智慧油氣田3D可視化大屏管理

1、1959年9月26日16時許，松嫩平原上一個叫做大同的小鎮(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)志一個世界級特大型陸相砂巖油 田的誕生。大慶油田開始生產(chǎn)后，我國甩掉了中國“貧油”的帽子。因為大慶油田，1961年中國新增探明石油儲量達(dá)到 20億噸。2021年8月，中國石油大 慶油田再次在大慶發(fā)現(xiàn)12.68億噸頁巖油田，我國石油儲量增加到 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，通過數(shù)字化與勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的深度融合，拉動技術(shù)變革、生產(chǎn)變革、管理變 革，驅(qū)動油田高

2、質(zhì)量發(fā)展。1ADJ圖撲軟件的線上智慧油田采用 2.5D的輕量化設(shè)計。以四川地圖為基，展示整個 省的油田分布。運用Hightopo自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實現(xiàn)可交互式 的Web二維場景。通過2D組態(tài)了解石油勘探一石油開采一油氣集輸一井下作 業(yè)一石油化學(xué)工業(yè)整個流程。利用RFID、傳感器、GPS攝像機(jī)等設(shè)備，結(jié)合5G 和AI識別等技術(shù)，實現(xiàn)油田設(shè)施的智能化識別、感知、定位、跟蹤、監(jiān)控和管 理。圖撲軟件聚焦工業(yè)領(lǐng)域，提供完備流水線作業(yè)工具鏈，從 2D設(shè)計、3D設(shè)計到 交互、動效皆有一站式的開發(fā)工具，設(shè)計師和程序員能實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)開發(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，管理者就能實時掌握油田的勘探進(jìn)程和油藏開 發(fā)的重要數(shù)據(jù)。r油田概況1 er<nr471340萬噸393 k石油勘探可分為調(diào)查和勘探兩個階段。調(diào)查階段主要任務(wù)是通過地面地質(zhì)調(diào)查或 地球物理測量或地球化學(xué)探測調(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， 通過取巖心和測試油氣層以證實油氣層是否

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)量動態(tài)，油、氣、水情況），算準(zhǔn)儲量, 為油藏開發(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)過數(shù)據(jù)融合、處理、轉(zhuǎn)換，形成日產(chǎn)量趨勢、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)雜性整體客觀地展示給管理者，讓他們在勘探、施工、 建設(shè)的各個階段提前對工程進(jìn)行合理的規(guī)劃，讓許多部署方案、開發(fā)方案在選址、 選線、運行環(huán)節(jié)上更合理，降低風(fēng)險，提高經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)境保護(hù)隨著國家“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 天然氣開采是重污染產(chǎn)業(yè)，開采過程中大氣污染物主要包括天然氣凈化廠尾氣、 油氣處理與集輸系統(tǒng)無組織逸散烴類廢氣，主要污染物為SO2和VOCs彌檢則在石油生產(chǎn)、貯運、煉制加工及使用過程中，因事故、不正常操作及檢修等原因, 都會有石油烴類的溢出和排放，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。通過圖撲可視化大屏 的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題。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過濾設(shè)備等，凈化空氣和水源。/油田水處理過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卩過濾水可以再利用，以保護(hù)我 國的淡水資源。Ml» c L：-清水罐可用于儲存清水，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。石油開采當(dāng)完成油藏的勘探，確定了油藏類型和儲量，就會進(jìn)行鉆井作業(yè)、固井。當(dāng)射孔 鉆開油氣層、地面設(shè)施建設(shè)完畢，安裝完井口裝置，標(biāo)志著石油開采的基礎(chǔ)條件 已經(jīng)

7、具備。/油井開發(fā)運用井架、操作平臺、柴油機(jī)、鉆機(jī)、鉆具、泥漿泵、發(fā)電機(jī)和測試裝備以及燃 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 作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)字化管理。結(jié)合地震資料的實時采集以及與歷史地震數(shù)據(jù) 勘探開發(fā)數(shù)據(jù)的綜合分析比較，實現(xiàn)油氣儲量的精準(zhǔn)計算、富集高產(chǎn)區(qū)的精確預(yù)測和地質(zhì)風(fēng)險的準(zhǔn)確識別。/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 各種類型的泵把原油從井中抽出，目前我國石油開采以人工舉升采油為主。運用Hightopo自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實現(xiàn)可交互式的 Web二維場景，點 擊抽油機(jī)可下鉆到設(shè)備詳情頁。按舉升方式，分氣舉米油和深井泵米油兩類。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)和無游梁式抽油機(jī)兩種。抽油桿工作時，動力

9、設(shè)備將高速旋轉(zhuǎn)運動通過減 速箱傳遞給曲柄，帶動曲柄作低速旋轉(zhuǎn)；曲柄通過連桿帶動游梁作上下擺動； 掛在驢頭上的懸繩器通過抽油桿帶動井下深井泵作上下往復(fù)運動，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、游動凡爾（排出閥）、固定凡爾（吸入閥）。綜合運用各類傳感技術(shù)、有線/無線通信技術(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)的各個環(huán)節(jié)，如抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵，對抽油工況 及各種運行參數(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 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，脫氣原油翻過隔板進(jìn)入油室，并經(jīng)流量計計量，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HT可視化監(jiān)控三相分離器的各項數(shù)據(jù)，將油田生產(chǎn)的自動化與信

11、息化相 結(jié)合，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)應(yīng)用到油氣生產(chǎn)流程中， 已經(jīng)成為國內(nèi)數(shù)字油田建 設(shè)的主流方向。/注水電動增壓泵注水是一種二次采油方法。通過注水井向地層注水，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/注水井用來向油層注水的井。在油田開發(fā)過程中，通過專門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)動力，以提高油藏的開采速度和采收率。 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，這個過程稱為油田注水。油田注水是油田開發(fā)過程中向地層補(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發(fā)效果的好壞，同時

12、也決定著油田開發(fā)壽命的長短。油氣集輸油氣正式開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，經(jīng)過各項設(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和 天然氣用戶?？赏ㄟ^HT可視化平臺將油田的各種空間實體自然地組織在一起， 將徹底打破油田各專業(yè)信息平臺橫向分割的局面，形成集勘探一開發(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集輸

13、系統(tǒng)，各個環(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，對提高熱效率、降低燃料消耗具有重要意義。/儲油罐是一種儲存油品的容器，油庫的主要設(shè)施，在管道運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。金屬油罐因造價低、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，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、幾萬公里的油氣長輸管線和配套的幾萬座原油儲罐信息，形成數(shù)字規(guī)劃、管理、安全監(jiān)測、設(shè)計制圖的 能力。我國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。天然氣開采對于和原油儲藏在同一層位的天然氣，會伴隨原油一起開采。對于只有單相氣存 在的氣藏，其開采方法既與原油的開采方法十分相似， 又有其特殊的地方。中國 是世界上最早開發(fā)和利用天然氣的國家，宋代開始較大規(guī)模地開發(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)時世界上最大的天然氣 田。Hightopo天然氣開采智慧可視系統(tǒng)，開篇動畫展示氣田建設(shè)三個階段：鉆前工 程、鉆進(jìn)工程和完井作業(yè)。包括：定井位、道路勘測、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬 家、安裝設(shè)備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進(jìn)、起鉆、換鉆頭、下鉆、完井、電測、 下

15、套管、固井作業(yè)等。.沖 04DO運用Hightopo 自主研發(fā)核心產(chǎn)品HT for Web，實現(xiàn)可交互式的Web三維場 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面板接入實時數(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。界面下方的實體線框切換可查看氣田的線框狀態(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 動阻力?。坏蛎浵禂?shù)大，彈性能量大。因此天然氣開采時一般采用自噴方式， 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。其實，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多或產(chǎn)水， 使氣井恢復(fù)正常生

17、產(chǎn)。統(tǒng)計信息可通過當(dāng)月耗電量和產(chǎn)氣量的比率判斷氣井內(nèi)的滲水情況，及時采取補(bǔ)救措施。報警信息通過圖撲的可視化大屏在中控室就能實現(xiàn)設(shè)備故障監(jiān)控，及時通知工程人員進(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、水井在長期的生產(chǎn)過程中，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 出現(xiàn)問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 田勘探開發(fā)過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)危險重重，通過可視化巡檢，利用機(jī)器人檢修，將對工人健康增加一份 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?？梢哉f， 我們?nèi)粘Ｉ钪械摹耙?、食、住、行”樣樣都離不開石化產(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，這對發(fā)展石化工業(yè)是個巨大的促進(jìn)。以天然氣為原料加工的產(chǎn)品或初級產(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。油氣下游的智慧工廠已初具規(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)計就追求