用机器取代人工完成重复性体力劳动，实现数据自动采集、设备精准执行、模型智能决策，为员工增智，令企业增效，大幅降低综合成本——

记者 马献珍 通讯员 闫志洪 李 赛 仝 玲

【核心阅读】对于平均单井产量不足2万立方米的低压低渗致密气田来说，随着气井数量剧增，与之相配套的集气站需要快速扩建，采气作业的点多、面广、战线长，管理强度增大，依靠传统管理方式，必须成立采气管理作业区，大幅度增加管理人员及采气操作工，随之带来的就是人工成本上涨，安全风险增加，气田综合开发效益下降。为避免气田开发重走增效难度巨大的老路，华北油气分公司在鄂尔多斯盆地新开发的东胜气田，将建设“智慧气田”作为追求卓越高效发展的宏伟目标，通过近年来的不懈努力实践，收到显著成效。

“你看，要在这集气站留下员工现场操作的照片还不容易呢。”记者来到华北油气分公司东胜气田8号无人值守集气站，大门紧闭，需要请求15公里外的中控室操作人员，远程打开大门才能进去。站内仅能看到一座集气撬和增压房内的两台增压机等，较传统的集气站，设备大幅度压缩，占地面积减少1半，全站高度自动化。

目前，东胜气田已建成16座无人值守集气站，带来显著经济效益，以华北油气分公司采气二厂采气管理二区为例，相比2017年，天然气产量增加了5.5倍，而管理人数维持基本不变，千方气操作成本下降17.6%，真正实现了“增产增效不增人”。“真没想到，智能化应用能带来如此巨大的变化，下一步，我们将持续向‘智慧气田’迈进，实现‘百人十亿方’的愿景目标。”该厂信息管理专家袁磊介绍。

高效开发必走“智能化”

东胜气田位于鄂尔多斯杭锦旗境内，横跨东西200多千米、南北50千米区间，点多面广、战线长，管理难度大，频繁的出车巡检气井、管线，员工劳动强度大，安全风险增加。“要把作业区内300多口生产气井管理好，每口井一周时间至少巡检一次，一月时间不停地奔波也难巡检一遍。”华北采气二厂采气管理二区技术组组长张选平深知巡井难度。

东胜气田属非常规气藏，天然气盈利空间小，要持续快速上产，必然要增加管理和操作人员，按照目前发展规模，进入“十四五”年产天然气达到30亿立方米，至少还要增设4个管理区，扩增员工1000多人，大幅度增加操作成本及安全风险，气田效益开发的难度大增。

“只有提高气田开发的科技含量，用机器代替人工去完成重复的、单纯体力劳动，实现数据自动采集、设备精准执行、一体联动、模型智能决策，大幅度降低气田成本，实现‘省心、省力、省人、省时、省钱’，气田才能高质量卓越发展。”袁磊说。

让井站变成“无人区”

来到J58-2-1智能化井场犹如进入“无人区”，现场的风光互补装置利用自然条件发出电能满足井场自动化、网络传输等装置的用电；智能控制装置是根据设定的压力值，当输气管道的压力超过设定值会自动关停，当出现特殊情况需要关井时，可以在中控室实现远程关断。

数据采集装置在现场可以完成油压、套压、产气量、产液量、温度等相关数据的收集，由通讯装置把采集到的数据实时上传至中控室，300多口气井的生产状况在中控室显示屏上一目了然，值班人员一旦发现异常情况，及时通知巡检班到现场处理，巡检班员工有针对性地解决问题，避免盲目巡检、浪费人力物力。

单井输气管线进入集气站内，进站的天然气计量、保温、外输、气液分离等功能全部由一体化集成撬完成，大幅度压减了设备数量。站内自动生产系统具有气液自动分离排液、高压自动停机、生产异常自动报警、紧急情况下可全站关断等功能，确保生产安全。

站内装有站控系统，在单井进站的天然气经过三通阀后，可以远程操控三通阀的开启或关闭；气液分离的调节阀的开关、调节开度大小，都可以通过在中控室点击鼠标即可完成，输气的压力、温度等相关参数，在中控室一目了然，取代了员工到现场抄表、扳开阀门作业。

站内的压缩机是关键设备，装有自动报警装置，提醒员工及时排除故障，恢复生产。压缩机一旦停机，给生产造成较大影响，员工要快速抢修，付出极强的劳动强度。“下一步，我们要给压缩机装上自动故障预警系统，变事后报警为事前预警，让压缩机无故障运行时间更长。”华北采气二厂研究所所长王钧雍介绍。

实时管控救活“病态井”

“信息化在智能气田建设中已不再是简单的支撑作用，在降低运行费用的基础上，我们积极利用信息化协助病态井复产。”袁磊说。

JPH-374井具备一定资源潜力，初期日产气3.26万立方米，连续生产2年后，日产气量下降至2550立方米，只能依靠间开、周期气举作业才能维持生产。经分析论证，该井依靠自身能量无法携液生产，适合应用柱塞排水采气工艺辅助排水，在井筒内下入柱塞，控制柱塞入井上返时间，采取信息化系统实时管控，平稳运行1年来，累计增气28万立方米。这套装置现已应用6口井。

在J58-2-1井三口井的井组，安装一套智能加药装置，加药罐内盛有1500升泡排药剂，可以定时、定量的给3口气井加注泡排剂，维持气井正常生产。“没有这套装置，我们每天都要跑井场一次，加注的药剂也不能均匀，这套智能加注装置，就像我们吃药一样，原来一顿把一天的药量全吃了，现在是一天分开吃3次，避免了忽多忽少。”张选平说，“我们也省事多了，现在半个月来井场添加一次药剂就可以了。”

药剂加注量、时间间隔调整、罐内剩余药剂量这些信息通过网络，在手机和电脑上都可以实时查看，进行远程控制。“下一步，我们计划将多个平台的信息集中在一起，便于操作管理。”袁磊介绍。

让管理者拥有“千里眼”

在采气二厂杭锦旗前线基地任何一个办公室，打开石油工程业务智能管控平台系统，该系统与钻井作业、网络、视频传输系统接通，可以清晰地实时看到正在施工的J30-9-47井场景，钻井平台上，员工正在操作起下钻具作业，还可实时监控到钻井施工的重要区域、关键环节，实现了现场精细管控。

发现异常情况，该系统会自动抓拍，如员工未能按要求穿戴工服，或者钻井参数出现异常，钻压高于监控的上限，系统会自动推送给井队技术员，技术员即刻处理，如果未处理，将继续向井队长或工程公司的项目部领导推送，直到异常情况得到处理为止。

这套系统可以将钻井现场搬到了室内，现场想看到的、想知道的在千里之外都可以实现，钻井现场监督人员将大幅度减少。同时，工程技术人员还可通过该系统看到钻井施工的钻压、泵冲、井深、钻遇层位及录井参数等，工程管理人员根据钻井参数及录井油气显示情况，对该井做出钻井轨迹调整、加深或停止钻井等决策，大幅度提高了管理效率。

模式变化压扁“管理层”

袁磊打开一张示意图，将传统的气田管理模式与无人值守模式进行了对比，传统的单座集气站需要工作人员6~8人，单井每4小时、单站每2小时需要巡检一次，需要配备专用巡检车辆，资料录取每周一次，生产报表人工填写，需要人工开井，设备人工巡检，被动发现风险隐患。

实施无人值守模式后，单座集气站不需驻井，单井单站巡检实现实时监测、电子巡检，不需配备专用巡检车辆，集中管理，节省了费用，资料录取可以实现自动采集，实时展示，生产报表在屏幕上自动生成，人工开井变为自动开井，人工巡检设备变成在线监测、预防维护，巡检中被动发现风险隐患变成主动提示报警。

当前正在建设的大生产指挥系统，各个作业区的产量实现数据穿透，产量变化直接追溯到站、井，关联井的静态历史数据和动态作业、生产数据，可以直观看到影响产量的异常因素。同时，采用大数据和人工智能技术，根据配产情况，实施监测生产过程，生产过程中出现异常，及时预警预测，告诉管理人员因为某种因素，即将影响产量。作业人员采取相关措施后，预警才能消除，实现生产过程的精细化管控。

传统生产模式成立的采气管理区，其最大的作用就是负责集气站与单井的管理，相比3年前，华北采气二厂采气管理二区的集气站增加了10多座，按照传统管理模式应该增加100多名员工，集气站实现无人值守后，员工人数基本不变。这就好比把线下的集气站搬到了线上中控室的电脑屏幕上，采气管理区自然就没有必要存在了，催生了厂直接管理采气班组模式。“目前，采气二厂就是按照这种模式运行的。管理区已经取消。”袁磊介绍。

目前，华北采气二厂厂直管班组改革方案已正式运行，按照内、外两类操作工运行的管理模式，生产指挥中心整合各类生产信息综合调度指挥，6个外操班组负责专业维护，实现“百人十亿方”的目标不是梦想。

培育气田会诊“聪明脑”

“目前的智能气田还处于初级阶段，具备了眼睛、四肢和大脑，但是这个大脑还不够聪明，我们的目标是建设一个更加聪明的大脑。”袁磊说。

他们想象中的智能气田场景，首先要有一个气井的工况诊断模型，以气井油、套压、气量、液量、液面等为基础参数，结合气藏特征以及管线运行数据，采用大数据分析和人工智能技术，实现井筒积液、水淹等多种异常工况的诊断，推送措施建议，让技术人员由“赤脚医生”转变为经验丰富的“门诊大夫”，给出气井精准的诊断方案。

其次根据依托井筒工况与管网压力模型，得出气井配产条件下管柱最佳携液压差和出口回压，通过变频装置对电机转速进行调节控制，实现压缩机进口压力的有效调节，最后联动控制井口采气树针阀开度大小，让气井在最佳生产制度生产。实现气藏动态分析、井筒积液诊断、管线运行监测、压缩机变频控制“四位一体”的气井生产控制，大幅度提高生产率，降低劳动强度。

通过建立集成人工智能工艺管控平台，对动设备的有效调节，实现对静设备的优化控制，形成从气藏、采气到管输系统化智能管控。例如，天然气处理厂的大型往复式压缩机，由于天然气进站气量的变化，压缩机在工作过程中会出现“打回流”现象，造成压缩机做无用功，浪费电能，“我们计划对压缩机增加无极流量调节系统，根据进气量大小实时调解功率输出，节能降耗，避免浪费。”袁磊说。