曙光初现的“智慧气田”——长庆油田苏里格南作业分公司智能化气田建设纪实

12月6日,长庆油田苏里格南作业分公司西安生产监控中心操作员张静正熟练地在操控台上调取生产参数,发现远在600公里外的一口新投井压力有点低,她立刻联系生产现场检修维护岗人员确认解决问题,前后不过短短10分钟,压力恢复正常。

很难想象,一个拥有3座日处理能力400万方的超大规模集气站,日常管理却是数字化无人值守,800余口附属气井设备及地面管网的日常维护也仅需20余名工人即可完成,究竟是什么样的管理方法才能够实现如此卓越的生产效率呢?

顺势而变 智能化气田初露锋芒

在数字化、智能化迅猛发展的浪潮下,传统天然气生产面临着工作量繁重、缺员严重、安全环保压力大等问题。苏里格南作业分公司年生产任务30亿立方米,年生产天然气达30亿立方米天然气,大约能解决1000万个四口之家一年的用气需求量。如何盘活用工、减轻一线员工劳动强度、提升管理效能,成为该分公司高质量发展路上的棘手难题。

思路决定出路。从2019年起,按照油田公司高质量发展战略部署,该分公司积极开拓智能油气田建设,提出全面提升公司“可视化、自动化、数字化、智能化”水平,建设“智能化气田”的目标。

为满足气田高质量发展需要,该分公司以“两网一端”搭建信息化平台网络架构,利用先进的物联网、信息化、智能化技术,积极融入“互联网+”,强化“产建、生产、科研与办公”三个平台建设,使企业生产、经营管理方式从传统的“人工+计算机”向“数字化、智能化”升级,科研组织模式也从以往的“单兵单线作战攻关”向“全领域攻关协同共享”跨越,促使信息技术与重点业务持续深度融合,实现了生产、建设现场全过程可视化、生产集输系统全流程自动化、生产经营工作全业务数字化、建设生产调度管理智能化的“四化”智能气田管理模式,让站场无人值守,黑屏工厂设想成为了现实,极大降低了一线操作人员劳动强度,节约了用工成本,创造了人均年天然气产量5500万立方米的奇迹,树立了数字化转型、智能化发展的典型。

运筹帷幄 铺就智能气田高速干道

气田的前端建设对于智慧气田至关重要。苏南项目在成立之初就注重顶层设计和整体规划,在生产和建设过程中,采用一丛9井的布井方式和“两定一集中”的超大规模集气站设计为苏南项目后期智能化管理提供了便利。此外,气田生产所有数据采用光缆传输,与采气管线同沟敷设。这一举措就相当于为网络通讯架设了高速干道,能让生产数据和调度指令瞬息间在井丛、厂站交互传输,为地面物联网建设提供了基础条件。电力方面采用“专用电网+风光互补新能源”相结合的供电方式,保障井丛、集气站全天候“带电”运行,彻底解除了网络不畅和断电对智能操控的影响。

在此基础上,该分公司加大智能化升级,逐步形成了一套智慧气田管理运行模式。井丛数字化系统可实现气井数据连续采集 、自动开关、应急一键关停、设备远程控制、视频全天监控、泄漏实时监测、远程喊话提醒;集气站自控系统以集气站为运行核心,站内无人值守、设备智能运行、超压自动截断、远程放空、异常自动报警。

其中配套的气井智能远程控制开关技术,使开井时率较改造之前提高了18.3%,单井平均增产幅度达28.3%,人工开关井工作量下降62%,形成超过310万立方米的快速调产能力,能够在接到调度令后两小时内完成快速调产;配套的智能注醇系统,实现了注醇泵变频远程控制、线上计量交接,注醇量同比降低13%,注醇泵维护量降低65%,大大减少了一线员工冬季解堵工作强度;运用的采出水智能排液密闭管输系统,实现采出水泵远程启停、分离器排污自动完成和,采出水的“零拉运”。此外,机器人巡检、气体刺漏、红外热成像等技术,进一步实现了气田全天候、全方位、全覆盖智能监测,极大降低了一线操作人员劳动强度,节约了用工成本,真正将数字化、智能化技术转化成了看得见的新型生产力,解放了人力,提升了本质安全和效益质量。

遍地开花 智能化气田活力迸发

在数字化转型,智能化发展的时代潮流中,苏里格南作业分公司并没有局限于气田智能化建设,更将其深度应用于地质工程研究,无纸化办公及企业管理的方方面面。

通过智能化,技术人员足不出户便可调取几百公里以外的现场数据,系统生成的数据分析图表清晰准确,不仅为技术人员研究提供了便利,更提升了技术决策的准确性。

在井筒工程方面,该分公司搭建的集远程监控、风险预测、地质导向、工程计算、大数据挖掘等功能于一体的井筒工程全生命周期多专业信息现场应用平台,实现了甲乙方数据共享、多井对比分析、井身轨迹精准导向控制、事故复杂预警报警等功能,并积极扩展地质综合应用、快速解释评价、机器经验学习等应用功能,实现了井筒工程与地质的紧密融合。

在实际应用中,钻井运行动态+实时参数可直观展示,井筒工程可跨专业查询数据,生产报表可一键生成,应用的压裂在线回传技术,可对现场作业远程指导和管控,随时线上动态调整压裂方案,真正实现“一井一段一设计,一层一法一施工”, 大大提升了产建效果。2021年,该分公司已完钻的101口井,I+II类井比例达到93%。

在地质研究及气藏动态管理方面,该分公司建立的气藏井筒瞬态耦合模型,可以预测积液井生产动态,模拟井筒积液和生产制度对产量的影响,实现气井生产制度的精确优化;建立的地面集输管网模型,可预判管线、管网饱和气量及流速,指导产建部署与全气田生产管理,判断冻堵风险优化注醇,使甲醇注入量下降6%。开发应用机器学习技术优化气井间歇制度,提前8小时预测气井积液特征,为开关井时机提供参考建议。在智能化气藏动态管理下,该公司气井压恢较之前有效率提升31%,间歇井开井时率提高6%。

除数字化、信息化在该分公司开发管理方面广泛应用外,为提高公司生产经营管理效率,该分公司推进全面计划、全面预算管理,实现管理业务线上运行,强化合规管理。大力推进协同办公平台在该分公司的深度应用,建成了四大类、67项业务流,87%的管理业务实现了线上运行。开发的产建和生产智能管家APP,通过对作业流程的梳理和固化,实现工作任务自动下发、在线办结;数据实时汇总、报表自动生成,有效压实了岗位责任。

随着生产与管理智能化改造和推广,苏里格南作业分公司的天然气生产经营管理方式从结构到机制,再到发展环境,正发生着脱胎换骨的系统重塑。未来,苏里格南作业分公司将在油田公司数字化转型、智能化发展的统一部署和大平台下,持续创新探索,为油田公司率先实现高质量发展,建设基业长青的百年长庆持续贡献智慧和力量。