非常规油气数智平台：一起数智化、一起非常规

中国石油勘探开发研究院 于荣泽

页岩油气、致密油气、煤层气(煤岩气)等统称为非常规油气。

非常规油气有一个特别明显的特点,即传统技术无法获得工业产量、需采用新技术才能够实现规模效益开采。

全球非常规油气资源丰富,是现阶段和未来油气开发的重要接替领域。

2005年,美国通过规模应用水平井钻井和分段压裂等技术,实现了页岩油气等非常规油气资源的规模效益开发,在全球范围内掀起了一场“页岩革命”。美国通过“页岩革命”也实现了能源独立,同时改变了世界能源和地缘政治格局。

于荣泽(左)和邹才能院士(右)合影

2005年～2014年称之为“页岩革命1.0时代”。

这一阶段国际油价保持高位,非常规油气采取粗放式开发模式,关键词是“效率”。在给定成本和时间内钻更多井,实现更多油气产出,该阶段水平井钻完井和分段压裂技术得以快速发展和广泛应用。

2015年之后,全球油价暴跌,页岩革命由1.0时代向2.0时代跨越,关键词由“效率”转化为“有效性”。这一阶段催生了一场以大数据为核心技术的智慧油气革命,持续降低成本提高非常规油气竞争力,开发策略为精细化开发替代粗放式开发。

实际上,我国非常规油气资源丰富,产量快速增长,2023年非常规油气产量占比国内油气总产量当量超20%。规模钻井是非常规油气产量增长的基础,数字化平台建设及应用是非常规油气管理决策和研究评价的必由之路。

邹才能院士(左三)和非常规油气数智平台骨干成员合影

在油气行业数字化浪潮和中国石油“以数字化转型驱动油气产业高质量发展”背景下,中国石油勘探开发研究院邹才能院士超前部署了非常规油气数智平台(UOG)建设及应用任务。

非常规油气数智平台总体建设目标为“业务协同、智慧智能、共建共享、互联互通”、业务目标为支持非常规油气勘探开发全业务流程、技术目标为发展非常规油气大数据分析技术、应用目标为满足云端部署及多用户定制权限多途径使用。平台建设总体规划为四个阶段,第一阶段聚焦页岩气业务子系统建设和应用、第二阶段为非常规油气基础功能及智能应用示范、第三阶段为平台全面智能应用、第四阶段为非常规油气智慧开发和智库支撑。

2017年,中国石油勘探开发研究院组建联合项目组并启动非常规油气数智平台建设。按照整体设计、集中部署、统一认证、业务主导、模块开发、滚动建设和迭代完善模式,历经6年时间圆满完成了第一阶段平台底层架构和页岩气子系统建设。

非常规油气数智平台技术成果分享

非常规油气数智平台页岩气子系统具备业务支持、决策辅助和智能分析三大类16项专业功能,覆盖上游全业务流程,采用云端部署和web访问方式。截止目前累计开发完成16个一级模块600项功能菜单,累计代码量260万行,按照“四化”模式滚动建设和应用,平台2021年开始上线稳定运行。

通过建立多源异构数据入库标准实现“数据资源化”,累计加载和清洗国内外12万口页岩气井超1200万条数据项。遵循业务规则派生业务数据实现“资源业务化”,累计派生业务数据超1600万项。

应用层为科研人员提供业务数据实现“业务成果化”,集成八类主流机器学习算法支持产能主控因素量化、开发潜力评价、可采储量和产量规模预测等功能。借助非结构和半结构化成果管理实现“成果集成化”,集中管理公司历年批复勘探评价部署、先导试验方案、试采方案、开发方案和调整方案等。

非常规油气数智平台通过定制业务数据输出和智能分析技术支撑中国石油页岩气系列开发方案、稳产方案、先导试验和稳产实施方案的编制工作,同时借助开发方案等成果集中管理,助推页岩气勘探开发业务成果沉淀。基于单井智能迭代产量预测技术和机器学习模型滚动评价复核页岩气井最终可采储量,截至目前累计评价近2000口气井最终可采储量。非常规油气数智平台测试分析数据持续入库实现“颗粒归仓”,累计完成近百个分析测试项目数据入库,累计数据量超20000组。通过研发页岩气开发动态简报一键生成功能,跟踪展示页岩气产能建设进展、勘探开发形势、开发方案、全球勘探开发动态,支撑管理决策与日常研究。

2024年,非常规油气数智平台(UOG)进入平台规划第二建设阶段,新增建设页岩油、致密油、致密气、煤层气、CCUS/CCS五个子系统,实现非常规油气业务信息化建设由单一应用向集成应用跨越,提高非常规油气战略规划、管理决策和基础研究支撑效率,助推数据共享和智慧开发。

截至目前,非常规油气数智平台已累计接入近10000万条非常规油气数据、同时依托前期项目研究入库国外60万口非常规油气井超20000万条数据,为大数据分析和智能应用奠定了数据基础。

下一步,非常规油气数智平台将继续遵循“共建共享”建设理念,为中国石油非常规油气业务提供数据共享和应用服务,采取“先共性,后个性”开发模式,高效支撑中国石油非常规油气管理决策、基础研究和油田生产。

专家简介

于荣泽,中国石油勘探开发研究院“非常规油气数智平台(UOG)”技术负责人,长期从事非常规油气人工智能与数据平台建设和页岩气开发研究工作,包括非常规油气数智平台建设、页岩储层评价、流动机理、数值模拟、动态分析、产能评价、开发方案编制等。参与国家973项目、国家重大专项、公司项目等30余项,获省部级奖励1项,局级奖励10余项,国内外学术期刊发表论文80篇(SCI检索16篇、EI检索26篇),出版专著12部,授权发明专利6项,软件著作权12项、参与制定页岩气能源行业标准2项。