智慧油氣田3D可視化大屏管理

1、1959年9月26日16時(shí)許，松嫩平原上一個(gè)叫做大同的小鎮(zhèn)附近被命名為 “松基三井”的油井里黑色的油流噴射而出，標(biāo)志一個(gè)世界級(jí)特大型陸相砂巖油 田的誕生。大慶油田開(kāi)始生產(chǎn)后，我國(guó)甩掉了中國(guó)“貧油”的帽子。因?yàn)榇髴c油田，1961年中國(guó)新增探明石油儲(chǔ)量達(dá)到 20億噸。2021年8月，中國(guó)石油大 慶油田再次在大慶發(fā)現(xiàn)12.68億噸頁(yè)巖油田，我國(guó)石油儲(chǔ)量增加到 314億噸。早在2020年大慶油田就提出推進(jìn)數(shù)字油田一智能油田一智慧油田的“三步走” 戰(zhàn)略，把數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，構(gòu)建數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、決策的全流程體 系，通過(guò)數(shù)字化與勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)的深度融合，拉動(dòng)技術(shù)變革、生產(chǎn)變革、管理變 革，驅(qū)動(dòng)油田高

2、質(zhì)量發(fā)展。1ADJ圖撲軟件的線(xiàn)上智慧油田采用 2.5D的輕量化設(shè)計(jì)。以四川地圖為基，展示整個(gè) 省的油田分布。運(yùn)用Hightopo自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實(shí)現(xiàn)可交互式 的Web二維場(chǎng)景。通過(guò)2D組態(tài)了解石油勘探一石油開(kāi)采一油氣集輸一井下作 業(yè)一石油化學(xué)工業(yè)整個(gè)流程。利用RFID、傳感器、GPS攝像機(jī)等設(shè)備，結(jié)合5G 和AI識(shí)別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油田設(shè)施的智能化識(shí)別、感知、定位、跟蹤、監(jiān)控和管 理。圖撲軟件聚焦工業(yè)領(lǐng)域，提供完備流水線(xiàn)作業(yè)工具鏈，從 2D設(shè)計(jì)、3D設(shè)計(jì)到 交互、動(dòng)效皆有一站式的開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)師和程序員能實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)開(kāi)發(fā)，快速 落地2D、3D可視化成果。油氣勘探利用各種勘探技

3、術(shù)和設(shè)施設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集， 找到儲(chǔ)油氣的圈閉，并探明油氣田 面積，油氣層情況和產(chǎn)出能力。許多油田或探區(qū)是在人跡罕至的地區(qū)， 決策和管理層難以感性地了解油田的自然環(huán)境、地質(zhì)、工程、建設(shè)、交通的真實(shí)情況。如 果將數(shù)據(jù)接入圖撲的可視化大屏，管理者就能實(shí)時(shí)掌握油田的勘探進(jìn)程和油藏開(kāi) 發(fā)的重要數(shù)據(jù)。r油田概況1 er<nr471340萬(wàn)噸393 k石油勘探可分為調(diào)查和勘探兩個(gè)階段。調(diào)查階段主要任務(wù)是通過(guò)地面地質(zhì)調(diào)查或 地球物理測(cè)量或地球化學(xué)探測(cè)調(diào)查油氣藏存在的條件，了解地質(zhì)概況后可用反射 波地震勘探法進(jìn)行詳查。在詳查確定的可能含油的構(gòu)造上，采用鉆探井的方法， 通過(guò)取巖心和測(cè)試油氣層以證實(shí)油氣層是否

4、存在。鉆探后需詳細(xì)研究油氣藏的地 質(zhì)特征（含油層變化規(guī)律，壓力系統(tǒng)和產(chǎn)量動(dòng)態(tài)，油、氣、水情況），算準(zhǔn)儲(chǔ)量, 為油藏開(kāi)發(fā)取得全部必要的數(shù)據(jù)。油田資源分布石油70%81%43%64%15%當(dāng)我們利用地質(zhì)法、地球物理法、地球化學(xué)法和鉆探法獲得油氣田原始數(shù)據(jù)后， 再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)融合、處理、轉(zhuǎn)換，形成日產(chǎn)量趨勢(shì)、油田資源分布、油田產(chǎn)量排名 的可視化圖表。將油田的復(fù)雜性整體客觀(guān)地展示給管理者，讓他們?cè)诳碧?、施工?建設(shè)的各個(gè)階段提前對(duì)工程進(jìn)行合理的規(guī)劃，讓許多部署方案、開(kāi)發(fā)方案在選址、 選線(xiàn)、運(yùn)行環(huán)節(jié)上更合理，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)境保護(hù)隨著國(guó)家“雙碳”政策的推行，低碳排放、保護(hù)環(huán)境與企業(yè)利益息息相關(guān)。

5、石油 天然氣開(kāi)采是重污染產(chǎn)業(yè)，開(kāi)采過(guò)程中大氣污染物主要包括天然氣凈化廠(chǎng)尾氣、 油氣處理與集輸系統(tǒng)無(wú)組織逸散烴類(lèi)廢氣，主要污染物為SO2和VOCs彌檢則在石油生產(chǎn)、貯運(yùn)、煉制加工及使用過(guò)程中，因事故、不正常操作及檢修等原因, 都會(huì)有石油烴類(lèi)的溢出和排放，造成大氣環(huán)境、土壤、地下水的污染。如產(chǎn)生溫 室效應(yīng)、破壞臭氧層、土壤結(jié)構(gòu)等，形成寸草不生的環(huán)境。通過(guò)圖撲可視化大屏 的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。采用原位生物修復(fù)技術(shù)、異位生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù) 技術(shù)、生物處理法或者通過(guò)過(guò)濾設(shè)備等，凈化空氣和水源。/油田水處理過(guò)濾器主要適用于處理廢水經(jīng)反應(yīng)后絮體比重接近于水的各類(lèi)廢水。根據(jù)含油污水的水質(zhì)特征及回注水水質(zhì)要

6、求，主要去除因子為懸浮物、石油類(lèi)物質(zhì)、硫化物及鐵， 且保證處理后的回注水中顆粒物直徑 < 1.0卩過(guò)濾水可以再利用，以保護(hù)我 國(guó)的淡水資源。Ml» c L：-清水罐可用于儲(chǔ)存清水，和消防系統(tǒng)連結(jié)，不再另設(shè)消防用水池，減少占地面積, 保護(hù)環(huán)境。借助HT可視化技術(shù)還可以獲得油田信息以外的基礎(chǔ)信息， 如地籍、氣象、水文、 天然地震、植被和其他礦產(chǎn)等與空間系統(tǒng)有關(guān)的信息， 有助于油田區(qū)域內(nèi)的的管 理、建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和自然災(zāi)難的預(yù)防。石油開(kāi)采當(dāng)完成油藏的勘探，確定了油藏類(lèi)型和儲(chǔ)量，就會(huì)進(jìn)行鉆井作業(yè)、固井。當(dāng)射孔 鉆開(kāi)油氣層、地面設(shè)施建設(shè)完畢，安裝完井口裝置，標(biāo)志著石油開(kāi)采的基礎(chǔ)條件 已經(jīng)

7、具備。/油井開(kāi)發(fā)運(yùn)用井架、操作平臺(tái)、柴油機(jī)、鉆機(jī)、鉆具、泥漿泵、發(fā)電機(jī)和測(cè)試裝備以及燃 料油罐、鍋爐等從地面將地層鉆成孔眼。向井內(nèi)下入套管，并向井眼和套管之間 的環(huán)形空間注入水泥。用射孔彈射開(kāi)目的層位的套管及水泥環(huán)，構(gòu)成地層至井筒 的連通孔道，以便于采油、采氣等作業(yè)。鉆探設(shè)備的數(shù)字孿生體與實(shí)體設(shè)備共享數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控設(shè)備功率、轉(zhuǎn)速變化、運(yùn) 作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。結(jié)合地震資料的實(shí)時(shí)采集以及與歷史地震數(shù)據(jù) 勘探開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的綜合分析比較，實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)量的精準(zhǔn)計(jì)算、富集高產(chǎn)區(qū)的精確預(yù)測(cè)和地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確識(shí)別。/米油方式自噴采油和人工舉升采油是采油的兩種方式，自噴采油是由于地下含油層壓力較高，憑其自身壓

8、力就可以使原油從井口噴出的采油方式。人工舉升采油則是利用 各種類(lèi)型的泵把原油從井中抽出，目前我國(guó)石油開(kāi)采以人工舉升采油為主。運(yùn)用Hightopo自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web二維場(chǎng)景，點(diǎn) 擊抽油機(jī)可下鉆到設(shè)備詳情頁(yè)。按舉升方式，分氣舉米油和深井泵米油兩類(lèi)。其中深井泵米油又有有桿泵米油、 螺桿泵采油等。有桿泵采油依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井 筒中混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低， 將流到井內(nèi)的原油舉升 到地面。/有桿泵抽油機(jī)是有桿深井泵采油的主要地面設(shè)備， 它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，包括游梁式 抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽油機(jī)兩種。抽油桿工作時(shí)，動(dòng)力

9、設(shè)備將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)減 速箱傳遞給曲柄，帶動(dòng)曲柄作低速旋轉(zhuǎn)；曲柄通過(guò)連桿帶動(dòng)游梁作上下擺動(dòng)； 掛在驢頭上的懸繩器通過(guò)抽油桿帶動(dòng)井下深井泵作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把油抽到地面。 抽油泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體壓能的設(shè)備，主要組成：工作筒（外筒和襯套）、柱塞、游動(dòng)凡爾（排出閥）、固定凡爾（吸入閥）。綜合運(yùn)用各類(lèi)傳感技術(shù)、有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以智能控制為 手段，圍繞桿泵抽油系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵，對(duì)抽油工況 及各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集、處理和挖掘，優(yōu)化參數(shù)配置，提升采油效率，降低運(yùn) 行成本，保持安全穩(wěn)定咼效生產(chǎn)。/油氣水三相分離器油田油水井中安裝于泵下的一種“固、 液、氣”三相分

10、離裝置。油氣水混合物高 速進(jìn)入預(yù)脫氣室，靠旋流分離及重力作用脫出大量的原油伴生氣，預(yù)脫氣后的油 水混合物經(jīng)導(dǎo)流管高速進(jìn)入分配器與水洗室， 在含有破乳劑的活性水層內(nèi)洗滌破 乳，進(jìn)行穩(wěn)流，降低來(lái)液的雷諾系數(shù)，再經(jīng)聚結(jié)整流后，流入沉降分離室進(jìn)一步 沉降分離，脫氣原油翻過(guò)隔板進(jìn)入油室，并經(jīng)流量計(jì)計(jì)量，控制后流出分離器， 水相靠壓力平衡經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入水室，從而達(dá)到油氣水三相分離的目的。實(shí)現(xiàn)了原油 脫水、原油脫天然氣和天然氣脫輕質(zhì)油； 還要做到污水回收、天然氣回收和輕質(zhì) 油回收。1GjOS-MrUMtU!MttB SM .Mllfaift 14 卄通過(guò)HT可視化監(jiān)控三相分離器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，將油田生產(chǎn)的自動(dòng)化與信

11、息化相 結(jié)合，將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到油氣生產(chǎn)流程中， 已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)數(shù)字油田建 設(shè)的主流方向。/注水電動(dòng)增壓泵注水是一種二次采油方法。通過(guò)注水井向地層注水，將地下原油驅(qū)替到生產(chǎn)井, 增加一次采油后原油的采收率。1GjOS1GjOS/注水井用來(lái)向油層注水的井。在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的注水井將水注入油藏， 保 持或恢復(fù)油層壓力，使油藏有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，以提高油藏的開(kāi)采速度和采收率。 利用注水設(shè)備把質(zhì)量合乎要求的水從注水井注入油層，以保持油層壓力，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為油田注水。油田注水是油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中向地層補(bǔ)充能量、 提高油田采收率 的重要手段之一。注水井管理技術(shù)水平的高低決定著油田開(kāi)發(fā)效果的好壞，同時(shí)

12、也決定著油田開(kāi)發(fā)壽命的長(zhǎng)短。油氣集輸油氣正式開(kāi)采后需要將分散的油井所生產(chǎn)的石油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品集中起 來(lái)，經(jīng)過(guò)各項(xiàng)設(shè)備的處理、初加工，再將合格的油和天然氣分別外輸?shù)綗捰蛷S(chǎng)和 天然氣用戶(hù)?？赏ㄟ^(guò)HT可視化平臺(tái)將油田的各種空間實(shí)體自然地組織在一起， 將徹底打破油田各專(zhuān)業(yè)信息平臺(tái)橫向分割的局面，形成集勘探一開(kāi)發(fā)一工程一集 輸為一體的油田信息系統(tǒng)。/加熱爐指用火焰加熱原油、天然氣、水及其混合物等介質(zhì)的專(zhuān)用設(shè)備。它是油氣集輸系 統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種油田專(zhuān)用設(shè)備，其作用是將原油、天然氣，油水混合物、油 氣水混合物加熱至工藝所需要溫度， 滿(mǎn)足油氣集輸工藝及加工工藝的要求。 從采 油井口至原油外輸整個(gè)集輸

13、系統(tǒng)，各個(gè)環(huán)節(jié)都要使用加熱爐。加熱爐也是一種高 耗能設(shè)備，正確地操作使用加熱爐，對(duì)提高熱效率、降低燃料消耗具有重要意義。/儲(chǔ)油罐是一種儲(chǔ)存油品的容器，油庫(kù)的主要設(shè)施，在管道運(yùn)輸中是輸油管的油源接口。 按材質(zhì)可分為非金屬油罐和金屬油罐兩大類(lèi)。金屬油罐因造價(jià)低、不易滲漏、施 工方便、維護(hù)容易而得到廣泛使用。球形油罐具有耐壓、節(jié)約材料等特點(diǎn)，多用 于石油液化氣系統(tǒng)?？梢暬到y(tǒng)上可以方便地集合設(shè)備管網(wǎng)密集的油田信息、幾萬(wàn)公里的油氣長(zhǎng)輸管線(xiàn)和配套的幾萬(wàn)座原油儲(chǔ)罐信息，形成數(shù)字規(guī)劃、管理、安全監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)制圖的 能力。我國(guó)除了陸地石油資源外，海洋油氣資源也十分豐富。海上油氣勘探主要集中于 渤海、黃海、東海及

14、南海北部大陸架等地。海上油氣集輸圖撲軟件也有完成的可 視化解決方案。天然氣開(kāi)采對(duì)于和原油儲(chǔ)藏在同一層位的天然氣，會(huì)伴隨原油一起開(kāi)采。對(duì)于只有單相氣存 在的氣藏，其開(kāi)采方法既與原油的開(kāi)采方法十分相似， 又有其特殊的地方。中國(guó) 是世界上最早開(kāi)發(fā)和利用天然氣的國(guó)家，宋代開(kāi)始較大規(guī)模地開(kāi)發(fā)和利用天然氣， 位于四川自貢市、富順縣和榮縣境內(nèi)的自流井氣田，是當(dāng)時(shí)世界上最大的天然氣 田。Hightopo天然氣開(kāi)采智慧可視系統(tǒng)，開(kāi)篇?jiǎng)赢?huà)展示氣田建設(shè)三個(gè)階段：鉆前工 程、鉆進(jìn)工程和完井作業(yè)。包括：定井位、道路勘測(cè)、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬 家、安裝設(shè)備、一次開(kāi)鉆、二次開(kāi)鉆、鉆進(jìn)、起鉆、換鉆頭、下鉆、完井、電測(cè)、 下

15、套管、固井作業(yè)等。.沖 04DO運(yùn)用Hightopo 自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實(shí)現(xiàn)可交互式的Web三維場(chǎng) 景，可進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，展示天然氣田的設(shè)施設(shè)備信息。2D面板接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，展示天然氣產(chǎn)量、設(shè)備故障信息、米氣純度、米氣效率、天然氣存量等 信息。界面下方的實(shí)體線(xiàn)框切換可查看氣田的線(xiàn)框狀態(tài)。由于天然氣密度小，為0.750.8千克/立方米；粘度小，在地層和管道中的流 動(dòng)阻力?。坏蛎浵禂?shù)大，彈性能量大。因此天然氣開(kāi)采時(shí)一般采用自噴方式， 同自噴采油方式基本一樣。/排水采氣伴生氣通常含有雜質(zhì)，采用閃蒸分離方式能分離出較重的氣體。 為了提高伴生氣 輕烴回收率，可采用中壓淺冷冷油吸

16、收工藝。它具有采收率高、經(jīng)濟(jì)效益好、工 藝適應(yīng)范圍廣、操作靈活性大等特點(diǎn)。其實(shí)，提高氣體采收率的關(guān)鍵還是水患治理。由于水體的彈性能量會(huì)驅(qū)使水沿高 滲透帶竄入氣藏，巖石本身的親水性和毛細(xì)管壓力的作用， 水的侵入會(huì)封閉縫洞 或空隙中未排出的氣體，比重高達(dá)巖石孔隙體積的30%50%大幅降低了氣體米收率。氣井產(chǎn)水后，氣流入井底的滲流阻力會(huì)增加，向上總能量消耗增大。氣藏的采氣 速度將下降，氣井的自噴能力將減弱，單井產(chǎn)量迅速遞減，直到停產(chǎn)。通過(guò)采氣效率、采氣純度、含水飽和度、泥質(zhì)含量、滲透率的數(shù)據(jù)變化，判斷滲水程度。通過(guò)排水采氣、化學(xué)封堵等方法，解決氣井井筒及井底附近地層積液過(guò)多或產(chǎn)水， 使氣井恢復(fù)正常生

17、產(chǎn)。統(tǒng)計(jì)信息可通過(guò)當(dāng)月耗電量和產(chǎn)氣量的比率判斷氣井內(nèi)的滲水情況，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。報(bào)警信息通過(guò)圖撲的可視化大屏在中控室就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障監(jiān)控，及時(shí)通知工程人員進(jìn)行維修。副產(chǎn)品產(chǎn)量排行可分析穩(wěn)定氣體凝析液（SGC等副產(chǎn)品的產(chǎn)出量，科學(xué)進(jìn)行資源分配。01-01 10:00產(chǎn)翩怦亍0.7 xIONm30-7 xIONnn30.7 x10*Nrri0.7 xIONrn3僉產(chǎn)豈1ai?井下作業(yè)油、水井在長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程中，不停頓地受到地下油、氣、水的腐蝕，逐漸老化， 出現(xiàn)各種不同類(lèi)型的故障，導(dǎo)致油水井不能正常生產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。因此，必須對(duì) 出現(xiàn)問(wèn)題與故障的油水井進(jìn)行井下作業(yè)， 使油水井恢復(fù)正常生產(chǎn)。井下作業(yè)是

18、油 田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中保證油水井正常生產(chǎn)的技術(shù)手段。 主要有油水井維修、油水井 大修、油層改造和試油。井下作業(yè)危險(xiǎn)重重，通過(guò)可視化巡檢，利用機(jī)器人檢修，將對(duì)工人健康增加一份 保障。石油天然氣化學(xué)工業(yè)石油化工產(chǎn)品以煉油過(guò)程提供的原料油進(jìn)一步化學(xué)加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品 的第一步是對(duì)原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進(jìn)行裂解，生成以乙烯、丙 烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原 料生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料（約 200種）及合成材料 （塑料、合成纖維、合成橡 膠）。大到太空的飛船，小到牙刷等，都跟石油化工有著密切的關(guān)系。可以說(shuō)， 我們?nèi)粘Ｉ钪械摹耙?、食、住、行”樣樣都離不開(kāi)石化產(chǎn)品。高速發(fā)展的電子工業(yè)以及諸多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對(duì)石化產(chǎn)品，尤其是以石化產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的精細(xì)化工產(chǎn)品提出了新要求，這對(duì)發(fā)展石化工業(yè)是個(gè)巨大的促進(jìn)。以天然氣為原料加工的產(chǎn)品或初級(jí)產(chǎn)品主要有合成氨、甲醇、甲醛、乙烯、合成 氣或氫氣、乙炔、氯甲烷、二硫化碳、氫氰酸、炭黑等。天然氣也是制造氮肥的 最佳原料，具有投資少、成本低、污染少等特點(diǎn)。油氣下游的智慧工廠(chǎng)已初具規(guī)模，油氣上游業(yè)務(wù)作為傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)，智慧化轉(zhuǎn)型 絕非一朝一夕之功，必須從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度上重視智慧化轉(zhuǎn)型， 全面推進(jìn)智 慧油氣田建設(shè)。圖撲軟件基于局部刷新、批量聚合、圖像緩存、極少化 DOM元 素等，從底層設(shè)計(jì)就追求