深海一號氣田是中國首個自營深水大氣田，已探明地質儲量超過千億方，目前已正式投產，高峰年產氣量超過30億立方米，可滿足粵港澳大灣區(qū)四分之一的民生用氣需求，是供給粵港澳大灣區(qū)和海南自貿港的清潔能源的主力氣田之一。深海一號的水下生產系統(tǒng)（約1500米），海床溫度低（約2.6℃），采用了全水下井口的開發(fā)模式，具有水下生產系統(tǒng)復雜度高，操作動態(tài)頻繁的特點。由于海管溫度低，地層井流攜帶凝析液和水，會導致海管系統(tǒng)中流型復雜，存在諸多生產流動性保障難題與挑戰(zhàn)，例如段塞，水合物，腐蝕以及停輸再啟動等。同時水下生產系統(tǒng)的操作變化，以及多相混輸導致的井流不穩(wěn)定性，都需要由平臺上主體工藝來承擔，因此水下系統(tǒng)和平臺工藝一體化模擬和綜合動態(tài)分析，成為安全生產和優(yōu)化管理的必要手段。
深海一號使用了康士伯數(shù)字所提供的一體化生產管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了一體化模型分析，科學指導生產提產穩(wěn)產，防范并預警油田生產運行過程中面臨的安全風險。系統(tǒng)建立了一套包含氣井、管道、平臺主工藝全流程的仿真系統(tǒng)，用于生產輔助決策，在深海一號氣田投產準備過程中進行了虛擬調試與試生產研究，針對不同的生產工程給出對應的流動保障建議，為投產方案的制定提供了理論指導及計算依據(jù)，保障了氣田安全順利投產。該系統(tǒng)還可用于開展海管段塞積液分析、水合物風險評估、抑制劑循環(huán)優(yōu)化、清管作業(yè)方案評價、配產提產方案驗證、生產工藝瓶頸診斷、平臺工藝參數(shù)優(yōu)化、能耗分析與管理等方面的研究工作。
該系統(tǒng)使用了基于機理模型的計算內核，開發(fā)在線監(jiān)測、預測預警、虛擬儀表等功能應用及時發(fā)現(xiàn)問題和故障，并獲得防范措施和操作建議，并接入實時生產數(shù)據(jù)。通過機理模型的在線模擬計算，實現(xiàn)了全流程工藝鏈的透明化管理，達到了全線全方位遠程監(jiān)控能力，使生產管理控制過程的工作模式發(fā)生了徹底轉變，由以前的事后處理轉變?yōu)槭虑邦A控和事中監(jiān)測，整個生產過程的管控質量和決策質量取得了有效提升，極大地提高了生產時率和生產產量。
該系統(tǒng)還可用于解決不可測工藝參數(shù)的在線計算，工況動態(tài)預測，工況分析和設備狀態(tài)監(jiān)測。
將傳統(tǒng)儀器儀表無法直接測量的生產數(shù)據(jù)，通過在線模擬計算的虛擬儀表，直觀定量地展示給操作人員。例如管道的實時積液動態(tài)，藥劑的濃度分布，水合物抑制劑效果，工藝流體的動態(tài)組分平衡等。將以往的監(jiān)測盲區(qū)透明化，工藝分析顆粒度也更加的細化。
將設備狀態(tài)監(jiān)測與工藝動態(tài)相結合，與設備廠家針對撬裝本身的分析工具實現(xiàn)了良好的互補結合。以往設備分析主要關注于分析設備本體的相關數(shù)據(jù)，與工藝數(shù)據(jù)的結合不深。通過系統(tǒng)中的設備狀態(tài)分析算法，將外輸壓縮機和油嘴的工藝表現(xiàn)，與設備的工作狀態(tài)結合，從工藝的角度反向評估設備運行的健康度。實現(xiàn)了伴隨工藝生產的持續(xù)分析，對于工藝專業(yè)和設備維修專業(yè)的綜合針對，給出了創(chuàng)新的解決方案。
將儀表偏差問題和潛在的風險信息，通過模型進行分析。這是以往僅通過人為的觀察分析難以實現(xiàn)的。模型在持續(xù)計算和比對測量數(shù)據(jù)過程中，也在對每個儀表進行統(tǒng)計分析。同時，模型的計算結果也給了生產人員對于工藝變量的理論參考，幫助識別和分析出儀表數(shù)據(jù)后的生產價值。
工藝生產場景的定量分析，將以往在生產中通過經驗探索或定性分析的場景，在動態(tài)模型上實現(xiàn)定量化、場景化的分析。例如，對丙烷丁烷在工藝系統(tǒng)中滯留問題的分析，通過模型實現(xiàn)實時動態(tài)的物料平衡分析。例如，解決壓縮機流量計核驗和產量匹配問題，通過壓縮機模型實現(xiàn)虛擬流量計和流量匹配。例如，清管操作中的清管球位置跟蹤，通過多相流清管模型，實現(xiàn)對清管球位置的在線顯示。再例如，脫水脫烴工藝與上下游工藝操作設點之間的相關性分析，通過模型的離線模式，實現(xiàn)根據(jù)當前真實生產工況的流程模擬分析。隨著氣田的生產，類似的生產挑戰(zhàn)和分析需求，均可考慮通過模型實現(xiàn)更加精確、定量的分析。
一體化生產管理系統(tǒng)的良好應用，體現(xiàn)了生產操作工具向著數(shù)字化、智能化方向的升級，體現(xiàn)了油氣從業(yè)人員技術素養(yǎng)和專業(yè)能力的提升，是深水油氣在數(shù)字化智能化轉型中的成功落地。
