在油气资源勘探开发面临地质条件复杂、开采成本攀升的当下,山东捷瑞数字科技股份有限公司自主研发的 “析岩采油工程井下孪生” 平台,以数字孪生技术为核心引擎,正推动传统油田向智能化、精细化转型。这一创新解决方案不仅重塑了井下作业的透明度与可控性,更通过多维度技术融合,为《井下数字化》《可视化井场》《油田数字孪生安全生产》等行业命题提供了系统性应答。
作为行业首个深度集成地质建模与实时数据的井下孪生平台,“析岩” 通过三大技术突破实现了井下环境的精准复刻。首先,基于单井测井数据与多井关联分析,平台构建出分辨率达 0.1m³ 的三维地质体模型,可直观呈现岩层类型、孔隙度分布及剩余油饱和度热力图。某致密油区块应用后,地质模型预测精度从 82% 提升至 93%,为优化钻井轨迹提供了可靠依据。其次,平台通过多物理场耦合建模技术,复现井下多相流动态与设备运行状态,例如利用 OLGA 软件模拟气液比误差小于 5%,并通过 Unity 3D 引擎实现井下工具磨损量可视化。某海上平台实测显示,异常工况识别效率因此提高 4 倍。
在数据交互层面,“析岩” 平台通过 OPC UA 协议实现与 PLC 控制系统的毫秒级指令下发,电潜泵频率调整响应时间从人工干预的 4 小时缩短至实时动态调控。这一突破使某稠油油田单井日产量提升 7.9%,吨油成本降低 10.5%,日均增收超 5 万元。
井下数字化转型的核心在于打破传统作业的信息壁垒。捷瑞数字 “析岩” 平台通过物联网技术构建全域感知网络,在井下部署光纤传感系统(DTS/DAS)、多相流量计等设备,实时采集地层压力、井口温度、设备振动等参数,形成涵盖油藏、井筒、地面的全链条数据流。数据经克里金插值算法与集合卡尔曼滤波技术融合后,时空分辨率提升至 0.1m³,实现离散测井数据与连续传感数据的无缝配准。
平台内置的强化学习算法(PPO)进一步赋予系统自主优化能力。通过模拟 10 万次不同工况下的生产参数组合,系统可动态调整抽油机频率、注水井配注量等关键指标,使某陆上油田含水率上升速度减缓 35%,设备故障率下降 40%。这种 “数据采集 - 分析 - 决策” 的闭环体系,让井下作业从经验驱动转向数据驱动,某页岩气田应用后,单井钻井周期缩短 18 天,直接节约成本超 500 万元。
“析岩” 平台深度整合《可视化井场》技术,构建起覆盖 “地面 - 井筒 - 油藏” 的三维可视化系统。在地面端,通过雷达物位计、VFD 变频器等设备实时采集分离器液位、外输泵频率等参数,结合 Unity 3D 引擎生成管网压力云图与设备状态透视视图,管理人员可远程查看井下工具运行状态与地面设施动态。某海上平台应用后,人工巡检工作量减少 70%,异常工况响应速度提升 15 倍。
针对复杂作业场景,平台引入虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术。例如,在钻井作业中,工程师可通过 VR 设备沉浸式查看井壁稳定性模拟结果,而 AR 眼镜则帮助现场人员快速获取设备维修指南与专家远程指导。某西部油田实测显示,新员工培训周期因此缩短 60%,操作失误率降低 75%。
在安全生产领域,“析岩” 平台构建了 “实时监测 - 风险预警 - 应急响应” 的全流程防护体系。通过部署于井下的光纤传感系统与边缘计算节点,平台可实时监测油压、温度等参数,当检测到钻井液密度波动超过阈值时,自动触发 “四七” 关井程序模拟训练,并推送最优压井方案。某页岩气田应用后,井控事故发生率从年均 3.2 次降至 0.5 次以下。
平台的智能预警机制不仅限于设备故障,更延伸至环境风险防控。例如,通过模拟地质沉降与管道腐蚀趋势,系统可提前 6 小时预测潜在泄漏点,并联动应急指挥系统启动预案。在某油库火灾演练中,数字孪生模型精准复现火势蔓延路径,指导消防设备联动响应,使处置时间缩短 30%。
作为国内工业互联网领域的领军企业,捷瑞数字依托自主研发的 “伏锂码” 平台,已形成覆盖油气勘探开发全生命周期的解决方案矩阵。除 “析岩” 井下孪生平台外,其 AI 驱动的油田设备模拟器可提前 72 小时预测设备故障,避免非计划停产损失超 800 万元;钻探模拟器通过模拟 12 类典型事故场景,使操作人员误操作率下降 68%。这些技术成果已在多个油田项目中实现规模化应用,例如某国际油企利用捷瑞数字的三维地质建模技术,将深海区块钻遇高压层的概率降低 42%,避免经济损失超 2 亿元。
在绿色发展层面,“析岩” 平台通过优化生产参数与能耗分析,助力某油田实现吨油电力成本降低 12%,同时通过碳排放模拟与地质环境监测,推动作业区域生态影响评估精度提升 40%。这种 “技术 + 场景” 的深度融合,正使捷瑞数字从单纯的技术供应商转变为油田数字化转型的战略合作伙伴。
结语
“析岩采油工程井下孪生” 平台的诞生,标志着油田数字化进入 “虚实共生” 的新阶段。捷瑞数字以数字孪生技术为纽带,将井下作业、地面管理与安全生产串联成有机整体,不仅为行业提供了可量化的效率提升方案(如某项目检泵周期从 180 天延长至 260 天),更通过数据驱动的决策模式,为全球油气资源的可持续开发贡献了中国智慧。随着 5G、边缘计算与 AI 技术的深度融合,这一创新范式将持续释放生产力,引领油田产业向更高效、更安全、更绿色的未来迈进。