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中国石油攻克“卡脖子”难题铸自主产权 护航国家能源命脉

2025-07-10 16:57来源:中国石油天然气集团有限公司关键词:中国石油能源安全油气收藏点赞

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在国家全力推进能源安全与产业链自主可控的战略背景下,油气工业软件的核心技术自主化已成为保障国家能源安全、提升产业链韧性的战略支点。中国石油坚决贯彻党中央、国务院决策部署,深入落实国务院国资委战新产业“百大工程”战略指引,将油气工业软件核心技术攻关作为保障国家能源安全的重大使命任务,成功自主研发“油气藏-井筒-管网一体化动态仿真引擎HiSimPro”,突破5项核心技术,构建5大数学模型,集成5个一级功能模块和24个二级功能模块,实现亿级网格与千井级油气藏模拟、300口井以上井筒-管网协同仿真能力,标志着我国在油气上游工业软件领域总体实现自主可控。

扛起国家战略使命,突破工业软件“卡脖子”难题

面对油气动态仿真领域长期被西方垄断、国家能源数据安全受制于人的严峻局面,中国石油深刻认识到核心技术自主可控是保障国家能源安全的生命线。中国石油将工业软件研发纳入国家战略科技力量建设体系,举全集团之力实施专项攻坚。面对国际技术封锁与市场垄断的双重压力,中国石油以“十年磨一剑”的战略定力,组建由两院院士领衔、百余名科研骨干参与的联合攻关团队,锚定国家最迫切的能源技术安全需求,向“卡脖子”技术发起冲锋。

团队攻克5大核心技术,全组分控制方程全隐式有限体积离散技术,实现多相多组分渗流的精确处理;超大规模油气藏渗流仿真求解算法,解决亿级节点网格规模油气藏仿真求解问题;高性能并行计算技术,支撑亿级网格求解;亿级规模三维可视化技术,解决亿级网格油气藏动态可视化分析问题;井筒/管网稳态多相管流模型,解决井筒、管道内多相管流流动规律描述问题;油气藏-井筒-管网一体化模拟技术,解决地下地面、渗流管流一体化耦合模拟难题,为工业软件自主可控、安全可靠提供关键技术支撑。

打造自主可控“中国芯”,筑牢能源安全“技术屏障”

中国石油组建联合攻关团队,在数学模型、核心算法与代码研发等方面取得重大突破。创新构建油气藏多模态复杂渗流数学模型,解决复杂油气藏流动机理描述问题;创新构建油气藏广义多重介质模型,解决流动介质模型(基质、天然裂缝、人工裂缝)精确模拟问题;创新构建复杂结构井模型,解决复杂结构井建模和分段多条件控制模拟问题;创新构建一体化流体物性计算模型,解决油气藏、井筒、管网生产系统多相流体物性描述问题;创新构建井筒/管网稳态多相管流模型,解决井筒、管网内多相管流流动规律描述问题。

中国石油自主研发油气藏数值模拟HiSim软件平台,结合自主可控采油模拟软件和管网模拟软件,研发形成油气藏工程、采油气工程、集输工程一体化专业动态仿真国产工业化软件HiSimPro。该软件具备强大的工业级仿真能力,涵盖油气藏动态仿真、油气藏流动机理模型、井筒动态仿真、管网动态仿真及一体化模拟分析为主的5大一级功能模块,以及黑油模拟、组分模拟、非常规模拟、油气藏IPR计算、井筒多相流计算、管网流体模拟、一体化耦合模拟等24个二级功能模块,支持亿级网格与千井级油气藏模拟、50口以上压裂水平井的复杂模拟、300口井以上井筒管网系统仿真和9种井筒设备模拟。

HiSimPro软件适用范围广,适用多种油藏类型及开发方式,包括中高渗、低渗透/超低渗透油气藏、裂缝油气藏、页岩油气藏,一次采油、水驱开发、气驱开发、大规模体积压裂开发。功能丰富,拥有油气藏模拟、井筒动态模拟、地面管网模拟和油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟4大关键功能;功能与性能上达到了对标商业软件水平,在非常规油气藏模拟的裂缝处理、抽油机井筒流动仿真、复杂管网拓扑结构设计功能与精度等方面具有优势;实现油气田开发地下地面全生命周期全栈式仿真模拟和方案优化自主可控。软件总代码量180万余行,经国家工业软件测试中心认证,核心模块代码自研率超96%,打破国外技术封锁,为我国油气开发工业软件装上“中国芯”。

产学研用深度合作,规模化推广助力工业软件高质量发展

中国石油坚持开放合作,构建产学研用一体协同发展格局。依托中国石油工业软件研发中心、提高油气采收率全国重点实验室,结合国内主力油气田业务实践,牵头建设油气上游工业软件中试平台,打造油气田开发场景的软硬件模拟环境,建立高质量基准验证数据集、高标准工业软件测试环境,验证复杂算法与模型精准可靠。

培育油气上游工业软件研发应用生态,提升油气上游工业软件研用水平。中国石油与中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)等高校建立油气工业软件产教融合生态,组织中国石油勘探开发研究院、大庆油田、长庆油田、塔里木油田、西南油气田、新疆油田等建立油气工业软件研用融合生态,承办“首届全国大学生油气藏数值模拟软件设计大赛”和“第二届开放原子大赛”,加速建立工业软件产学研用生态。

深入实施创新驱动发展战略,构建研发、应用、服务“三位一体”产业生态。工业软件规模化推广应用成效显著,保障国家能源安全和油气上游产业链韧性。HiSimPro软件已在大庆、长庆、塔里木、西南、华北油田等11个油气藏区块开展现场应用,其中华北巴彦兴华注CO2先导试验区、相国寺储气库、富满油田满深8井区等地实现油田生产系统资产一体化管理、油气注采系统生产动态预测、油气生产系统一体化优化和油气田生产潜力分析4项关键业务场景应用,有效解决油气藏地下地面一体化开发生产方案设计与优化问题,在油气藏数值模拟、井筒模拟、管网模拟及地下-地面一体化模拟方面具备应急替代能力。产品持续升级迭代,扩展应用范围,在中国石油、中国石化、中国海油等进行工业化推广应用,为实现油气核心工业软件全面国产化夯实基础,预计2027年实现规模化应用替代。

在新时代能源革命的征程上,中国石油将持续发挥科技创新主体作用,以HiSimPro软件等一批重点工业软件为战略支点,加速推进全业务链油气工业软件自主可控,全力打造能源领域国家战略科技力量,勇挑重担、敢打头阵,加大资源投入力度,打造高价值自主可控工业软件体系,实现高水平科技自立自强。


投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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