——電潛泵智能采油系統(tǒng)解鎖海上油田高效開發(fā)新路徑

6月18日，從中海油海上油田傳來捷報，中國海油自主研發(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，系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確率突破90%，標(biāo)志著我國海上油田生產(chǎn)邁入電潛泵“主動預(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。

從百萬數(shù)據(jù)中煉出智能內(nèi)核

電潛泵是海上石油開采的核心設(shè)備，海上約95%的原油通過電潛泵開采到地面。電潛泵故障監(jiān)測滯后導(dǎo)致的非計劃停產(chǎn)，一度是海上油田高效開采的主要痛點。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（簡稱“海油發(fā)展工程技術(shù)公司”），組建由軟件開發(fā)、工業(yè)自動化、油藏工程等領(lǐng)域科研人員組成的攻堅團(tuán)隊，錨定電潛泵“智能采油”這一技術(shù)高地展開攻關(guān)。

團(tuán)隊首先遭遇電潛泵“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)隊創(chuàng)新性建立“三級數(shù)據(jù)清洗模型”，通過自動化算法剔除20%無效數(shù)據(jù)，人工校準(zhǔn)30%可疑數(shù)據(jù)，最終從100萬條電潛泵運(yùn)行數(shù)據(jù)中提煉出10萬條核心特征數(shù)據(jù)，涵蓋壓力、溫度、電流等26項關(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)攻堅階段，團(tuán)隊經(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，開發(fā)出電潛泵健康度評估模型。該模型實現(xiàn)了從單參數(shù)異常報警到多維度趨勢預(yù)判的跨越，能夠更精準(zhǔn)地評估電潛泵健康狀況。

從瞬態(tài)波動中破譯預(yù)警密碼

2020年8月，這套被現(xiàn)場工程師稱為“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)新實現(xiàn)預(yù)警突破。

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

在現(xiàn)場應(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，提前12天發(fā)出預(yù)警。作業(yè)團(tuán)隊依據(jù)系統(tǒng)提供的分析結(jié)果，迅速制定并實施針對性處理措施，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)計顯示，試點區(qū)域油井非計劃產(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—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余項指標(biāo)的 “油井健康檔案”，通過區(qū)塊鏈技術(shù)實現(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)。

“我們正將大語言模型技術(shù)引入應(yīng)用場景，賦予系統(tǒng)‘自主學(xué)習(xí)、自我進(jìn)化’能力，實現(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)新實踐將探索出一條‘?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動、模型牽引、全域協(xié)同’的智能生產(chǎn)模式，單平臺平均每年可節(jié)約維護(hù)成本超百萬元?！保ㄖ袊笄召F 通訊員張婭 劉怡彤）