智能化解开高含硫气田“世界难题”

  “普光超深高含硫气田智能化建设关键技术与应用项目获得中石化集团公司科学技术进步二等奖,这是油田信息化工作首次获得集团公司科技进步奖。”日前,中原油田信息化管理中心经理龙飞在与访客谈及自主研发的科技成果,一脸激动。

  普光气田是我国首个投入成功开发的特大型超深海相高含硫化氢气田,是国家级重点工程“川气东送”工程的主供气源。据了解,普光气田属超深、高含硫、高压、复杂山地气田,其开发是公认的“世界级难题”。尤其是空气中硫化氢含量达到800~1000ppm就足以致命,而普光气田所产天然气中硫化氢的平均含量高达15万ppm。因此,确保普光气田安全高效运营至关重要。

  向智能化气田发起攻关

  在气田建设之初,普光气田就以“数字化气田”为目标,建立了全覆盖的光传输网络和先进的自动化控制系统,实现了数据的实时采集与自动化控制。

  但随着气田的高效开发,硫沉积日益严重、山区地质灾害等诸多因素严重影响了气田的开发效果,建设初期的“数字化气田”已不能满足安全生产的需求,亟需通过信息化、智能化手段提升系统运行效率,支撑气田安全高效平稳运行。如何实现从“自动化、数字化”到“智能化”的跨越是摆在普光气田的首要课题。

  为推动油田“两化”深度融合,2013年,信息化管理中心与普光分公司联合成立气田智能化建设科研攻关小组,向气田智能化建设关键技术发起了科研攻关。科研人员在“数字化气田”的基础上,积极探索建设以一体化应用为平台,建设数据资源共享服务和智能决策支持两个中心,使数据库由分散独立向集中共享转变,开发由大单体向平台服务化转变,应用由各种运维向开发运营一体化转变,致力打造标准规范体系和信息安全体系,消除“信息孤岛”,全面提升实时监测、自动操控、全面感知、一体协作、优化预警、决策指挥等能力。

  七年攻坚成果显著

  “高含硫气田要实现安全、可靠、清洁开发,必须采用先进、可靠的信息特色技术和建立完善的基础数据库,创新和掌握智能化建设的关键技术。”中原油田高级专家彭鑫岭表示。

  为提高复杂山地井台选址及井身轨迹控制的难题,科研人员基于三维GIS自主研制钻井平台区域高程模型系统,将设计井靶心坐标输入到系统中,实现复杂山地钻井平台智能优选,大幅节省人工踏勘时间;应用三维GIS和三维可视化技术,创新研发了基于三维GIS的井眼轨迹控制技术,实现正钻井井眼轨迹的安全控制,应用于11口新井的开发部署,成功率100%,累计生产天然气22亿立方米。

  针对气田硫化氢含量高、复杂山地施工风险大、救援难度大等特点,科研人员通过建立结构化流程化应急预案、应急物资出入库模型、应急资源及路线分布图,创新形成了复杂山地高含硫气田安全与应急指挥智能联动技术。事件突发后,系统能自动关联现场视频监控、调配应急救援车辆与人,在三维场景上部署作战、抢险、医疗、检测力量,实现作战方案AI部署、一键接处警。

  同时,科研人员基于三维地理信息、三维精细建模、多源异构数据集成、应用系统开发与集成为一体的三维可视化平台,创新形成了多源异构数据三维建模的可视化开发平台,高效的三维模型加载,保障了流畅的网络视频互访,提升了生产系统时效。

  经过7年持续攻关,创新形成了普光超深高含硫气田智能化建设关键技术与应用成果,普光气田初步实现开发生产和安全管控关键业务环节的智能化。

  推广应用前景广阔

  “该项成果应用于普光气田,助力气田稳产期比方案设计已延长3年,并持续保持稳产态势。”彭鑫岭介绍,截至目前,该成果成功应用于11口新井,实现老井出水时间智能预警,9口井出水时间平均延迟3个月以上,3口水淹停产井成功复产,200余井次硫沉积成功解堵,累计增产天然气16亿立方米。

  同时,该成果还大幅提升了普光气田安全管控水平,实现全系统安全风险识别率100%、预防措施方案覆盖率100%,直接作业环节受控率100%,应急响应时间缩短40%,实现安全生产零事故;整体管理效率提升5倍以上,近3年仅会议、通讯、纸张耗材等办公费用节约2550余万元。集团公司鉴定专家一致认为,该项成果系统丰富,创新性突出,应用效果显著,在含硫气田具有广阔的推广应用前景,成果整体达到国际领先水平。

  2017年9月,“普光气田智能化建设项目”被国家工业和信息化部优选列入“智能制造试点示范(智能气田)”,普光分公司成为石油石化行业上游板块第一家进入“智能制造试点示范”的单位;并于去年成功入选2020年度“埃尼奖”评选。


关键字:智能化
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