引進人工智能做好頁巖氣排采生產(chǎn)全生命周期高效技術服務

頁巖氣產(chǎn)業(yè)作為國家能源戰(zhàn)略重要陣地，被命特別是名為第172種礦產(chǎn)。2010年3月從我國第一口頁巖氣評價井威201獲得重大突破以來，2019年頁巖氣產(chǎn)量已突破150億方。隨著勘探開發(fā)的力度加快，在川渝的淺層、深層及超深層等頁巖氣區(qū)域已全面投入勘探開發(fā)。同時在湖北、貴州、陜西等區(qū)域也取得了一定進展，按照十四五規(guī)劃，預期將達到600億方。通過開展技術研發(fā)創(chuàng)新，我國利用十年時間快速追趕美國三十多年的頁巖氣開發(fā)技術集成，在長水平井組的鉆井、完井、壓裂等技術領域取得了快速的發(fā)展。我國頁巖氣與美國相比，因油氣藏成藏條件不同，在埋藏深度、地應力、天然裂縫等方面存在較大差異，主要表現(xiàn)為埋藏深、斷層多、裂縫發(fā)育，因此在頁巖氣勘探開發(fā)方面，鉆井、壓裂及完井試采方面投資成本高，地層壓力下降快，投資回收期長。因此，針對頁巖氣勘探開發(fā)的高風險、高投入，需要在在各個環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新，以技術和管理雙創(chuàng)新降低風險和投資，提高效益。

重慶萬普隆能源技術有限公司2017年通過重慶市招商引資入駐重慶，2018年成立了重慶非常規(guī)油氣研究院，打造為川渝地區(qū)非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能油服基地?，F(xiàn)階段公司重點推進頁巖氣的完井和排采作業(yè)，從連油作業(yè)、智能試氣、投產(chǎn)后的自噴到人工舉升，打造系統(tǒng)化、專業(yè)化、信息化、自動化、智能化的智慧頁巖氣排采生產(chǎn)管理，為頁巖氣勘探開發(fā)井的排采提供全生命周期服務。

人工智能舉升助排系統(tǒng)，為頁巖氣全生命周期提供技術保障

隨著頁巖氣開采的進展，地層壓力下降，人工裂縫閉合，井筒積液增加，導致生產(chǎn)壓差減小，單井產(chǎn)能降低。針對這些生產(chǎn)技術問題，公司組織了專業(yè)的排采研發(fā)技術團隊開展技術攻關，在智能泡排、潛油螺桿泵、柱塞氣舉以及自生氣舉等方面已取得重大進展，并開展了數(shù)十井次現(xiàn)場試驗，得到了用戶的好評，下步將開展規(guī)模化推廣應用。

? ??（1）智能泡排技術產(chǎn)品

針對井筒積液影響單井產(chǎn)量問題，通過對多口積液井數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，根據(jù)不同區(qū)塊生產(chǎn)參數(shù)變化規(guī)律，編制了不同查詢模板。根據(jù)井口壓力、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量及動態(tài)變化，能夠模擬井筒積液狀態(tài)，確定合理的加藥時機。通過技術開發(fā)，已形成了第I代自動泡排產(chǎn)品，能夠根據(jù)井筒生產(chǎn)狀態(tài)自動識別加藥時機，自動開機，自動停機，遠程數(shù)據(jù)采集、自動控制等功能，先后在川渝地區(qū)、山西、陜西等區(qū)域完成50井次的泡排現(xiàn)場技術服務。同時正在研發(fā)第II代智能泡排產(chǎn)品，實現(xiàn)泡沫的智能識別，開啟智能消泡，降低生產(chǎn)成本，避免下游風險。

? ? （2）智能柱塞氣舉產(chǎn)品

當生產(chǎn)流壓降低臨界攜液點以下，泡排效果會逐漸變差，公司成立了智能柱塞氣舉研發(fā)團隊，引進國外穩(wěn)定可靠的井下配套工具，自主研發(fā)了一套智能柱塞氣舉系統(tǒng)，根據(jù)井筒積液自動識別，當液柱壓力達到設定值，柱塞開始向上移動，當井口壓力達到設定值，定壓閥自動開啟，實現(xiàn)一個周期的柱塞氣舉。針對偏遠地區(qū)，在動力源方面選擇了太陽能、風能等。先后在川渝淺層頁巖氣、山西致密砂巖氣開展現(xiàn)場試驗，獲得了用戶的一致好評。目前正在開展多井組平臺一體化無人值守智能柱塞氣舉控制技術研發(fā)。

? ? （3）智能潛油螺桿泵排液采氣產(chǎn)品

針對井筒出液量大，單井潛力大的停噴井，提出了潛油螺桿泵排采采氣技術，根據(jù)井筒積液狀態(tài)，通過遠程變頻控制，實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效的排液產(chǎn)氣，該技術先后在煤層氣、致密砂巖氣、深層頁巖氣等領域完成了100余井次現(xiàn)場應用，成功率100%，平均檢泵周期750天，最長無檢泵時間已超過3年8個月。

? ? （4）水力噴射泵產(chǎn)品

利用水作為動力源，通過增壓節(jié)流在井筒形成負壓區(qū)，將井筒積液連續(xù)排出，分閉式循環(huán)和開式循環(huán)，實現(xiàn)產(chǎn)出液循環(huán)利用。先后在煤層氣、頁巖氣得到推廣應用。對頁巖氣長水平井適應性比較廣，該產(chǎn)品無運動件，不收井斜及狗腿度的影響，目前在國內外非常規(guī)油氣領域應用150余口井，實現(xiàn)了“一拖三”及“一拖六”的模式，即一套增壓泵實現(xiàn)3-6口增壓功能，減少占地面積和設備投入。在檢泵過程中不需要修井機作業(yè)，反循環(huán)替出井下噴嘴及喉管，大幅度降低作業(yè)費用。

? ? （5）自生氣回注產(chǎn)品

針對多井組平臺井，若單井產(chǎn)能降低，采用鄰井高壓氣體引入低壓氣井，利用氣舉方式將低壓氣井的積液排出，逐步恢復自噴生產(chǎn)?？梢圆捎眠B續(xù)回注，也可以間歇回注，工藝流程簡單，成本低。