中国石油新疆油田加速生产运行场景数字化转型纪实井下作业文本分析系统
好比上学碰到难题不会做，那该怎么办？真正聪明的孩子都会这样一招——找到以前做过的题目，通过温习复盘那些题型相近、思路类似的题目，从中找到解决面前难题的突破口、方向和思路。而井下作业文本分析系统就是这样一个可以为井下作业工程师提供“相近题型、类似思路”的“智囊”，帮助井下作业工程师们"温故而知新"。
勘探信息化：加速油气发现，提升效率
借助基于基准功图和轮廓特征的机器学习模型、深度学习模型三大模型人工智能与大数据分析的前沿技术，以示功图数据为基础，利用专家模型+深度学习的多模型融合技术，建立抽油井工况预测模型，实现结蜡、供液不足、油管漏等11类工况预警预测，评估措施效果，为采油厂建立起不同业务岗位在流程、操作和决策的信息共享，管理协同工作模式。
油藏描述数智化系统
充分应用当前成熟的信息技术，建立并升级自动化统一平台，形成油藏精细描述全过程的闭环研究环境，创新性发展油藏描述智能化技术，以提高工作效率和质量，缩短研究周期，适应快节奏的开发生产工作需求，服务于“SEC储采平衡、老油田‘压舱石’工程、采收率再提高、页岩油革命”四大工程，实现油藏精准开发、高效开发。
习近平总书记指出：“能源保障和安全事关国计民生，是须臾不可忽视的‘国之大者’。”2023年，我国原油和天然气对外依存度分别为73%和42%，油气短缺仍是制约我国经济社会可持续发展的主要瓶颈之一。
2022年，中国石油具有重大战略意义的“压舱石”工程正式全面启航。中国石油原油产量三分之二以上来自开发10年以上的老油田，油田老区仍然是中国石油生存和发展的根基，是稳产增效的“压舱石”。当下，油田老区虽已整体迈入“双特高”开发的特定阶段，但剩余可采储量依然可观，潜力巨大。“压舱石”工程自启动以来，新疆油田经过不懈探索、持续攻关、勠力前行，发起了一场上产增效的“新革命”。
当前，随着实体经济和数字经济深度融合，数字化、智能化正在为石油行业赋能，不断提升行业整体能效、安全生产和绿色低碳水平。新疆油田集智聚才用数智化技术赋能油气勘探开发，“云端”发力建设数智油藏，将“吃干榨净”进行到底，不断促进产业链、创新链、价值链、资源链深度融合，推动产业基础高级化、产业链现代化，全力打造端牢能源饭碗的新动能、新引擎。
提升智能洞察能力“温故”“知新”夯实“压舱石”
如果能有一个井下作业见多识广、经验丰富的人时时帮着参谋那该多好！”对于经常要面对复杂问题的新疆油田井下作业工程师们来说，这个想法已经在脑子里萦绕了不知道多少年。
在石油开采的过程中，受地下压力、含水量、设备老化等各种因素的影响，油井总会出现各种不同类型的故障，影响正常生产，甚至导致停产。这个时候，往往就需要开展井下作业修复油井，使其恢复正常生产。
但井下作业均在野外进行，流动性大，环境艰苦，并且是多工种协作施工，危险性较大……尤其是已进入到开发中后期的油田，修井任务越发繁重，行业凸显作业风险高、环保作业难、劳动强度大、作业人员短缺、作业成本高、企业利润低的尴尬局面。因此，如何高效做好井下作业，一直是井下作业工程师们经常面临的难题。
“如果有这样一个系统，可以给一些解决问题的参考思路，那就再好不过了。”新疆油田百口泉采油厂油田工艺研究所井下工艺优化及设计室主任孟彦昭说。
可喜的是，充分利用科技的力量，新疆油田数智技术公司和百口泉采油厂通力合作，着力提升井下作业维修文本智能洞察能力，已于2024年成功打造出井下作业文本分析系统，为井下作业工程师提供了有力支持。
这就好比上学碰到难题不会做，那该怎么办？真正聪明的孩子都会这样一招——找到以前做过的题目，通过温习复盘那些题型相近、思路类似的题目，从中找到解决面前难题的突破口、方向和思路。而井下作业文本分析系统就是这样一个可以为井下作业工程师提供“相近题型、类似思路”的“智囊”，帮助井下作业工程师们“温故而知新”。
据新疆油田数智技术公司软件研发中心三级工程师李嗣旭介绍，自2015年起，新疆油田加速生产智能化进程，实行井下作业管理线上审查和流程归档，使井下作业生产管理系统覆盖设计、管理、验证、审核等全流程，积累了海量的维修文本资料，仅百口泉采油厂就有10万数量级以上的井下作业维修文本资料。但受技术条件限制，多年来，这些资料还存在信息处理难、收集效率较低、知识查询繁琐、学习成本高、人员培养利用率较低等问题。
“这些资料今天真正发挥了他们的‘宝贝’作用！”孟彦昭说。井下作业文本分析系统通过应用智能分析技术，对繁杂的多源异构数据（5大来源、180多张数据库表、百万条结构化数据、10万多篇非结构化数据）实现了准确、高效的标准化抽取，成功搭建起了规整的业务数据基础架构。
现在，井下作业工程师只要在电脑上轻点鼠标进入井下作业文本分析系统，“异常井显示”“辅助设计”“智能检索”“作业统计分析”“单井结算审核”便一目了然。利用这套系统，井下作业工程师可以找出修井质量、故障、区块及井下机具的相关性洞察，可以做高频热点分析、热点趋势分析、热点分布分析，为设计提供可参考的依据，并能采用多参数拟合算法，利用相关性计算函数与知识图谱相结合的思路，完成相关性概念计算……
“有了这套系统，我们井下作业单井工艺设计方案的科学性、准确性、针对性有了明显提升。”孟彦昭说。
据初步评估，井下作业文本分析系统通过激活全链路智能分析价值，构建基于智能分析的方案设计辅助方法，有力优化油井生产维护管理模式，可提高业务人员工作效率50%以上，已经成为新疆油田促进生产流程智能化升级的有效工具，在扎实推进“压舱石”工程、巩固老区稳产基础等各项工作中发挥出越来越重要的作用。
井下作业文本分析系统进一步优化油井生产维护管理模式，有效提高业务人员工作效率，为老区稳产发挥出越来越重要的作用
创新工况智能预测让工况变化尽在掌握
作为新疆油田百口泉采油厂一名工程技术人员，何柏言对信息化建设带来的便捷感受越来越强烈。
“以前要判断抽油机的运行状况，维持油井良好运转，都少不了依赖人工经验和定期现场检查，如今有了油井工况智能预测系统，压力、液面、产量等各种信息近在眼前，坐在办公室里比在抽油机身边还了解得全面呢！”何柏言说，信息化创新手段不但降低了员工劳动强度，而且大大减少了油田企业传统设备的投入和维护成本。
近年来，作为新疆油田公司的核心增产力量与玛湖地区产能建设的关键阵地，百口泉采油厂面临着“产量增幅大与人员递减快”的双重挑战，尤其是每年近万井次的庞大检修任务，迫切需要新的力量支撑。与此同时，新疆油田公司提出，2025年建成与本公司生产模式相适应的新型采油气管理区，并初步实现智能油气田的愿景。正是在这样的背景下，油井工况智能预测系统应运而生。
2023年，新疆油田数智技术公司深度调研百口泉采油厂，针对抽油机工况缺乏事前预测性维修和事后跟踪分析能力的痛点，确立了提高抽油井工况诊断分析准确度和效率的目标，建立了以大模型赋能的“解题”思路，努力实现“三个改变”——将以前的人来数据分析综合决策，变为人工智能分析辅助人来决策；将从设备的事后检修和预防性维护，变为事前预测性维修和事后跟踪分析、主动报警预警；将以前的多检查、多维护变为精准维护，减少人为干预，降低工作强度，提高工作效率。
2023年底，备受期待的油井工况智能预测系统上线运行。截至目前，该系统已具备工况预测分析、区块异常统计、风险研判、维修效果评估、结蜡预测分析等多种功能。
据新疆油田数智技术公司软件研发中心工程师严加展介绍，这套系统借助基于基准功图和轮廓特征的机器学习模型、深度学习模型三大模型人工智能与大数据分析的前沿技术，以示功图数据为基础，利用专家模型+深度学习的多模型融合技术，建立抽油井工况预测模型，实现结蜡、供液不足、油管漏等11类工况预警预测，平均提前3天预警预报潜在异常风险，并且结合油井措施前后各项生产指标变化，评估措施效果，为采油厂建立起不同业务岗位在流程、操作和决策的信息共享，管理协同工作模式。
“更重要的是，它通过自动化监测和分析，可以有效提高诊断的准确性，减少人工巡检的工作量，有助于优化检泵维护计划、延长检泵周期，有效提高抽油井正常生产时率和生产管理水平。”严加展说。随着他轻点鼠标点开一口井，屏幕上井号、预测工况、状态、区层等基础信息一目了然，油压、套压、回压、液量、含水等数据信息一应俱全。
据统计，目前油井工况智能预测系统针对抽油机常见的8类异常实现全自动过滤，可降低专家工作量50%；可实现提前3天预测，精度达94%，降低专家分析工作量40%；清防蜡预测召回率为85%，提高工作效率40%；类似井间抽制度推荐模型精度达85%，模型召回率达100%，预期可将非计划停井次数降低10%。
“我们将加强系统迭代优化升级，为推动油田整体生产效益与智能化水平迈上新台阶提供坚实的技术保障。”严加展说。
科研人员利用人工智能与大数据分析技术开展油井工况智能预测系统设计。
油藏描述系统“焕新”将“吃干榨净”进行到底
从1955年克拉玛依一号井喷出工业油流开始至今近70年来，新疆油田已累计生产原油超4.4亿吨、天然气超1000亿立方米，原油产量连续22年稳产千万吨以上，为保障国家能源安全作出了重要贡献。直至今日，老油田仍然是承担石油产量的主力军。
但随着油田勘探开发程度的加深，部分老油田开发稳产难度增大，后备资源不足、资源劣质化，地质条件复杂、开采难度大等一系列矛盾和挑战接踵而至。不禁让人发问：廉颇老矣，尚能饭否？
尽管当前全球各国在不断推进新能源发展，但石油依然是不可或缺的重要战略资源。据中国石油勘探开发研究院预测，按照目前的油田开发潜力和建产能力，全国原油产量2035年前可持续保持在年产两亿吨以上规模。到2035年我国石油对外依存度仍然在65%以上。显然，在未来较长一段时期，我国石油需求仍将保持高位，能源安全形势仍然严峻。
在如此情形下，毫无疑问，深入推进老油田“压舱石”工程，对石油供给安全意义重大。新疆油田石油人给出的答案只有一个：油，每滴必争！
要争，那该怎么争呢？借助工业互联网平台、人工智能应用等新技术建设数智油田，成为符合时代发展的选择。
其中，作为油田开发调整、稳油控水、重大开发试验、生产动态管理工作的重要依据，推动油藏精细描述工作数智化升级，以精细油藏描述成果支撑油田上产增效，成为老油田将“吃干榨净”进行到底的重要选择。
新疆油田勘探开发研究院油藏精细描述研究及智能化项目经理丁振华说：“开展油气藏精细描述是实现油气高效开发的关键环节，数字化转型、智能化发展是提质增效的关键路径，因此，加快发展智能化油气藏描述技术，对打造端牢能源饭碗的新动能新引擎具有重要意义。”
而早在2006年，新疆油田已经开始建设精细油藏描述成果数据库及管理系统，并逐步实现成果数据正常化、一体化管理和二次利用，为开发科研与生产提供强有力的数据支持。截至2024年，新疆油田已收集、整理了数百GB（千兆字节，计算机存储单位）、超240个精细油藏描述项目的成果数据全部加载入库。
但油藏精细描述涉及学科多、技术领域多，研究周期长、使用人力多，同时随着油田开发规模与开发程度的加深，业务工作量增长巨大，原有系统油藏精细研究区块数据来源不统一、油藏描述采用的专业应用软件不统一、油田开发要求与描述精细程度不统一、油藏描述成果与开发方案闭环不统一、研究院与采油厂的协作环境不统一、智能化的目标与其基础支撑不统一等问题日渐凸显，已经远不能满足提效果、控投入、保增产的需要。
打造具有新疆油田特色的油藏描述智能化表征平台——新疆油田精细油藏描述平台，正当其时！
丁振华介绍，这一平台将充分应用当前成熟的信息技术，建立并升级自动化统一平台，形成油藏精细描述全过程的闭环研究环境，创新性发展油藏描述智能化技术，以提高工作效率和质量，缩短研究周期，适应快节奏的开发生产工作需求，服务于“SEC储采平衡、老油田‘压舱石’工程、采收率再提高、页岩油革命”四大工程，实现油藏精准开发、高效开发，为油田增储稳产上产提供有力支持。
“以最小业务单元为依托，对各种成果数据进行规范化要求，我们已经迈出了关键性、基础性的重要一步，为后期智能应用场景的数据支撑和成果的准确完整采集打下了坚实基础。”数智技术公司一级工程师艾民表示。
精细油藏描述《业务规范》《项目管理办法》《数据应用模型》《数据存储规范》……8大项25类内容，相比通用的油藏描述规范新增14类、借鉴5类、细化完善6类。细致入微的规范、标准有什么用？答案是有大用。
艾民介绍，通过制定详尽的标准、规范，比如将成果图件规范到图层和图元、成果表规范到表和字段、数据体规范到数据格式等，一则可以最大程度地精准刻画业务研究场景，建立业务数据和业务工作关联关系，实现业务工作资源（数据、工具、软件等）的精准配置；二则可实现标准化成果入库，大大提高成果的利用率，更方便地向其他项目组推送成果；三则有助于成果规范快速支撑智能搜索、智能推荐、智能关联等智能化场景。
通俗点说，就是通过制定前期标准、规范，让数据类型更加丰富，跟生产贴得更加紧密，输入系统数据更完整、更方便，成果数据的可展现性、易用性、可分析性随之大大增强。
“下一步，还要继续深入研究油藏精细描述技术、油藏精细描述数字化、油藏精细描述智能化技术3大课题，并形成1大平台和1个工区与成果数据库。”丁振华说，三大课题相互支撑，并行实施，先建立油藏精细描述数据库系统，再基于成熟信息技术建立并升级油藏精细描述研究一体化研究工作平台，并在此基础上创新性发展油藏描述智能化技术，争取5年时间打造新疆油田油藏精细描述研究一体化智能化工作平台，实现油藏精细描述研究的精度和效率的提高，为新疆油田老区“压舱石”工程上产目标的实现提供有力支撑。
征途漫漫，惟有奋斗。在丁振华、艾民等科研工作者的描绘中，辽阔戈壁上越来越多的老油田将有望升级为稳产增产的“潜力股”“成长股”，走出一条能源总当量、科技贡献率、劳动生产率、效益增长率持续向上的成长曲线，继续为保障国家能源安全“加油争气”，为建设美好新疆贡献石油力量。
百口泉采油厂“压舱石”工程方案规模实施，进一步证实了老区剩余油藏的巨大潜力。
