田建设中的探索与实践

云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的应用带来了智能油田应用建设的蓬勃发展,同时暴露出其功能重复建设、项目交付周期长、系统之间无法协同等问题。本文通过总结中国海油智能油田建设现状和建设经验,发现微服务设计方法不统一是导致上述问题的主要原因,并进一步尝试引入领域驱动设计方法加以改善。以油气井动态分析及管理场景为例,介绍了领域驱动设计一般过程中,领域分解和领域建模2个阶段最关键步骤的分析方法在智能油田业务场景分析和微服务设计中的具体运用。领域驱动设计方法在中国海油生产智能化技术平台项目中推广应用,初步建成生产智能化技术平台业务中台,有效支撑了海上智能油田业务系统开发建设。研究成果可用于解决智能油田建设中微服务设计的复杂问题,也为今后智能油田应用建设中的微服务设计工作提供了新选择。     

智能油田建设面临的难点分析及对策思考

在信息化、数字化时代,智能油田建设正在迅速发展。通过应用先进的信息技术,如物联网、人工智能和大数据分析,智能油田能够实现实时监测和优化油田生产过程,提高采油效率和安全性。智能油田建设还涉及建设数字化油田、智能化井场和智能化控制中心等关键环节。这将有效帮助油田企业提高生产管理水平,实现能源可持续利用和绿色清洁生产。本文认为建设智能油田是信息化时代的必由之路,通过分析新形势下智能油田建设面临的难点,并提出相关对策思考。通过对智能油田建设的问题分析和对策思考,促进油田企业的智能化发展,提高资源利用效率,推动可持续发展。     

采油厂地面工程智能化建设构想

随着油田数字化建设不断推进和信息技术快速发展,油田已开始步入智能化建设阶段,实现油田地面工程智能化可提高工作质效、节能降耗、减轻劳动强度、节约用工成本,有效缓解油田生产成本高、工作量大等实际问题。在油田A4 (中国石油地理信息)系统深化应用和数字化建设基础上,构建数据中心融合多种数据,应用大数据、云计算、虚拟现实、人工智能、自动控制等信息技术,解决好建设过程中面临的环境、设备、技术等诸多问题和挑战,通过不断探索、完善和新技术应用,逐步构建油田地面工程的信息化、智能化运行与管理体系,最终实现全景可视、实时感知、智能分析、自动控制、趋势预测的智能化建设目标。     

智能油田创新模式的探索与认识

庆新油田紧紧围绕"数字化、智能化"发展战略,把握"安全、绿色、高效、和谐"油田发展方向,积极推进油田地面工程信息化建设,通过"数字化建设、智能化提升"两个阶段,实现了整装油田数字化,改变了传统油田感知的方式,并对数字化设备采集、智能软件研发、优化人员配置、新技术储备等方面进行研究,逐步探索出了一套覆盖油田地面生产管理、采油工程、能源管理等多专业智能一体化创新管理模式,实现了油田管理手动操作向远程自动控制转变,定性、半定量管理向定量、精准管理转变,工作效率、工作质量大幅提升,油田开发效果、生产管理指标、公司效益逐年向好。     

采油作业计算机远程监控系统

采油作业远程监控系统需要通过自动化、信息化等手段,实现井口数据采集、传输、显示流程清晰化及标准化,电泵井井口数据的远程监测与数据共享。加强电泵井安全生产的管理,可降低电泵井的巡井和维护成本,缓解在现场生产管理中点多井散、战线长、电潜泵躺井率高等一系列的突出矛盾,保障现场生产管理的实时性和安全性。现场RTU采集油井各项数据和井口功图数据并打包上发到中心,中心监控管理软件对油井现场进行远程监控,发现油井故障或其他状况会立即解决。油田开发将进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段,在数字油田建设中,计算机远程监控技术将发挥出越来越重要的作用。     

榆树林油田智能化建设思路探讨

榆树林油田属特低渗透油田,开发成本高,管理难度大。随着数字化建设的完善,榆树林公司将有序推进数字化油田智能化应用开发。在夯实数据、实现数据互联互通的基础上,对油藏开发、生产管理、安全环保、经营管理、综合应用研究等5个方向开展应用研究,形成全公司业务流程网络和一体化协同环境,最终建成油田开发、生产、经营管理一体化智能应用系统。公司将根据智能应用的轻重缓急、开发难度等情况综合考虑,总体规划,分期实施,最终实现数据全面和运行参数优化,通过管理转变和流程优化,建立全面感知、自动分析、自主管控、智能预测、优化决策的智能油田体系,大大降低用工成本,提高管理水平和管理效益。     

油田信息化关键技术研究及其应用

中国石油化工集团公司进入"十二五"以来,油田企业勘探开发业务管理信息化、数据管理应用、油气生产自动化、可视化、决策优化支持等信息技术发展迅速,油田生产开始从数字化向智能化管理迈进。围绕油田信息化建设,介绍了胜利油田的建设历程及目标,以及在物联网、云计算、大数据、动态模拟、知识管理及应用、智能生产及决策、移动互联等关键技术方面取得的研究成果及相关具体应用技术,为企业发展提供了改革动力和创新手段,带来了显著的经济效益。     

智慧石化建设：从信息化到智能化

智慧石化建设是智能化时代中国石化转型发展的重要战略。通过顶层设计和试点建设,开展了智能油田、智能工厂、智能管道、智能研究院、智能加油服务站、智能客户服务系统、智能物流系统的建设工程。从信息化到智能化的道路,自2000年以来经历了4个阶段的建设与发展,已经初步形成一系列具有中国石化特色的建设思路、业务流程、规范标准和技术平台。以平台化、服务化、生态化为核心理念的智能化建设道路,展现了良好的经济效益和强大的技术生命力。智慧石化建设依然任重道远,企业还需要保持战略定力,培育全员数字文化,建立与企业转型发展相适应的IT人才队伍,做好数据治理,坚持平台化路线,进一步提高装置与设施的自动化水平特别是物联化水平。     

大庆油田缆控分层注水技术研究及应用

分层注水是大庆油田开发最重要的特色技术,为油田高效开发提供了技术支撑。随着油田进入特高含水期,剩余油高度分散,油水关系复杂,注水合格率下降快,稳油控水难度加大,为解决日益增加的注水井测调工作量与有限的测试队伍间的矛盾,满足油田精准开发需求,研制了缆控分层注水技术。该技术将压力监测系统、流量监测系统、流量控制系统置于预置电缆智能配水器中,在办公室端由技术人员在服务器软件上发出控制指令,通过油田生产无线网络发送至地面控制箱,应用电缆载波技术由电缆传输指令至智能配水器,实现实时通信,获取井下分层参数信息,控制井下分层注入量。通过建设4个智能分注技术示范区,验证了不同开发矛盾下工艺适应性。缆控分层注水技术提高了吸水厚度比例,有效控制了含水上升率和自然递减率,增油效果明显,推动了油田数字化转型、智能化发展。     

数字技术赋能海上油田开发

数字技术赋能油田是未来石油行业发展的大趋势。渤海油田通过建立现场级物联网、应用人工智能与大数据、创建三维数字化工作平台,初步实现以数字技术赋能海上油田开发模式。打通边缘物联神经末梢,实现物联网全面感知、可靠传递,形成数据驱动的油藏、注采、安全、设备设施智能管理闭环,实现在役海上生产设施智能运维,极大地提高了海陆的连通性和运营效率,以数字技术助力渤海油田高质量发展。在阐述海洋智能油田建设基础上,对智能孪生、云边协同等未来可降低网络和IT资源消耗的智能油田建设技术进行了展望。应用数字技术赋能油田开发是海上智能油田建设的成功尝试,已取得了初步成果,未来推广空间广阔。     

生产测井地面系统测试软件开发

生产测井地面测试软件既可检测硬件电路故障,又可仿真实际测井数据采集过程并动态监测系统工作状况.介绍了该测试软件开发的总体思路、软件功能;给出了实现方法和关键技术.在吐哈油田、塔里木油田的生产测井系统现场应用表明该软件性能稳定,同时还可用于产品维修,为用户提供一种准确、可靠的检测手段.     

纳米发电机在油气田开发工程领域应用前景

纳米发电机将科学预言变成了现实,开启了纳米科学和技术的新篇章,引起了全球研究者的研发热潮。纳米发电机能将微小物理变化产生的机械能或热能转换成电能。针对油气田开发过程中微供电系统的现状和瓶颈,融合不同的纳米发电机发电机理,展望了在石油勘探开发的旋转导向钻井和随钻测井、智能完井、智能分注、智能分采、油（气）水井测试、油田生产数据自动采集（传输）与控制等领域综合应用纳米发电机的前景。预示着石油勘探开发领域的微供电领域将迎来颠覆性的革命。     

恩平油田群台风遥控模式方案设计

为提高我国南海油气田平台设施远程控制程度和智能化水平,以降低季节台风对海上油气田生产的影响,避免不必要的停产或缩短停产的时间,提出台风遥控生产模式设计方案。以恩平油田群新建平台设施为研究对象,主要从台风遥控模式的工况界定、工艺处理控制流程、海底管道的油水置换、平台的供配电远程管理模式、仪表控制系统的智能化、海上与陆地远程通信保障等方面进行分析和研究,以构建南海油气田台风遥控模式的系统设计方案。研究内容对今后海上油气田设施提高台风应对能力、提升智能化生产管理水平具有一定的指导和参考意义。     

脉冲试井典型实例分析

脉冲试井是井组（至少两口井）间开展的一种试井技术，其测试的难度远高于常规、稳定或不稳定试井。进行脉冲试井必须对井组作详细论证，编写优质试井设计，合理高效的组织协调，配备高精度的资料录取系统，选择先进的资料处理方法及解释软件，充分结构油藏动态，获取正确的认识，为油田开发提供指导。陵16－24井组脉冲试井的成功就是基此而取得的。     

智能柱塞气举排液采气技术与应用

系统研究了智能柱塞气举系统装置的作用、工艺原理、适用范围、参数分析设计、选井应用。用图示方法解释了智能柱塞气举系统的工作过程，用井筒流入（IPR）、流出特征（VLP）曲线优化、分析了智能柱塞气举井的生产特性，对现场应用可起借鉴指导作用。     

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

数字油田生产管理系统的建设

数字油田是油田企业信息化建设的发展趋势,是油田各生产部门进行管理与决策的基础平台。从建设数字油田生产管理系统的基础地理数据采集、集输管线数据采集等方面论述了数字油田建设的系统方案。从建设数字油田生产管理系统的总体架构、系统总体数据流程、系统数据库构成、软件设计方案等方面论述了数字化生产管理系统的开发方案。总结了新疆克拉玛依油田、大庆油田、大港油田、长庆西峰油田等油田数字化建设的现状,并对数字油田建设的发展方向提出了展望。在建设数字油田的进程中,应根据油田的实际需求进行开发建设并逐步完善。     

巴西盐下碳酸盐岩油藏裸眼智能完井技术分析

巴西盐下碳酸盐岩油藏主要位于Campos和Santos盆地,所处海域水深1 900～2 400 m,属于超深水海域; 油藏位于巨厚盐层下,部分区域盐层厚度达2 000 m,钻完井作业难度大,费用高。套管内射孔并下入智能完井管柱成为该区域主要的完井方式。然而,套管射孔作业对储层伤害严重,作业时间长,超深水作业综合日费昂贵,使得油田开发成本进一步增加。为提高油田开发经济效益,分析巴西盐下碳酸盐岩储层岩石特征,提出适用于该区块的裸眼智能完井技术,并利用ANAYS有限元软件对裸眼井在不同生产压差下井壁稳定性进行模拟。结果表明:巴西盐下碳酸盐岩储层岩石力学强度较高,生产压差15 MPa时,井眼极限扩大率1.5%,发生塑形屈服区域小,井壁稳定性好,适合裸眼完井。优化后的裸眼智能完井技术方案经济、可行,能较大幅度降低钻完井成本。