在油氣資源勘探開(kāi)發(fā)面臨地質(zhì)條件復(fù)雜、開(kāi)采成本攀升的當(dāng)下，山東捷瑞數(shù)字科技股份有限公司自主研發(fā)的 “析巖采油工程井下孿生” 平臺(tái)，以數(shù)字孿生技術(shù)為核心引擎，正推動(dòng)傳統(tǒng)油田向智能化、精細(xì)化轉(zhuǎn)型。這一創(chuàng)新解決方案不僅重塑了井下作業(yè)的透明度與可控性，更通過(guò)多維度技術(shù)融合，為《井下數(shù)字化》《可視化井場(chǎng)》《油田數(shù)字孿生安全生產(chǎn)》等行業(yè)命題提供了系統(tǒng)性應(yīng)答。
作為行業(yè)首個(gè)深度集成地質(zhì)建模與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的井下孿生平臺(tái)，“析巖” 通過(guò)三大技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)了井下環(huán)境的精準(zhǔn)復(fù)刻。首先，基于單井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與多井關(guān)聯(lián)分析，平臺(tái)構(gòu)建出分辨率達(dá) 0.1m3 的三維地質(zhì)體模型，可直觀呈現(xiàn)巖層類(lèi)型、孔隙度分布及剩余油飽和度熱力圖。某致密油區(qū)塊應(yīng)用后，地質(zhì)模型預(yù)測(cè)精度從 82% 提升至 93%，為優(yōu)化鉆井軌跡提供了可靠依據(jù)。其次，平臺(tái)通過(guò)多物理場(chǎng)耦合建模技術(shù)，復(fù)現(xiàn)井下多相流動(dòng)態(tài)與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，例如利用 OLGA 軟件模擬氣液比誤差小于 5%，并通過(guò) Unity 3D 引擎實(shí)現(xiàn)井下工具磨損量可視化。某海上平臺(tái)實(shí)測(cè)顯示，異常工況識(shí)別效率因此提高 4 倍。
在數(shù)據(jù)交互層面，“析巖” 平臺(tái)通過(guò) OPC UA 協(xié)議實(shí)現(xiàn)與 PLC 控制系統(tǒng)的毫秒級(jí)指令下發(fā)，電潛泵頻率調(diào)整響應(yīng)時(shí)間從人工干預(yù)的 4 小時(shí)縮短至實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控。這一突破使某稠油油田單井日產(chǎn)量提升 7.9%，噸油成本降低 10.5%，日均增收超 5 萬(wàn)元。
井下數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心在于打破傳統(tǒng)作業(yè)的信息壁壘。捷瑞數(shù)字 “析巖” 平臺(tái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建全域感知網(wǎng)絡(luò)，在井下部署光纖傳感系統(tǒng)（DTS/DAS）、多相流量計(jì)等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集地層壓力、井口溫度、設(shè)備振動(dòng)等參數(shù)，形成涵蓋油藏、井筒、地面的全鏈條數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)經(jīng)克里金插值算法與集合卡爾曼濾波技術(shù)融合后，時(shí)空分辨率提升至 0.1m3，實(shí)現(xiàn)離散測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與連續(xù)傳感數(shù)據(jù)的無(wú)縫配準(zhǔn)。
平臺(tái)內(nèi)置的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法（PPO）進(jìn)一步賦予系統(tǒng)自主優(yōu)化能力。通過(guò)模擬 10 萬(wàn)次不同工況下的生產(chǎn)參數(shù)組合，系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)調(diào)整抽油機(jī)頻率、注水井配注量等關(guān)鍵指標(biāo)，使某陸上油田含水率上升速度減緩 35%，設(shè)備故障率下降 40%。這種 “數(shù)據(jù)采集 - 分析 - 決策” 的閉環(huán)體系，讓井下作業(yè)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，某頁(yè)巖氣田應(yīng)用后，單井鉆井周期縮短 18 天，直接節(jié)約成本超 500 萬(wàn)元。
“析巖” 平臺(tái)深度整合《可視化井場(chǎng)》技術(shù)，構(gòu)建起覆蓋 “地面 - 井筒 - 油藏” 的三維可視化系統(tǒng)。在地面端，通過(guò)雷達(dá)物位計(jì)、VFD 變頻器等設(shè)備實(shí)時(shí)采集分離器液位、外輸泵頻率等參數(shù)，結(jié)合 Unity 3D 引擎生成管網(wǎng)壓力云圖與設(shè)備狀態(tài)透視視圖，管理人員可遠(yuǎn)程查看井下工具運(yùn)行狀態(tài)與地面設(shè)施動(dòng)態(tài)。某海上平臺(tái)應(yīng)用后，人工巡檢工作量減少 70%，異常工況響應(yīng)速度提升 15 倍。
針對(duì)復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景，平臺(tái)引入虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)。例如，在鉆井作業(yè)中，工程師可通過(guò) VR 設(shè)備沉浸式查看井壁穩(wěn)定性模擬結(jié)果，而 AR 眼鏡則幫助現(xiàn)場(chǎng)人員快速獲取設(shè)備維修指南與專(zhuān)家遠(yuǎn)程指導(dǎo)。某西部油田實(shí)測(cè)顯示，新員工培訓(xùn)周期因此縮短 60%，操作失誤率降低 75%。
在安全生產(chǎn)領(lǐng)域，“析巖” 平臺(tái)構(gòu)建了 “實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) - 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警 - 應(yīng)急響應(yīng)” 的全流程防護(hù)體系。通過(guò)部署于井下的光纖傳感系統(tǒng)與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油壓、溫度等參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到鉆井液密度波動(dòng)超過(guò)閾值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā) “四七” 關(guān)井程序模擬訓(xùn)練，并推送最優(yōu)壓井方案。某頁(yè)巖氣田應(yīng)用后，井控事故發(fā)生率從年均 3.2 次降至 0.5 次以下。
平臺(tái)的智能預(yù)警機(jī)制不僅限于設(shè)備故障，更延伸至環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控。例如，通過(guò)模擬地質(zhì)沉降與管道腐蝕趨勢(shì)，系統(tǒng)可提前 6 小時(shí)預(yù)測(cè)潛在泄漏點(diǎn)，并聯(lián)動(dòng)應(yīng)急指揮系統(tǒng)啟動(dòng)預(yù)案。在某油庫(kù)火災(zāi)演練中，數(shù)字孿生模型精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)火勢(shì)蔓延路徑，指導(dǎo)消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)響應(yīng)，使處置時(shí)間縮短 30%。
作為國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，捷瑞數(shù)字依托自主研發(fā)的 “伏鋰碼” 平臺(tái)，已形成覆蓋油氣勘探開(kāi)發(fā)全生命周期的解決方案矩陣。除 “析巖” 井下孿生平臺(tái)外，其 AI 驅(qū)動(dòng)的油田設(shè)備模擬器可提前 72 小時(shí)預(yù)測(cè)設(shè)備故障，避免非計(jì)劃停產(chǎn)損失超 800 萬(wàn)元；鉆探模擬器通過(guò)模擬 12 類(lèi)典型事故場(chǎng)景，使操作人員誤操作率下降 68%。這些技術(shù)成果已在多個(gè)油田項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，例如某國(guó)際油企利用捷瑞數(shù)字的三維地質(zhì)建模技術(shù)，將深海區(qū)塊鉆遇高壓層的概率降低 42%，避免經(jīng)濟(jì)損失超 2 億元。
在綠色發(fā)展層面，“析巖” 平臺(tái)通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)與能耗分析，助力某油田實(shí)現(xiàn)噸油電力成本降低 12%，同時(shí)通過(guò)碳排放模擬與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)，推動(dòng)作業(yè)區(qū)域生態(tài)影響評(píng)估精度提升 40%。這種 “技術(shù) + 場(chǎng)景” 的深度融合，正使捷瑞數(shù)字從單純的技術(shù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)?a style='color:#f39700; font-weight:bold;' target='_blank' href=http://yxjb.com.cn/oil/oilfield-simulator-simulation-training.htm>油田數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略合作伙伴。
結(jié)語(yǔ)
“析巖采油工程井下孿生” 平臺(tái)的誕生，標(biāo)志著油田數(shù)字化進(jìn)入 “虛實(shí)共生” 的新階段。捷瑞數(shù)字以數(shù)字孿生技術(shù)為紐帶，將井下作業(yè)、地面管理與安全生產(chǎn)串聯(lián)成有機(jī)整體，不僅為行業(yè)提供了可量化的效率提升方案（如某項(xiàng)目檢泵周期從 180 天延長(zhǎng)至 260 天），更通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策模式，為全球油氣資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧。隨著 5G、邊緣計(jì)算與 AI 技術(shù)的深度融合，這一創(chuàng)新范式將持續(xù)釋放生產(chǎn)力，引領(lǐng)油田產(chǎn)業(yè)向更高效、更安全、更綠色的未來(lái)邁進(jìn)。
