我国石油工业的传统就是大会战,哪里有石油,石油工人就到哪里去。从1959年的大庆油田会战、到华北石油会战、江汉石油会战,等等,我国石油的开采历史是由一个个会战指挥部书写的。
现在大的油田发现少了,但协作还是长存的。比如,要想把石油采出来,首先得弄清楚地质构造,也就是油在哪里。石油深埋地下看不见摸不到,要想认识油藏,需要采取不同的手段。
油田开发由多学科多专业协同,共同开展油田地质认识、编制开发方案、实施开发方案。但大家都分属不同组织不同单位,每个环节都形成自认为最好的解释成果。每个专业都从本专业出发给出对地质构造的认识。
将线性的勘探开发流程变成靶向的认识过程,而让跨专业的人都能有共同语言,展开协同研究,就是数字孪生。
除了协作外,未来计算机能力提高后,还能将多种勘探开发技术混合起来模拟,说得专业一点就是多物理场混合模拟。
无时无刻的大会战,让技术人员能对油藏形成整体的认识,各专业都贡献自己的力量形成更好的勘探开发方案。
当然,油田勘探开发的会场可不只是在油藏认识上的会场,还涉及很多方面呢。
时时在采集,常常在比对,总是在分析,一直在优化,时刻控制着。勘探开发一体化、地质工程一体化、前方后勤一体化、研究生产一体化,可以说时时处处都在大会战。
未来的油田是一个结合了现实与虚拟的科技之城,是智慧油田。在采油之前,需要对地质有较深的认识,才能判断地底下的原油情况。同时,也要站在石油勘探开发的角度,了解地质的各项勘探开发业务特征,例如地下的原油储量是否值得开采、是否会有井喷风险等。在开采原油时,地下的情况是实时动态更新的,稍有操作失误就可能引起重大风险。因此,能够在一个绝对安全的虚拟环境里提前模拟出整个油田,成为一种既安全又经济的做法。其实,虚拟模拟技术已经应用在航空航天领域。在美国的阿波罗计划中,飞船的工程师们就已经创建了真实飞船的模型,作为实际空间设备的类比。基于模型飞船的实验和模拟,宇航员们获得了详细的过程参数和飞行计划。经过无数次模拟过程,终于找到了最佳方案,让宇航员们成功地返回到地球。
未来,模拟技术一定也会更广泛地运用在油田领域。由于石油勘探开发业务的复杂性,石油勘探开发的虚拟技术分为两种类型:一是石油装备的虚拟现实,二是石油地质虚拟现实。
石油装备的虚拟就是通过利用物理模型、传感器和装备运行历史等数据,在虚拟的计算机空间里完成对现实油田设备的“孪生”。这个“孪生”体可派大用处呢!首先,有了它,可以了解到油井的实时测量值在哪里偏离了预设的模型,从而在发生安全事故之前提前识别潜在问题。基于这个发现,就可以针对当前的作业施工或者未来的设计规划做出更明智的决策!
另一种虚拟技术就是对石油地质的模拟。地底下的环境是复杂而多变的,过去往往通过测绘仪器获取数据,利用工程图纸、文本的方式呈现有关数据信息。这类方法让勘查中后期的建筑工程设计改动及材料查询很不方便,而且信息表现方式没有立体式形象化的展示,不利于地质工作人员观察地质环境。利用虚拟现实技术,就能够轻松地对地底下的环境做全息投影,客观地描述地质体各项物理属性、参数,给观测地质信息提供很大的帮助。虚拟化可以贯穿石油勘探开发整个业务过程,包括一个地区从勘探、开发、生产、废弃等全生命周期过程。由于地质情况随时可能发生变化,虚拟地质模拟能够实时建立虚实之间的联系,提早发现安全隐患;虚拟的油田和现实的油田还能双向互动,虚拟的地质世界能够反过来对现实的地质反馈信息。根据反馈后的结果,可以采取进一步的实际行动。石油勘探开发是一个不断认识、不断深化的过程,所有的工作都是基于对地质体的认识做出的,因此,双向互动在勘探开发业务中非常有效。