——電潛泵智能采油系統(tǒng)解鎖海上油田高效開(kāi)發(fā)新路徑

6月18日，從中海油海上油田傳來(lái)捷報(bào)，中國(guó)海油自主研發(fā)的海上油田電潛泵智能采油系統(tǒng)完成第四次迭代升級(jí)，系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確率突破90%，標(biāo)志著我國(guó)海上油田生產(chǎn)邁入電潛泵“主動(dòng)預(yù)警”智能化新階段，為保障能源安全注入關(guān)鍵技術(shù)支撐。

從百萬(wàn)數(shù)據(jù)中煉出智能內(nèi)核

電潛泵是海上石油開(kāi)采的核心設(shè)備，海上約95%的原油通過(guò)電潛泵開(kāi)采到地面。電潛泵故障監(jiān)測(cè)滯后導(dǎo)致的非計(jì)劃停產(chǎn)，一度是海上油田高效開(kāi)采的主要痛點(diǎn)。2018年，研制生產(chǎn)“海龍”舉升品牌電潛泵的中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司（簡(jiǎn)稱“海油發(fā)展工程技術(shù)公司”），組建由軟件開(kāi)發(fā)、工業(yè)自動(dòng)化、油藏工程等領(lǐng)域科研人員組成的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，錨定電潛泵“智能采油”這一技術(shù)高地展開(kāi)攻關(guān)。

團(tuán)隊(duì)首先遭遇電潛泵“數(shù)據(jù)沼澤”困境——海量歷史數(shù)據(jù)因標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一難以直接使用。為此，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性建立“三級(jí)數(shù)據(jù)清洗模型”，通過(guò)自動(dòng)化算法剔除20%無(wú)效數(shù)據(jù)，人工校準(zhǔn)30%可疑數(shù)據(jù)，最終從100萬(wàn)條電潛泵運(yùn)行數(shù)據(jù)中提煉出10萬(wàn)條核心特征數(shù)據(jù)，涵蓋壓力、溫度、電流等26項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)成為系統(tǒng)模型的“基礎(chǔ)粒子”，支撐起算法訓(xùn)練與模型構(gòu)建。

在技術(shù)攻堅(jiān)階段，團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷100余次算法迭代，創(chuàng)新性地將大數(shù)據(jù)算法與機(jī)理模型相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出電潛泵健康度評(píng)估模型。該模型實(shí)現(xiàn)了從單參數(shù)異常報(bào)警到多維度趨勢(shì)預(yù)判的跨越，能夠更精準(zhǔn)地評(píng)估電潛泵健康狀況。

從瞬態(tài)波動(dòng)中破譯預(yù)警密碼

2020年8月，這套被現(xiàn)場(chǎng)工程師稱為“油井守護(hù)神”的電潛泵智能采油系統(tǒng)在渤海油田投入試用，憑借兩大技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)預(yù)警突破。

系統(tǒng)通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建起智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)每口油井進(jìn)行24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；基于對(duì)海量歷史數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，訓(xùn)練出異常波動(dòng)識(shí)別模型，可精準(zhǔn)捕捉0.1%的參數(shù)異常變化，較傳統(tǒng)閾值報(bào)警提前10至15天發(fā)出預(yù)警，形成涵蓋監(jiān)測(cè)、預(yù)警、防控的全鏈條風(fēng)險(xiǎn)管控體系，為油井安全生產(chǎn)筑牢技術(shù)防線。

在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，該系統(tǒng)展現(xiàn)出顯著效能。某井突發(fā)入口壓力、出口壓力驟增，油壓緩慢下降，導(dǎo)致油井健康度突降。系統(tǒng)初步判斷存在電潛泵入口堵塞風(fēng)險(xiǎn)，提前12天發(fā)出預(yù)警。作業(yè)團(tuán)隊(duì)依據(jù)系統(tǒng)提供的分析結(jié)果，迅速制定并實(shí)施針對(duì)性處理措施，成功避免了因堵塞導(dǎo)致的電潛泵停機(jī)故障，單井日產(chǎn)量挽回達(dá)80噸。統(tǒng)計(jì)顯示，試點(diǎn)區(qū)域油井非計(jì)劃產(chǎn)量損失降低58%，人工巡檢頻次減少60%，生產(chǎn)調(diào)度效率提升40%。

海上平臺(tái)崛起油田智控網(wǎng)絡(luò)

歷經(jīng)五年持續(xù)迭代，電潛泵智能采油系統(tǒng)已形成“監(jiān)測(cè)—診斷—預(yù)警—優(yōu)化”全生命周期管理能力。

在健康管理方面，其健康管理體系每日生成包含200余項(xiàng)指標(biāo)的 “油井健康檔案”，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不可篡改，為設(shè)備全壽命周期管理提供可信依據(jù)；在預(yù)警能力上，電潛泵智能預(yù)警網(wǎng)絡(luò)可識(shí)別15類典型故障模式，預(yù)警準(zhǔn)確率從初代系統(tǒng)的30%提升至90%，相當(dāng)于為每口油井配備“24 小時(shí)在線醫(yī)生”；在跨區(qū)域部署上，系統(tǒng)從渤海油田延伸至南海東部油田，累計(jì)覆蓋1188口油井，構(gòu)建起“南北兼容”的海上油田智能管控網(wǎng)絡(luò)。

“我們正將大語(yǔ)言模型技術(shù)引入應(yīng)用場(chǎng)景，賦予系統(tǒng)‘自主學(xué)習(xí)、自我進(jìn)化’能力，實(shí)現(xiàn)從設(shè)備診斷到油藏優(yōu)化全鏈條智能預(yù)警?！痹谌斯づe升（機(jī)械采油）智能工廠的監(jiān)控大屏幕前，海油發(fā)展工程技術(shù)公司數(shù)智運(yùn)維中心經(jīng)理閻寶翔展示最新研發(fā)進(jìn)展，“這一創(chuàng)新實(shí)踐將探索出一條‘?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、模型牽引、全域協(xié)同’的智能生產(chǎn)模式，單平臺(tái)平均每年可節(jié)約維護(hù)成本超百萬(wàn)元?！保ㄖ袊?guó)化工報(bào)曲照貴 通訊員張婭 劉怡彤）