页岩气压裂有了智能大脑

前不久，江汉油田涪陵页岩气田江东区块的加密调整井焦页18-12HF井，获日产14.3万立方米的高产工业气流。这一成果标志着涪陵页岩气田老区在新井产能提升上取得重大突破。“这离不开压裂优化决策系统的强力支撑。”11月28日，江汉油田工程院人工智能研究岗朱柏宇介绍。

为进一步提升页岩气开发效益，江汉油田深化涪陵页岩气田超万段压裂实践认识，以提效提质提产降本为目标，依托中国石化长城AI大模型，构建形成“设计—施工—评价”全流程闭环的压裂优化决策系统，推动压裂技术迭代向数据驱动转型，形成参数智能优化、缝网实时诊断、自动量化评价3项核心技术，让压裂决策由经验判断转向模型驱动。

在今年中国油气人工智能科技大会上，该系统入选优秀案例，成为国内油气行业压裂智能化升级的标杆范例。目前，该系统已纳入中国石化人工智能典型应用场景推广清单。

智能优化压裂设计方案，

实现参数最优输出

近日，江汉油田工程院在焦页9-Z1HF井的压裂设计中，通过逆向设计确定参数优化范围，然后依托压裂优化决策系统开展精准参数优化，实现了该井测试产气量大幅提升，日产量达18万立方米，取得中部气层压裂突破。

方案是良好施工效果的源头。该系统创新“机理—数据—经济”多轮驱动的压前参数智能优化方法，建立地质工程数据与产能的关联方法，采用数据增强技术，将数据相关性从47%提高至85%，产能预测准确度提高至85%以上，为参数精准寻优奠定基础。

“以前，压裂设计方案更多是以气井产能最大为标准。”该院储层改造所副所长吴俣昊解释，该系统在方案设计时可以引入成本、气价等指标，以获得最佳投入产出比为目标，建立数据经济驱动模型，升级参数优化模式，改变传统正向模拟参数优化方式，做到了压裂参数的优中选优，让压裂设计产生出最大的经济效益。今年以来，多口井试气日产量突破30万立方米。

除此之外，该系统还能将方案设计的分段分簇、规模优化、泵注程序、费用计算4个关键步骤进行自动化一键输出，使方案设计效率提高30%、准确率提高50%。在方案设计书编制过程中，该系统能优化编写流程，减少大量重复性工作。

形成实时裂缝诊断技术，

提供精准快速决策

“远程指挥的业务专家能够通过压裂优化决策系统实现看着老缝压新缝，在出现异常后迅速优化调整缝网形态，使每一段压裂收到更佳效果。”10月11日，江汉油田工程院储层改造专家张凡在一体化指挥中心，看着涪陵页岩气田焦页165-5HF井的施工实况，感受到AI为压裂决策带来的好处。

压裂过程中最怕砂堵。“压裂通道若是被堵住，那么压裂液也不能进入地层。就像水管被堵住，水无法正常流动。”朱柏宇介绍，这就造成无法施工，必须停工开展解堵工作，不仅耗时，而且还会产生额外的费用。

预防和及时消除砂堵是压裂顺利的关键。压裂优化决策系统形成压力超前预测与砂堵预警技术，构建大数据样本库，让AI学习650个发生砂堵的压裂段特征，并建立超前预测模型，实现压力提前1分钟预测，精度达92%；提前预警砂堵风险，使砂堵率控制在0.5%以内，现场指挥效率提高50%。

压得快，还要压得好。该系统建立缝网实时拟合技术，通过AI学习裂缝扩展参数150万条，使得裂缝扩展由压后3小时/段转变为压中分钟级拟合，准确性高达85%。“可以掌握裂缝下一步走向，实时调整，让造缝体积更大、更复杂，增强改造效果。”朱柏宇说。

搭建快速效果评价体系，

提高压裂施工质量

“以前，实时评价手段有限，压裂施工效果好不好，只能在压裂结束以后的测试放喷时看当日的产气量，评估效率低。”该院储层改造所副所长韦琦介绍，“参数优化依赖经验，要么在压裂施工中下动态监测设备，开展微地震、示踪剂监测等工作，从而判断压裂改造情况，时间长、成本高。”

现在，压裂优化决策系统建立了基于大数据分析的施工质量自动量化评价体系，在每段压裂完成时，能够通过系统设定的4类12项定量评价标准，将单维度裂缝评价升级为参数、曲线、压力、裂缝四维度评价，实现压后1小时质量自动评价。压裂评价由事后转变为事中，为指导下一段压裂施工优化及时提供了数据支撑。

“施工一段、检测一段、跟踪一段、优化一段，整体压裂效果就会呈现向上的趋势。”韦琦说，以前压裂施工效果分析要等试气结束很久以后，才能进行系统整体评价，而且主要是靠数模和曲线形态进行分析，方式比较单一，评价结果不直观，比较模糊。

此外，该系统建立施工质量评价、入井材料检测（液体、支撑剂、桥塞）常态化管控机制，使得考核实现人工不干预自动化计算，提升了现场一体化压裂施工管理水平。