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压裂技术从经验驱动转向数据驱动2025年06月16日 来源:
中国石化报 作者:
卞晓冰
□石油工程技术研究院专家 卞晓冰 在油气开发领域,压裂技术作为释放地层潜能、提升油气井产量的核心手段,正经历从经验驱动向数据驱动的范式转变。随着人工智能、物联网等新一代信息技术深度应用,全球油气行业正加快推进压裂作业智能化进程,加速构建涵盖井下、地面、作业中心的自动化、智能化压裂技术体系,预期打造出压裂方案“一键式”设计、压裂风险超前预测、压裂施工智能优化决策与全电动压裂装备智能调控的闭环控制系统。当前,该技术整体处于学术性研究向工业级应用的过渡阶段,有着广阔的发展前景。 2020年后,国际油服公司相继推出了集监测、预警、调控于一体的智能压裂操作系统及装备,包括哈里伯顿的SmartFleet、斯伦贝谢的StimCommander、贝克休斯的CyberFrac等,压裂簇裂缝均匀性提高30%,单井完井成本降低25%,产量提高20%。国内以中国石油、中国石化为代表的石油公司已经建立了远程技术决策中心,具备智能压裂实时数据传输、监测、分析与优化的基础条件,但智能压裂技术研发与应用总体仍处于起步阶段。 2024年,工程院联合物探院、机械公司、江汉油田、中原油田、国勘公司等单位,聚焦“非常规油气藏压裂智能优化技术及装备研发”,针对储层改造技术“压前-压中-压后”全链条,初步搭建了集基础数据采集、处理、分析、优化及调控于一体的全场景智能压裂云平台,在智能压裂设计、智能施工决策、智能监测解释、智能压裂装备等方面取得了阶段性进展。 智能压裂云平台由4个子系统构成,压裂设计辅助优化子系统相较传统设计流程,不仅提高了压裂设计的科学性,而且节约了80%的人工时间;压裂智能施工辅助决策子系统初步实现了压裂“可视化”,可以提前预警砂堵等风险并给出科学决策;压裂智能监测解释子系统实现压裂现场簇级精度的进液进砂量实时精准计算,且形成了压裂现场实时监测解决方案;压裂智能控制子系统构建了压裂全链路远程集控平台,实现压裂机组排量一键设定及智能调控,实现作业现场无人化操作。 当今石油工业已步入软件智能化及装备高端化升级阶段。构建压前-压中-压后全生命周期的“数据采集-智能设计-智能决策-指令执行”全链路闭环,开发融合物联网感知、协同决策与群智控制等技术的地面-地下实时调控及预警一体化平台,是智能压裂技术的未来发展方向。大型语言模型有望成为石油勘探开发行业全面数字化转型的助推器,下一步可依托长城大模型构建压裂知识图谱,探索大语言基座模型在压裂业务垂直场景落地的可行性,建立全生命周期数字孪生模型,构建压裂实时决策智能体,进一步突破传统人机交互效能瓶颈,同时,需加快集约化智能压裂机组研制,通过攻关大功率设备集成技术,开发高性能供砂、混砂及管汇装置,通过软硬件交互耦合,实现成套装备集约化和智能化。
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