智能化油氣田建設關鍵技術與應用

（中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第六采油廠，西安 710012）

0 引言

現(xiàn)階段，我國油氣田開發(fā)難度不斷增加，原有的專業(yè)劃分模式已經很難滿足如今我國油氣田開發(fā)工作開展的實際需求，這就需要優(yōu)化創(chuàng)新油氣田勘探及開發(fā)工作理念。近幾年，我國科技水平不斷提升，油氣井數(shù)字化工作的開展也已經進入了一個新的階段，很多公司陸續(xù)推出了智能化的油氣田建設技術，并且在實際應用的過程中取得了較為理想的效果。

1 智能化油氣田的概念及特點

1.1 智能化油氣田的概念

智能化油氣田是油氣田勘探開發(fā)進入數(shù)字化時代的重要體現(xiàn)，可以有效優(yōu)化以往勘探形式，使得油氣田的勘探及評價質量更高，有利于進一步提升企業(yè)的產量及經濟效益。目前來看，智能化油氣田在實施應用的過程中，主要包括實時監(jiān)測、模型建立、決策實施3 個階段。對于智能化油氣田來說，其更加重視對數(shù)字化資料的實時采集，然后利用網(wǎng)絡計算機技術將其集成在模型中，依靠核心系統(tǒng)及時作出決策，研發(fā)選用新型技術措施，這樣可以有效控制油氣田開發(fā)生命周期［1］。

1.2 智能化油氣田的特點

對于智能化油氣田而言，其研發(fā)主要借鑒了航天航空技術以及汽車工業(yè)生產運行與管理系統(tǒng)的工作理念，同時，智能化油氣田的理念與現(xiàn)代汽車發(fā)動機較為類似，屬于一個相對封閉的系統(tǒng)，其中有大量傳感器相互連接，通過這種方式來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的模擬以及接受，從而對模型進行優(yōu)化調整，使工程師開展油氣田建設操作時可以有效提升燃料有效性。在上述工作理念的引導之下，智能化油氣田的實施有了切實的基礎。如果對智能化油氣田的主要特征進行概括，大概可分為時效、協(xié)同、持續(xù)3 個部分。也就是說，智能油氣田可以在第一時間做出相應的方案決策，并且實現(xiàn)多個部門之間的相互配合，使得工作流程呈現(xiàn)出了閉環(huán)的特征。首先，時效性特征。對于智能化油氣田的監(jiān)測工作模式來說，主要是對整個生產過程進行動態(tài)化的監(jiān)測，從而為決策者提供動態(tài)化的模型，及時優(yōu)化各個工作環(huán)節(jié)。不同的油氣田開發(fā)項目,模型數(shù)據(jù)也存在較大不同，監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)按照時、分、秒的層次獲取高頻數(shù)據(jù)，這也使得數(shù)據(jù)分析更加及時［2］。同時，監(jiān)測系統(tǒng)的設置也建立起了更加完善的油氣田流動模型，使得各種數(shù)據(jù)的獲取更加及時，有助于油氣田開發(fā)工作的有效開展。其次，系統(tǒng)一體化特征。對于智能化的油氣田來說，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的協(xié)同一體化運作，與傳統(tǒng)的油氣田開發(fā)方式相比，其在技術水平上有了明顯的提升，實現(xiàn)了遠程實時控制及實時技術共享，這樣更加有利于實時修正決策。開展管理工作時應用的是閉環(huán)式管理模式，實現(xiàn)了各個環(huán)節(jié)的緊密結合，將勘探、開發(fā)以及管理有效結合，從而形成了一個緊密協(xié)同的項目組［3］。最后，持續(xù)性特征。智能化油氣田的持續(xù)性特征的體現(xiàn)最為明顯，將實時監(jiān)測、模型建立以及決策實施貫穿于油氣田開發(fā)的整個生命周期，使得開發(fā)工作開展更加順利，也使得油氣田勘探與開發(fā)的綜合經濟效益得到保證。

2 智能化油氣田建設要點

2.1 明確智能化油氣田發(fā)展途徑

智能化油氣田的建設為我國油氣田開發(fā)行業(yè)今后的發(fā)展提供了新的途徑，價值鏈中的實時監(jiān)測以及模型建立工作在實際展開的過程中都會涉及多個方面，并且主要強調對系統(tǒng)的整體優(yōu)化。與傳統(tǒng)的油氣田開發(fā)技術相比較，智能化系統(tǒng)的資料更加具有集成性，有利于實現(xiàn)模型的修改及完善，這使得系統(tǒng)的自動化程度明顯提升，同時促使企業(yè)實現(xiàn)油氣田開發(fā)的經濟效益最大化［4］。

2.2 確定智能化油氣田核心

對于智能化油氣田來說，其核心體現(xiàn)在模型系統(tǒng)的優(yōu)化上，這是保證數(shù)據(jù)應用效果的關鍵。目前來看，油藏模型通常是在某一個特定時間點建立的，而對于智能化油氣田計算機模型來說，主要是基于油田實際運行狀態(tài)實時修改的，其具備較強的不確定性信息處理能力，并且可以實現(xiàn)對油氣田生產指標的有效優(yōu)化。數(shù)據(jù)是模型的基礎，確定智能化油氣田核心的時候應該充分意識到這一點。通常情況下，不同種類數(shù)據(jù)的來源往往也不一樣，將其應用到油藏模型中后，可以與傳感器、測井儀器結合，從而實時獲取數(shù)據(jù)。對于智能化油氣田來說，其計算機模型是在不斷發(fā)生變化的，要求相關工作人員根據(jù)實際工作情況隨時改進模型，這樣可以使模型得到持續(xù)性更新［5］。工程師還應該建立起智能化油氣田軟件平臺系統(tǒng)，通過這一系統(tǒng)實現(xiàn)對特定參數(shù)的修改，這樣可以隨時分析單井預測、油氣田生產系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而在決策層獲得想要的結果。

2.3 應用超低滲透油田集輸工藝技術

超低滲透油田技術工藝技術也屬于智能化油氣田建設的要點，在對此項工藝技術進行實際應用的過程中主要涉及以下方面。一是叢式井單管不加熱密閉集輸工藝。此項工藝，主要是利用容器原油降凝降黏的特性來進行的，在很大程度上實現(xiàn)了在井口不加熱的條件下進行集輸操作，這也直接縮短了工藝流程，使得實際操作更加順利。同時，此項工藝技術的應用節(jié)省了集輸系統(tǒng)建設的投資，只需要原來投資額度的60%左右便可以完成系統(tǒng)建設。二是定時自動投球技術。此項技術在我國已經有了較為廣泛的應用，主要是用于油田井場集油管道的清蠟作業(yè)。此種技術的應用實現(xiàn)了無人值班便可以進行自動投球以及收球操作，很大程度上降低了人力資源的利用，從而降低了工作人員的工作強度［6］。

2.4 提供智能化油氣田的配套支撐

隨著智能化油氣田理念的不斷落實，需要互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術人員提供智能化油氣田的配套支撐。例如，在進行數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)分析工作時會應用到的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，還有遠程監(jiān)控系統(tǒng)及無線光纜傳輸系統(tǒng)。

3 智能化油氣田未來發(fā)展趨勢

智能化油氣田在2000 年前后開始在世界范圍內廣泛應用，先后經歷了智能井單一技術、油藏監(jiān)測以及封閉式協(xié)同作業(yè)等多個階段?，F(xiàn)階段，智能化油氣田的發(fā)展已經取得了較多成果，光纜技術以及納米技術的應用，使得智能化油氣田的協(xié)同作用得到了更好發(fā)揮，很大程度上實現(xiàn)了閉環(huán)式油氣藏管理，這也標志著我國智能化油氣田的發(fā)展進入了一個新的階段。從我國智能化油氣田的綜合發(fā)展趨勢來看，今天的智能化勢必會成為明天的常規(guī)化，世界上很多科研機構、公司以及大學都開始參與到智能化油氣田項目的研究中，并且取得了階段性研究成果，實現(xiàn)了對溫度、壓力、應力以及化學組分等多方面狀態(tài)的動態(tài)化監(jiān)測，這也使得最終決策更加科學。

4 智能化油氣田應用實例分析——以長慶油田為例

長慶油田結合500 億千克油氣田建設目標制訂了發(fā)展計劃，在蘇里格氣田開發(fā)中，其對智能化油氣田的應用主要體現(xiàn)在以下方面。

一是加大一體化集成裝置的研發(fā)推廣。隨著一體化集成裝置的開發(fā)及利用，標準化設計、規(guī)模化采購及模塊化建設成為促進企業(yè)發(fā)展的重要途徑［7］。在現(xiàn)有成果之上實現(xiàn)了對一體化集成裝置類型的細致劃分，并且完善了已有裝置的型號以及系列。二是全面推進數(shù)字化建設工作。長慶油田開發(fā)在蘇里格氣田時，在地面工程中全面推進了數(shù)字化管理技術的落實，并且對應用領域進行了擴展。在保證老區(qū)數(shù)字化改造工作質量的同時，在油氣田開發(fā)的過程中實現(xiàn)了對統(tǒng)一化信息管理平臺的應用，并且優(yōu)化了原有造價管理信息系統(tǒng)，使得物資的采購以及利用更加合理。

5 結語

整體來看，現(xiàn)階段我國在智能化油氣田開發(fā)領域的探索還處于初級階段，并且我國的油氣田呈現(xiàn)出多樣性、復雜性的特點，開發(fā)、管理的時候往往會涉及多個環(huán)節(jié)步驟，復雜程度較高。實施智能化油田方案時，應該注意考慮現(xiàn)場的實際環(huán)境條件。一般情況下，可以先嘗試應用半智能化的方式來開展油氣田開發(fā)工作，試驗成功之后逐漸擴大智能化油氣田的應用范圍，使得油氣田開發(fā)更加具有持續(xù)性，有利于不斷完善信息管理體系。