工厂化压裂的“智能驾驶”之路

【十大工程】工厂化压裂的“智能驾驶”之路

来源: | 日期: 2025/11/11 7:09 | 访问:259

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压裂也有“自动驾驶”!

11月4日,在井下作业公司威204H49平台工厂化压裂现场,储供液、储供砂、混砂、泵注等一切地面工程设备体系在该公司自主研发的启能·iFrac系统中以数据流的形式汇聚、联动,成功完成智能识别“地底路况”、智能控制压裂设备“自适应巡航”的首秀,正式驶入“智能压裂”新赛道。

这样的现场就像Robotaxi(L4级高度自动驾驶出租车)在武汉街头进行汽车高度自动驾驶的先锋测试,井下作业公司压裂工程技术服务也同样在经历着数智化革命的涤荡。

还记得学车时那辆手动挡的教练车?双手紧紧握着方向盘,油门重、刹车也给得重,脖子和手脚一并用力,企图在驾驶重的每一秒能够看全教练给的参考点位,从而增加对车辆行驶信息的把控……这也是压裂作业最常见的模样。

在传统模式的工厂化压裂现场:储-供-混-注的过程,也像手动挡汽车驾驶中点火、半离合、挂挡、给油一样,全靠手动配合;进入主压裂程序,技术员盯着仪表车数据采集、各类压裂设备操作手盯紧排量、压裂参数,汽车驾驶员也要在车辆发动后紧盯路况,控好方向、油门与刹车。

然而,地面路况更加清晰可见,驾驶员也更容易成长为“老师傅”;压裂的“路”却深入地下近万米之深,“地底路况”的识别也更加困难,全部依赖于地面工程设备仪表数据采集,以及压裂工程师对过程数据的经验化判断、决策。

因此,井下作业公司在这一时期也更加注重压裂设计的参数优化和压裂现场的经验化决策,旨在以作业现场更高的设计施工符合率完成对地质工程化一体化储改思路的贯彻。此外,其每一次的压裂施工参数与最终改造成效也会作为大数据的一部分,构成指导下一次工程技术服务的优化模型。这样的地质工程联动雏形已见,但联动程度因技术手段而滞后。

随后,就像汽车逐渐进化出自动挡、定速巡航、自动泊车系统一样,井下作业公司也致力于“自动挡压裂”研发布局。自2022年,该公司在川渝地区陆续打造了6支数字化压裂队,不断丰富地面工程设备自动化控制的种类与可控程度,并发展形成了自动化储供液模块、自动化储供砂模块、智能泵控模块、能源管控模块及自动化压裂管汇、智能消防系统、工作液性能在线监测系统等7类压裂装备自动化集成控制系统,进行“自动挡”升级,不仅完成了川渝地区作业现场全覆盖,还以“自动挡”进一步提升了作业现场标准化和规范化水平。

2024年,井下作业公司6支数字化压裂队伍在历经了31个平台应用测试后,成功在泸206H8平台以一体化智慧方舱完成了“自动挡压裂”的“车载电脑”的进化,首次实现不同品牌、不同型号的24台压裂设备、2台混砂设备的协同联动控制,完成了工程设备集中自动泵控,开启了以设备联控为核心的“自动挡压裂”新模式。

这就像自动挡汽车终于进化出“自适应巡航”模式,通过联动控制排挡、加速、刹车和行驶方向,不仅能自动沿着车道线走,还能跟着前车调整速度。井下作业公司“自动挡压裂”也因为一体化智慧方舱的落地完成了设备联控的现场标准化探索,实现了地面工程设备的一键配置、一键排空和一键试压,并通过自动排量分配和泵注流程表一键自动施工,让现场压裂进程成功进化出“自适应巡航”能力,能够严格按照压裂施工设计根据每段压裂的泵注排量、压力和工作要求进行储-供-混-注优化配置。

与此同时,“自动挡压裂”也像汽车上安装了雷达和倒车影像一样,探知“地底路况”的能力也因多元化的监测手段更加清晰,压裂工程师能够根据更加丰富的数据信息辅助决策,但是必须“随叫随到”,依旧“依靠经验”。此时,尽管压裂设计优化对地质条件的反馈虽然仍然滞后,但是地面工程设备的联动控制优势呈现出极高的响应度和执行率。

当下,汽车工业在数字技术进化中正全面迎来智能驾驶新时代,井下作业公司也在汹涌的数字化浪潮中执旗“智能压裂”新赛道,于今年10月5日在威204H9平台正式进行现场验证。这项全新的压裂模式通过该公司自主研发的启能·iFrac系统,让压裂作业进化出“超级大脑”,拥有了时下最流行的“辅助驾驶系统”,让压裂工程师从驾驶决策解放出来,成为压裂现场的“监督者”和“智能压裂大模型”的创造者。

这是一场数字裂变下的技术革命。井下作业公司在地面工程设备联动控制的基础上,成功迈出了地质工程联动的实质性的一步。

一方面,该公司融合光纤、高频压力、微地震等多源井下感知数据,成功开发了具备动态校正的三维模拟模型,能够秒级精准计算裂缝情况、改造体积等多类关键参数,完成了“地底路况”从地下到眼前的智能识别。并围绕“数据+机理”双驱动创新构建了多目标压裂中枢决策调控技术,建立了包含基于砂堵预警、裂缝形态评价以及多簇开启效率和裂缝复杂度的三个方向的调控逻辑,实现了工况风险超前预警、泵注参数智能闭环调控,成功让地质响应情况与压裂施工参数具备了“诊断当前段,指导下一段”的联动优化。

另一方面,启能·iFrac系统能够充分利用“多源感知”和“中枢决策”直接给出对地面工程设备进行自动化联动控制的调整方案,以“AI+工程作业”的全新面貌完成了部分取代压裂工程师经验决策的跨越式进化,推动压裂作业从被动处置向主动驾驭的根本性转变,只是关键决策环节仍然需要现场工程师最后拍板。

目前,井下作业公司在威204H9平台已通过启能·iFrac系统圆满完成了该平台全部53段压裂作业,成功验证了智能压裂1.0的井下感知监测能力、AI实时优化与风险预警能力、跨模块交互能力,初步探索形成了智能压裂1.0现场装备、软件及交互系统体系标准化构成。

同时,该平台通过新模式设计执行符合率提升至100%,压裂综合时效由1.4段/天提升至1.8段/天,多簇开启率由83%提高至92%,工程复杂发生率降低至0%,单位注液量综合能耗也实现有效降低,实现了关键祖业指标“三提二降”。

尽管在这30天“智能驾驶”过程中,井下作业公司启能·iFrac系统仍需要“人工监督、随时接管”,却已然有了“有条件自动驾驶” L3级智驾模样。这一切让人情不自禁地想起Robotaxi(L4级高度自动驾驶出租车)自动驶上武汉街头的那一幕,相信井下作业公司在智能压裂2.0及更高版本的迭代中终将告别人工干预,让“专家经验决策判断彻底转变为人工职能算法自主实时决策”。

汽车智能驾驶的终极目标,是让出行更安全、更舒适、更高效。井下作业公司智能压裂也将朝着为油气勘探开发提供更加安全、精准、经济高效的工程技术服务全速前行。

殊途同归,未来已来。