一起數智化、一起非常規

中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 于榮澤

頁(yè)巖油氣、致密油氣、煤層氣(煤巖氣)等統稱(chēng)為非常規油氣。

非常規油氣有一個(gè)特別明顯的特點(diǎn),即傳統技術(shù)無(wú)法獲得工業(yè)產(chǎn)量、需采用新技術(shù)才能夠實(shí)現規模效益開(kāi)采。

全球非常規油氣資源豐富,是現階段和未來(lái)油氣開(kāi)發(fā)的重要接替領(lǐng)域。

2005年,美國通過(guò)規模應用水平井鉆井和分段壓裂等技術(shù),實(shí)現了頁(yè)巖油氣等非常規油氣資源的規模效益開(kāi)發(fā),在全球范圍內掀起了一場(chǎng)“頁(yè)巖革命”。美國通過(guò)“頁(yè)巖革命”也實(shí)現了能源獨立,同時(shí)改變了世界能源和地緣政治格局。

于榮澤(左)和鄒才能院士(右)合影

2005年～2014年稱(chēng)之為“頁(yè)巖革命1.0時(shí)代”。

這一階段國際油價(jià)保持高位,非常規油氣采取粗放式開(kāi)發(fā)模式,關(guān)鍵詞是“效率”。在給定成本和時(shí)間內鉆更多井,實(shí)現更多油氣產(chǎn)出,該階段水平井鉆完井和分段壓裂技術(shù)得以快速發(fā)展和廣泛應用。

2015年之后,全球油價(jià)暴跌,頁(yè)巖革命由1.0時(shí)代向2.0時(shí)代跨越,關(guān)鍵詞由“效率”轉化為“有效性”。這一階段催生了一場(chǎng)以大數據為核心技術(shù)的智慧油氣革命,持續降低成本提高非常規油氣競爭力,開(kāi)發(fā)策略為精細化開(kāi)發(fā)替代粗放式開(kāi)發(fā)。

實(shí)際上,我國非常規油氣資源豐富,產(chǎn)量快速增長(cháng),2023年非常規油氣產(chǎn)量占比國內油氣總產(chǎn)量當量超20%。規模鉆井是非常規油氣產(chǎn)量增長(cháng)的基礎,數字化平臺建設及應用是非常規油氣管理決策和研究評價(jià)的必由之路。

鄒才能院士(左三)和非常規油氣數智平臺骨干成員合影

在油氣行業(yè)數字化浪潮和中國石油“以數字化轉型驅動(dòng)油氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”背景下,中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院鄒才能院士超前部署了非常規油氣數智平臺(UOG)建設及應用任務(wù)。

非常規油氣數智平臺總體建設目標為“業(yè)務(wù)協(xié)同、智慧智能、共建共享、互聯(lián)互通”、業(yè)務(wù)目標為支持非常規油氣勘探開(kāi)發(fā)全業(yè)務(wù)流程、技術(shù)目標為發(fā)展非常規油氣大數據分析技術(shù)、應用目標為滿(mǎn)足云端部署及多用戶(hù)定制權限多途徑使用。平臺建設總體規劃為四個(gè)階段,第一階段聚焦頁(yè)巖氣業(yè)務(wù)子系統建設和應用、第二階段為非常規油氣基礎功能及智能應用示范、第三階段為平臺全面智能應用、第四階段為非常規油氣智慧開(kāi)發(fā)和智庫支撐。

2017年,中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院組建聯(lián)合項目組并啟動(dòng)非常規油氣數智平臺建設。按照整體設計、集中部署、統一認證、業(yè)務(wù)主導、模塊開(kāi)發(fā)、滾動(dòng)建設和迭代完善模式,歷經(jīng)6年時(shí)間圓滿(mǎn)完成了第一階段平臺底層架構和頁(yè)巖氣子系統建設。

非常規油氣數智平臺技術(shù)成果分享

非常規油氣數智平臺頁(yè)巖氣子系統具備業(yè)務(wù)支持、決策輔助和智能分析三大類(lèi)16項專(zhuān)業(yè)功能,覆蓋上游全業(yè)務(wù)流程,采用云端部署和web訪(fǎng)問(wèn)方式。截止目前累計開(kāi)發(fā)完成16個(gè)一級模塊600項功能菜單,累計代碼量260萬(wàn)行,按照“四化”模式滾動(dòng)建設和應用,平臺2021年開(kāi)始上線(xiàn)穩定運行。

通過(guò)建立多源異構數據入庫標準實(shí)現“數據資源化”,累計加載和清洗國內外12萬(wàn)口頁(yè)巖氣井超1200萬(wàn)條數據項。遵循業(yè)務(wù)規則派生業(yè)務(wù)數據實(shí)現“資源業(yè)務(wù)化”,累計派生業(yè)務(wù)數據超1600萬(wàn)項。

應用層為科研人員提供業(yè)務(wù)數據實(shí)現“業(yè)務(wù)成果化”,集成八類(lèi)主流機器學(xué)習算法支持產(chǎn)能主控因素量化、開(kāi)發(fā)潛力評價(jià)、可采儲量和產(chǎn)量規模預測等功能。借助非結構和半結構化成果管理實(shí)現“成果集成化”,集中管理公司歷年批復勘探評價(jià)部署、先導試驗方案、試采方案、開(kāi)發(fā)方案和調整方案等。

非常規油氣數智平臺通過(guò)定制業(yè)務(wù)數據輸出和智能分析技術(shù)支撐中國石油頁(yè)巖氣系列開(kāi)發(fā)方案、穩產(chǎn)方案、先導試驗和穩產(chǎn)實(shí)施方案的編制工作,同時(shí)借助開(kāi)發(fā)方案等成果集中管理,助推頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)成果沉淀?；趩尉悄艿a(chǎn)量預測技術(shù)和機器學(xué)習模型滾動(dòng)評價(jià)復核頁(yè)巖氣井最終可采儲量,截至目前累計評價(jià)近2000口氣井最終可采儲量。非常規油氣數智平臺測試分析數據持續入庫實(shí)現“顆粒歸倉”,累計完成近百個(gè)分析測試項目數據入庫,累計數據量超20000組。通過(guò)研發(fā)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)報一鍵生成功能,跟蹤展示頁(yè)巖氣產(chǎn)能建設進(jìn)展、勘探開(kāi)發(fā)形勢、開(kāi)發(fā)方案、全球勘探開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài),支撐管理決策與日常研究。

2024年,非常規油氣數智平臺(UOG)進(jìn)入平臺規劃第二建設階段,新增建設頁(yè)巖油、致密油、致密氣、煤層氣、CCUS/CCS五個(gè)子系統,實(shí)現非常規油氣業(yè)務(wù)信息化建設由單一應用向集成應用跨越,提高非常規油氣戰略規劃、管理決策和基礎研究支撐效率,助推數據共享和智慧開(kāi)發(fā)。

截至目前,非常規油氣數智平臺已累計接入近10000萬(wàn)條非常規油氣數據、同時(shí)依托前期項目研究入庫國外60萬(wàn)口非常規油氣井超20000萬(wàn)條數據,為大數據分析和智能應用奠定了數據基礎。

下一步,非常規油氣數智平臺將繼續遵循“共建共享”建設理念,為中國石油非常規油氣業(yè)務(wù)提供數據共享和應用服務(wù),采取“先共性,后個(gè)性”開(kāi)發(fā)模式,高效支撐中國石油非常規油氣管理決策、基礎研究和油田生產(chǎn)。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介

于榮澤,中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院“非常規油氣數智平臺(UOG)”技術(shù)負責人,長(cháng)期從事非常規油氣人工智能與數據平臺建設和頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)研究工作,包括非常規油氣數智平臺建設、頁(yè)巖儲層評價(jià)、流動(dòng)機理、數值模擬、動(dòng)態(tài)分析、產(chǎn)能評價(jià)、開(kāi)發(fā)方案編制等。參與國家973項目、國家重大專(zhuān)項、公司項目等30余項,獲省部級獎勵1項,局級獎勵10余項,國內外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文80篇(SCI檢索16篇、EI檢索26篇),出版專(zhuān)著(zhù)12部,授權發(fā)明專(zhuān)利6項,軟件著(zhù)作權12項、參與制定頁(yè)巖氣能源行業(yè)標準2項。