数智化压裂革命

文／张 平

西部钻探加快压裂领域“数智化”体系构建，国内首例远程压裂施工作业获得成功。

●远程压裂，真正在千里之外制胜。 供图/西部钻探

近日，由中国石油西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）实施的国内首例远程压裂施工作业获得成功。

在历经近5小时的施工作业中，累计加砂90.29立方米，泵入液量723立方米。经测试各项参数均达到设计指标，圆满完成远程压裂施工作业，革命性地改变了多年来行业传统的作业模式，开创了国内先河。

梦想构建

近年来，数字化已成为新的国家战略。中国石油工程技术业务搭建了钻井工程作业智能支持中心（EISC），初步实现钻井工程作业数字化转型智能化发展，从传统管理向现代管理转变。

随着石油开采技术的革命性发展，非常规油气藏的勘探开发已成为各大油气田增储上产的重要手段。

作为非常规油气藏开发的主要措施，工厂化压裂的重要性日益凸显。但是，压裂作业受制于搬迁频繁、野外油区网络覆盖不足等问题，远程控制技术前期测试受限。

随着工厂化压裂的推广，野外油区网络覆盖的增强和中国石油工程作业钻井工程作业智能支持中心的建设成功，油服企业如何用好远程控制技术，研发压裂远程控制软件，实现对现场设备的远程控制，升级钻井工程作业智能支持中心功能，由“监控”向“控制”转变，提升工作效率，降低作业风险和成本，成为业内研究的重要课题。

西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）抢占技术制高点赢得先机，构建了工厂化压裂作业向“无人值守、有人巡检”的无人化发展的大胆设想。

“如果该系统研发成功，能够大幅提升压裂现场自动化、智能化水平。这对提升作业效率，降低作业成本，提升企业核心竞争力具有重要意义。”西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）总工程师孟磊峰表示。

战略实施

随着国内5G和卫星技术的发展，远程控制技术已广泛应用于军事、医疗和港口等领域。

成熟的技术为“数智化”压裂打开了一片新的天地，让远程控制压裂的设想有了落地的技术基础。

为实现这个目标，西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）经过一年半的技术攻关和厂区测试，打造出智能感知井场安全集成系统。

井场内架设AR全景鹰眼摄像机+智能摄像头，实现整个井场全景监测。摄像头具备集成热成像和高清图像识别功能、设备温度异常热成像智能判断系统自动判断并实时报警等数十项功能。

与此同时，远程控制压裂系统将地质、工程、装备等进行融合，开发应用压裂裂缝形态模拟等部分功能模块。

通过功能模块的应用，持续完善现场视频、语音信息、施工曲线、秒点数据、设备运行参数管理，初步实现压裂仪表橇对现场车组、混砂、混配、输砂等系统的控制，逐步攻克了本地远程数据同步、数据交互延迟、关键部位传感器的灵敏度和稳定性、压裂工业控制组网和安全防护等难题，实现井筒流动模拟分析、施工曲线实时展示。

7月30日，远程压裂控制系统在准噶尔盆地智慧油田955393井开展现场实验。全程采用远程控制技术，控制点位于新疆克拉玛依市井下作业公司（储层改造研究中心）EISC智能支持中心，距离井场43公里。

13时56分，井场压裂作业设备连接完毕后，EISC智能支持中心顺利接收控制权。施工指挥、设计人员、泵控操作手、混砂操作手、仪表操作手均在EISC智能支持中心实施远程控制。

整个施工作业在各岗位有序的配合下，加砂、泵液无差别地抵达目标油层。施工作业中测试应答良好，压裂液泵入位置精准，泵入顺利。全井施工共计压裂两层段，总砂量90立方米，总液量746.8立方米，试验成功！

“955393井施工实现了EISC智能支持中心通过专网链路连接现场指挥中枢，对压裂泵车、混砂车、混配车、管汇、储水罐等全压裂现场的设备进行集中控制，实现超远程压裂施工，压裂作业合格率100%，设计符合率95%以上，单层成本降低2%。”孟磊峰介绍说。

深远效应

远程控制技术是未来压裂作业的方向，必将推动压裂生产运行更加高效、现场监控更加全面、技术支撑更加有力、协调沟通更加直接、服务保障更加精准、风险管控更加到位。

通过工厂化压裂远程控制系统的研发与应用，改变目前操作工在压裂现场设备本体上操作的模式，革命性地颠覆了现场作业模式——

人员与高压设备彻底隔离，能够有效降低作业风险，大幅减少现场操作人员数量。现场操作人员集中至EISC智能支持中心后，能够衔接多工作面的压裂作业，提高人员工作效率，降低作业成本，缓解员工老龄化、骨干不足的状况。

在EISC智能支持中心，能够做到资源共享、专家共享、数据共享、应用共享。专家指导和设备操作有机融合，大幅提升施工质量，降低事故复杂。

同时，在EISC智能支持中心，集中对压裂设备进行远程控制，能够升级现有EISC智能支持中心的功能和作用，降低人员上井频次，提高人员工作效率，降低交通风险及费用，创造更舒适的工作环境，进而降低作业成本。

“按照集团公司和中油技服关于实施数字化转型的工作要求，我们致力于打造‘数智’井下，成功研发了一键压裂及远程压裂控制系统。通过一键压裂及远程压裂控制系统的应用，必将会给现有的压裂生产组织模式带来新的变革。”西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）副经理冷曦说。

下一步，西部钻探井下作业公司（储层改造研究中心）将加快压裂领域“数智化”体系的构建，规范全流程工序，开发智能巡航压裂、智能集群控制等新功能，持续升级数智供给，推进压裂现场向远程化、无人化方向发展，助力行业实现更深层次数智化转型，为地质工程一体化的实施提供更加强有力的技术手段。