深海一號氣田是中國首個自營深水大氣田，已探明地質(zhì)儲量超過千億方，目前已正式投產(chǎn)，高峰年產(chǎn)氣量超過30億立方米，可滿足粵港澳大灣區(qū)四分之一的民生用氣需求，是供給粵港澳大灣區(qū)和海南自貿(mào)港的清潔能源的主力氣田之一。深海一號的水下生產(chǎn)系統(tǒng)（約1500米），海床溫度低（約2.6℃），采用了全水下井口的開發(fā)模式，具有水下生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜度高，操作動態(tài)頻繁的特點。由于海管溫度低，地層井流攜帶凝析液和水，會導(dǎo)致海管系統(tǒng)中流型復(fù)雜，存在諸多生產(chǎn)流動性保障難題與挑戰(zhàn)，例如段塞，水合物，腐蝕以及停輸再啟動等。同時水下生產(chǎn)系統(tǒng)的操作變化，以及多相混輸導(dǎo)致的井流不穩(wěn)定性，都需要由平臺上主體工藝來承擔(dān)，因此水下系統(tǒng)和平臺工藝一體化模擬和綜合動態(tài)分析，成為安全生產(chǎn)和優(yōu)化管理的必要手段。
深海一號使用了康士伯數(shù)字所提供的一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了一體化模型分析，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)提產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，防范并預(yù)警油田生產(chǎn)運行過程中面臨的安全風(fēng)險。系統(tǒng)建立了一套包含氣井、管道、平臺主工藝全流程的仿真系統(tǒng)，用于生產(chǎn)輔助決策，在深海一號氣田投產(chǎn)準備過程中進行了虛擬調(diào)試與試生產(chǎn)研究，針對不同的生產(chǎn)工程給出對應(yīng)的流動保障建議，為投產(chǎn)方案的制定提供了理論指導(dǎo)及計算依據(jù)，保障了氣田安全順利投產(chǎn)。該系統(tǒng)還可用于開展海管段塞積液分析、水合物風(fēng)險評估、抑制劑循環(huán)優(yōu)化、清管作業(yè)方案評價、配產(chǎn)提產(chǎn)方案驗證、生產(chǎn)工藝瓶頸診斷、平臺工藝參數(shù)優(yōu)化、能耗分析與管理等方面的研究工作。
該系統(tǒng)使用了基于機理模型的計算內(nèi)核，開發(fā)在線監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、虛擬儀表等功能應(yīng)用及時發(fā)現(xiàn)問題和故障，并獲得防范措施和操作建議，并接入實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過機理模型的在線模擬計算，實現(xiàn)了全流程工藝鏈的透明化管理，達到了全線全方位遠程監(jiān)控能力，使生產(chǎn)管理控制過程的工作模式發(fā)生了徹底轉(zhuǎn)變，由以前的事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)控和事中監(jiān)測，整個生產(chǎn)過程的管控質(zhì)量和決策質(zhì)量取得了有效提升，極大地提高了生產(chǎn)時率和生產(chǎn)產(chǎn)量。
該系統(tǒng)還可用于解決不可測工藝參數(shù)的在線計算，工況動態(tài)預(yù)測，工況分析和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。
將傳統(tǒng)儀器儀表無法直接測量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過在線模擬計算的虛擬儀表，直觀定量地展示給操作人員。例如管道的實時積液動態(tài)，藥劑的濃度分布，水合物抑制劑效果，工藝流體的動態(tài)組分平衡等。將以往的監(jiān)測盲區(qū)透明化，工藝分析顆粒度也更加的細化。
將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與工藝動態(tài)相結(jié)合，與設(shè)備廠家針對撬裝本身的分析工具實現(xiàn)了良好的互補結(jié)合。以往設(shè)備分析主要關(guān)注于分析設(shè)備本體的相關(guān)數(shù)據(jù)，與工藝數(shù)據(jù)的結(jié)合不深。通過系統(tǒng)中的設(shè)備狀態(tài)分析算法，將外輸壓縮機和油嘴的工藝表現(xiàn)，與設(shè)備的工作狀態(tài)結(jié)合，從工藝的角度反向評估設(shè)備運行的健康度。實現(xiàn)了伴隨工藝生產(chǎn)的持續(xù)分析，對于工藝專業(yè)和設(shè)備維修專業(yè)的綜合針對，給出了創(chuàng)新的解決方案。
將儀表偏差問題和潛在的風(fēng)險信息，通過模型進行分析。這是以往僅通過人為的觀察分析難以實現(xiàn)的。模型在持續(xù)計算和比對測量數(shù)據(jù)過程中，也在對每個儀表進行統(tǒng)計分析。同時，模型的計算結(jié)果也給了生產(chǎn)人員對于工藝變量的理論參考，幫助識別和分析出儀表數(shù)據(jù)后的生產(chǎn)價值。
工藝生產(chǎn)場景的定量分析，將以往在生產(chǎn)中通過經(jīng)驗探索或定性分析的場景，在動態(tài)模型上實現(xiàn)定量化、場景化的分析。例如，對丙烷丁烷在工藝系統(tǒng)中滯留問題的分析，通過模型實現(xiàn)實時動態(tài)的物料平衡分析。例如，解決壓縮機流量計核驗和產(chǎn)量匹配問題，通過壓縮機模型實現(xiàn)虛擬流量計和流量匹配。例如，清管操作中的清管球位置跟蹤，通過多相流清管模型，實現(xiàn)對清管球位置的在線顯示。再例如，脫水脫烴工藝與上下游工藝操作設(shè)點之間的相關(guān)性分析，通過模型的離線模式，實現(xiàn)根據(jù)當前真實生產(chǎn)工況的流程模擬分析。隨著氣田的生產(chǎn)，類似的生產(chǎn)挑戰(zhàn)和分析需求，均可考慮通過模型實現(xiàn)更加精確、定量的分析。
一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的良好應(yīng)用，體現(xiàn)了生產(chǎn)操作工具向著數(shù)字化、智能化方向的升級，體現(xiàn)了油氣從業(yè)人員技術(shù)素養(yǎng)和專業(yè)能力的提升，是深水油氣在數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型中的成功落地。
