第三十八屆山東省企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新優(yōu)秀成果

CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage碳捕集、利用與封存）即把生產(chǎn)過程中排放的CO2進(jìn)行捕集提純，繼而投入新的生產(chǎn)過程進(jìn)行再利用和封存。隨著二氧化碳長(zhǎng)輸管道的正式投運(yùn)，勝利油田CCUS業(yè)務(wù)進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營(yíng)階段，面對(duì)CCUS業(yè)務(wù)新、鏈條長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多的挑戰(zhàn)，聚焦工程項(xiàng)目信息化建設(shè)貫徹全生命周期管理理念，以設(shè)計(jì)階段集成化、建設(shè)階段數(shù)字化、運(yùn)營(yíng)階段智能化為目標(biāo)，以數(shù)字化交付為手段，從源頭實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的集成管理，為工程運(yùn)行管理提供數(shù)據(jù)和模型基礎(chǔ)

一、基于一體化智能管控的CCUS全鏈條數(shù)字化管理的主要做法

本成果的內(nèi)涵在于采用信息論、自動(dòng)控制理論、數(shù)字化理論為指導(dǎo)，全面吸收和廣泛應(yīng)用數(shù)智一體化管理模式，將信息化、智能化融入CCUS全鏈條的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，通過數(shù)字孿生可視化管理、跨業(yè)務(wù)協(xié)同管理體系、分層工業(yè)控制體系、數(shù)智輔助管理模式、空天地立體監(jiān)測(cè)體系等多維度手段助力CCUS全鏈條數(shù)字化管理，破解鏈條長(zhǎng)、業(yè)務(wù)新、風(fēng)險(xiǎn)高的難題，引領(lǐng)CCUS規(guī)模化推廣、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)步入“快車道”，實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)效益顯著提升，管理效益極大提高、減碳規(guī)模逐步擴(kuò)大，為傳統(tǒng)能源行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展、保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)提供解決方案。

（一）數(shù)字孿生可視化管理，實(shí)現(xiàn)物理世界模擬仿真

數(shù)字孿生技術(shù)是通過建立三維模型、工藝仿真模型，將工藝模擬數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)孿生對(duì)象的全生命周期的管理和優(yōu)化。要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的一體化智能管控，就必須實(shí)現(xiàn)對(duì)CCUS長(zhǎng)輸管道全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行精準(zhǔn)掌握和數(shù)據(jù)分析，為運(yùn)營(yíng)提供決策支持。因此，通過三維實(shí)景建模、數(shù)字信息交付、創(chuàng)新機(jī)理模型，構(gòu)建數(shù)字世界管理基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能數(shù)字化管理。

1.三維實(shí)景建模，建立運(yùn)行支持環(huán)境

構(gòu)建全鏈條三維實(shí)景模型，在此基礎(chǔ)上建立虛擬現(xiàn)實(shí)一體化運(yùn)行支持環(huán)境，實(shí)現(xiàn)二氧化碳長(zhǎng)輸管道全生命周期的智能化管控。這不僅有助于提升二氧化碳長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行效率，也為管道的智能化管理提供了新的思路。通過三維實(shí)景建模的方式，精細(xì)呈現(xiàn)管道的數(shù)字世界，全面展示管道的布局、運(yùn)行狀況、設(shè)備的位置、環(huán)境因素等。這種建模方式使得管控人員更直觀地了解管道的情況，有助于業(yè)務(wù)人員在數(shù)字世界中進(jìn)行無視空間遠(yuǎn)近的高效管理，指導(dǎo)物理世界中故障排查和檢修時(shí)，快速定位位置、解決問題。在此基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)一體化運(yùn)行支持環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行全面感知，即通過各種傳感器實(shí)時(shí)收集管道的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)控，極大地提升了數(shù)據(jù)的利用效率。異常精準(zhǔn)預(yù)判則是通過數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的異常情況，從而及時(shí)采取措施，避免事故的發(fā)生。

2.數(shù)字信息交付，形成工程全息信息

依據(jù)維護(hù)的工程對(duì)象清單進(jìn)行交付，這一過程實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)化關(guān)聯(lián)，確保了交付數(shù)據(jù)與工程對(duì)象之間的緊密聯(lián)系，提高了工作效率，保證了交付的準(zhǔn)確性。在線路、集成設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，每一個(gè)工程對(duì)象都被賦予了豐富的基礎(chǔ)信息和屬性信息，包括工程實(shí)體的尺寸、材質(zhì)、顏色等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及相關(guān)的圖紙、安裝記錄、說明書等文檔。這些詳盡的信息全面展示了工程對(duì)象的建設(shè)過程，使得每一項(xiàng)工程對(duì)象都有了一個(gè)全景式地呈現(xiàn)，這些豐富的信息不僅有助于相關(guān)業(yè)務(wù)人員更深入地了解工程項(xiàng)目。通過自動(dòng)化的檢查流程對(duì)交付數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行分析，對(duì)交付數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一核查，確保所有應(yīng)包含的信息都已完整無誤地被提交。

3.創(chuàng)新機(jī)理模型，預(yù)測(cè)管道運(yùn)行 狀態(tài)

打造了二氧化碳長(zhǎng)輸管道多工況全場(chǎng)景三維可視化數(shù)字孿生體，總體達(dá)到“先知”成熟度。通過機(jī)理模型 + 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的“雙核驅(qū)動(dòng)”數(shù)字孿生建設(shè)模式，打造集工藝仿真、生產(chǎn)運(yùn)行等多功能于一體化數(shù)字孿生平臺(tái)?；跀?shù)字孿生體，根據(jù)工藝介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行可視化展示，將典型設(shè)備機(jī)理模擬嵌入平臺(tái)中，輔助運(yùn)維人員實(shí)操?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模型，通過采集現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬計(jì)算反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控?？蛇M(jìn)行操作模擬分析，對(duì)投產(chǎn)、輸量變化、外輸泵停運(yùn)、密相泵停運(yùn)、允許停輸時(shí)間、停輸再啟動(dòng)、放空操作等關(guān)鍵操作進(jìn)行提前演算和分析。提供預(yù)測(cè)仿真服務(wù)，通過監(jiān)測(cè)工藝流程、設(shè)備、儀表狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行趨勢(shì)分析，對(duì)管網(wǎng)流動(dòng)保障和首末站關(guān)鍵參數(shù)的異常工況初期征兆進(jìn)行預(yù)判并診斷產(chǎn)生原因，可以對(duì)超臨界二氧化碳相關(guān)項(xiàng)目做到穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況的模擬計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多工況仿真預(yù)演、實(shí)時(shí)在線模擬分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判及趨勢(shì)分析、仿真與李生模型二三維聯(lián)動(dòng)、多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)比分析預(yù)警實(shí)現(xiàn)異常預(yù)測(cè)預(yù)警，包括水熱力計(jì)算與相變管理、水擊動(dòng)態(tài)分析與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、投產(chǎn)操作流程模擬、關(guān)鍵設(shè)備操作模擬、停輸再啟動(dòng)、泄露、放空、清管等，便于相關(guān)業(yè)務(wù)人員通過數(shù)字世界的管理，指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)運(yùn)行。

（二）跨業(yè)務(wù)協(xié)同管理體系，實(shí)現(xiàn)上下游自動(dòng)聯(lián)控

為了提升不同單位跨業(yè)務(wù)之間的協(xié)同效率，采用一種跨業(yè)務(wù)協(xié)同數(shù)字應(yīng)用的方式，集成管道、注入運(yùn)行等子系統(tǒng)，并設(shè)置SIS和超前聯(lián)鎖保護(hù)程序，以打破各專業(yè)之間的溝通壁壘，提升油田內(nèi)部單位的聯(lián)動(dòng)協(xié)同效率，實(shí)現(xiàn)更高效的聯(lián)動(dòng)協(xié)同管理體系。通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等，實(shí)現(xiàn)更智能化的數(shù)據(jù)處理和分析，讓每個(gè)不同業(yè)務(wù)部門都能快速獲取其所需的信息，以便更好地進(jìn)行決策和執(zhí)行。在設(shè)計(jì)上，提供簡(jiǎn)潔、易用的界面，讓員工能夠輕松地訪問和使用。在實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)協(xié)同數(shù)字應(yīng)用的過程中，縮短異常處置時(shí)間至兩分鐘以內(nèi)。

1.統(tǒng)一底層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)站庫一鍵 順控

從研發(fā)設(shè)計(jì)到實(shí)際生產(chǎn)的一系列過程，統(tǒng)一搭建裝備自動(dòng)化底層架構(gòu)，在長(zhǎng)輸管道首末站與閥室、注入站、集中處理站、回注站等站內(nèi)的設(shè)備均能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立且完整的自動(dòng)化運(yùn)行功能。自項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)以來，一直在持續(xù)優(yōu)化和擴(kuò)展這一架構(gòu)，增設(shè)首臺(tái)套百萬噸級(jí)二氧化碳管輸增壓泵自動(dòng)化流量調(diào)節(jié)功能，對(duì)注入站的氣化器和電磁加熱器的聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行了全面優(yōu)化，對(duì)集輸處理站的液位報(bào)警聯(lián)鎖功能進(jìn)行補(bǔ)充和完善，成功實(shí)現(xiàn)了站庫內(nèi)一鍵啟停等一鍵順控聯(lián)動(dòng)功能。

2.超前聯(lián)鎖保護(hù)，保障上下環(huán)節(jié)聯(lián)控

為了確保一體化集控系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，采取了一種創(chuàng)新的措施，即添加超前聯(lián)鎖保護(hù)程序，以避免觸發(fā)SIS聯(lián)鎖造成損失。該程序分為全線停輸控制程序及一鍵停站兩大類，這一創(chuàng)新性的保護(hù)程序旨在通過精細(xì)化的操作流程，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。當(dāng)執(zhí)行停輸控制程序的必要條件得到滿足時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)觸發(fā)該程序，在執(zhí)行前，需要經(jīng)過兩個(gè)關(guān)鍵步驟：首先，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)檢查，確保所有條件均已滿足；其次，經(jīng)過管輸操作崗的雙重確認(rèn)，注氣操作崗將彈出觸發(fā)原因及執(zhí)行過程頁面進(jìn)行通知，確保所有操作都得到了充分的確認(rèn)和授權(quán)。在通知過程中，充分考慮值班人員可能臨時(shí)不在崗的情況，如果120秒內(nèi)沒有人員對(duì)通知頁面進(jìn)行確認(rèn)，系統(tǒng)將自動(dòng)執(zhí)行停輸控制程序，確保在任何情況下，都能在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)執(zhí)行必要的操作，從而保證全線運(yùn)行的安全。

（三）分層工業(yè)控制體系，實(shí)現(xiàn)高壓區(qū)本質(zhì)安全

通過注入端運(yùn)行管控子系統(tǒng)，建立“管理中心 + 區(qū)域中心 + 單站”三級(jí)控制體系，推動(dòng)高壓注入現(xiàn)場(chǎng)向“無人化場(chǎng)站、少人化操控、高效化指揮”的智能注入新模式轉(zhuǎn)變。這一子系統(tǒng)提升了注入過程的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守，從而降低了69人的人工成本，極大地提高了工作效率。

1.搭建信息平臺(tái)，支撐新型運(yùn)行模式

為了進(jìn)一步推動(dòng)“減人、少人、無人”的目標(biāo)，搭建了“管理中心+區(qū)域中心+單站”三級(jí)控制體系，通過信息平臺(tái)將使更多的員工遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，脫離風(fēng)險(xiǎn)。該控制體系在縱向上建立了貫穿單站、區(qū)域中心和管理中心不同層級(jí)信息化網(wǎng)絡(luò)；在橫向上實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、指標(biāo)自動(dòng)測(cè)量、操作遠(yuǎn)程控制、視頻全覆蓋、生產(chǎn)協(xié)調(diào)指揮、安全遠(yuǎn)程監(jiān)督以及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用等多項(xiàng)功能。其中“單站”系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集和傳輸各類現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確傳遞，使管理人員能夠隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。“區(qū)域中心”在此基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，對(duì)各站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與優(yōu)化，提升運(yùn)營(yíng)效率?！肮芾碇行摹必?fù)責(zé)對(duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行全面管理，通過遠(yuǎn)程控制和協(xié)調(diào)指揮，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的智能化運(yùn)營(yíng)。該分層控制的新型運(yùn)行管理體系，提高了二氧化碳注入效率，有效保障了生產(chǎn)安全。

2.全域?qū)崟r(shí)監(jiān)控，打造無人值守現(xiàn)場(chǎng)

通過注入站場(chǎng)的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控和視頻監(jiān)控全覆蓋，讓現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)角落都能被監(jiān)控，極大地提高安全監(jiān)管的效率，其核心在于基于先進(jìn)的傳感器、自動(dòng)化控制設(shè)備和信息化手段，在注入過程中，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、自動(dòng)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，極大地提高工作效率和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。日常巡檢從傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)巡察，改為“線上視頻 + 關(guān)鍵參數(shù)”巡檢，在區(qū)域中心和管理中心就能完成日常的巡檢與問題排查，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以通過遠(yuǎn)程關(guān)停撬內(nèi)外設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了高壓注入?yún)^(qū)域本質(zhì)安全，成功地將高壓注入現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)高效、安全、無人值守的智能場(chǎng)站，這不僅極大地提高了工作效率，減少了人工成本，還為CCUS安全運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.建立分層控制，少人控制高效指揮

通過“有線 + 無線”網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備的分層級(jí)精準(zhǔn)控制，單設(shè)備控制借助于設(shè)備自帶PLC，具有強(qiáng)大的信號(hào)采集和控制能力，通過PLC的深度學(xué)習(xí)功能，設(shè)備可以自適應(yīng)調(diào)整，確保了設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài)。單站控制則借助于站內(nèi)部署完成的SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫、操控界面以及操作邏輯的部署。區(qū)域控制則依賴于強(qiáng)大的監(jiān)控能力，通過監(jiān)控各注入站的運(yùn)行狀態(tài)、液位情況、瞬時(shí)流量、設(shè)備壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠更加精確地了解各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)掌握整個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)管理人員對(duì)單個(gè)注入站或區(qū)域內(nèi)所有設(shè)備的遠(yuǎn)程操作和調(diào)整，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)操作的時(shí)間和成本。管理中心控制，則可以對(duì)不同區(qū)域所有設(shè)備參數(shù)的監(jiān)控、跟蹤、查詢的遠(yuǎn)程操作，通過數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，技術(shù)人員能夠從海量的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，為決策提供科學(xué)依據(jù)，使得整個(gè)生產(chǎn)過程變得更加簡(jiǎn)單、快捷和安全。該種分層控制方式不僅能夠節(jié)省人力，提高生產(chǎn)效率，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，而且可以優(yōu)化資源配置，根據(jù)實(shí)際情況制定應(yīng)急預(yù)案，確保各個(gè)區(qū)域的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（四）數(shù)智輔助管理模式，實(shí)現(xiàn)全流程智能預(yù)警

為了建立起高精度安全預(yù)警體系，整個(gè)CCUS區(qū)域設(shè)置了超過15000個(gè)視頻及數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，覆蓋了整個(gè)安全運(yùn)行區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)傳輸、全域覆蓋、智能預(yù)警和遠(yuǎn)程處置的目標(biāo)。在視頻采集方面，同步設(shè)置電子圍欄，能夠自動(dòng)識(shí)別非法闖入生產(chǎn)區(qū)域的人員，并自動(dòng)喊話驅(qū)離。在數(shù)據(jù)采集方面，采用多種傳感器設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各種環(huán)境參數(shù)，如溫度、壓力、氣體濃度等，輔助業(yè)務(wù)人員更準(zhǔn)確地判斷安全狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理各種生產(chǎn)異常，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施。確保運(yùn)行平穩(wěn)高效。目前，報(bào)警響應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了秒級(jí)、準(zhǔn)確率高于 92% ，極大地提高了CCUS業(yè)務(wù)安全運(yùn)行水平。

1.分級(jí)報(bào)警推送，提高響應(yīng)處置速度

成功構(gòu)建了“數(shù)據(jù) + 設(shè)備 + 業(yè)務(wù)”的關(guān)聯(lián)體系，在預(yù)警數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立了“智能預(yù)警、遠(yuǎn)程處置”的管理模式，完善上下級(jí)報(bào)警督導(dǎo)和聯(lián)動(dòng)處置功能，形成分層級(jí)預(yù)警管控機(jī)制。在異常事件發(fā)生時(shí)，能夠迅速整合相關(guān)信息，并準(zhǔn)確定位故障設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控參數(shù)超出設(shè)定閾值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)觸發(fā)告警，提醒技術(shù)人員進(jìn)行處理；技術(shù)人員進(jìn)一步識(shí)別告警類型，判斷其對(duì)系統(tǒng)的影響程度，以便采取相應(yīng)措施；在識(shí)別并定位問題后，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取初步處理措施，如重啟設(shè)備、調(diào)整參數(shù)等；對(duì)于無法立即解決的問題，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)上報(bào)給上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門共同研判解決。

2.數(shù)據(jù)高效應(yīng)用，輔助生產(chǎn)運(yùn)行分析

借助CCUS全鏈條運(yùn)行管控平臺(tái)，開展了一系列具有創(chuàng)新性的應(yīng)用，用以優(yōu)化CCUS生產(chǎn)運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備異常預(yù)警、生產(chǎn)運(yùn)行管理、設(shè)備管理等數(shù)據(jù)分析功能，使技術(shù)人員能更好地掌握生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行精準(zhǔn)決策。在人工智能方面，基于“勝小利”大數(shù)據(jù)引擎，融合了CCUS管理規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)制度、風(fēng)險(xiǎn)管控叢書等內(nèi)容，形成了CCUS虛擬知識(shí)庫，涵蓋了CCUS基礎(chǔ)知識(shí)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、管控措施、應(yīng)急處置等各個(gè)方面，搭建了虛擬助手“勝小碳”，能夠基于知識(shí)庫進(jìn)行智能問答，將信息精準(zhǔn)推送給到崗位的人員，還能夠智能分析存在風(fēng)險(xiǎn)，為各級(jí)管理人員提供決策依據(jù)與建議。虛擬助手的使用，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與專業(yè)知識(shí)的傳播方式，只需在知識(shí)庫中搜索相應(yīng)的信息，就能夠獲得最準(zhǔn)確、最及時(shí)的信息，省去了繁瑣的宣貫程序，大幅提高了數(shù)據(jù)與知識(shí)的利用率。這種基于數(shù)據(jù)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)的虛擬助手輔助管理模式，使得對(duì)CCUS全鏈條運(yùn)行的管理和控制更加精確和高效，為CCUS的高效生產(chǎn)帶來更多保障。

（五）空天地立體監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)碳封存評(píng)價(jià)管理

為了形成立體化監(jiān)測(cè)體系，采取了多元化的手段，包括衛(wèi)星、無人機(jī)和地面?zhèn)鞲衅鞯?，以確保全面覆蓋CCUS區(qū)域內(nèi)的土壤、大氣和水體。精準(zhǔn)布設(shè)了540多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，完成了超過2萬余批次的監(jiān)測(cè)任務(wù)。在衛(wèi)星監(jiān)測(cè)方面，利用先進(jìn)的遙感技術(shù)，以獲取精確的土壤、大氣和水體的數(shù)據(jù)；無人機(jī)的應(yīng)用能夠深入到傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以到達(dá)的區(qū)域；地面?zhèn)鞲衅鲃t提供了實(shí)時(shí)的、具體的環(huán)境數(shù)據(jù)。多元化的監(jiān)測(cè)手段覆蓋了CCUS區(qū)域的各個(gè)角落，形成有效的互補(bǔ)，幫助技術(shù)人員更好地理解CCUS區(qū)域的封存情況，為CCUS碳減排量核算提供數(shù)據(jù)支撐。

1.地質(zhì)安全評(píng)價(jià)，保障地質(zhì)埋存 基礎(chǔ)

長(zhǎng)期、安全的封存是CCUS實(shí)現(xiàn)碳減排的關(guān)鍵，蓋層封閉性、斷層穩(wěn)定性和井筒完整性是影響CCUS項(xiàng)目實(shí)施的核心問題。為了更好地解決這些問題，借助信息化手段，建立從蓋層、斷層到井筒的全方位CCUS地質(zhì)安全評(píng)價(jià)體系，形成蓋層封堵能力評(píng)價(jià)、斷層安全性定性評(píng)價(jià)和井筒完整性評(píng)價(jià)。在蓋層封堵能力評(píng)價(jià)方面，主要是評(píng)估蓋層在面臨壓力改變時(shí)的反應(yīng)能力，通過測(cè)量和評(píng)估排替功和封堵能力的關(guān)系，來判斷蓋層的封堵性能，排替功越大，意味著井下的壓力越大，蓋層的封堵性就會(huì)越好。在斷層安全性定性評(píng)價(jià)方面，也會(huì)對(duì)蓋層的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，將通過分析斷層的延伸距離和斷距，來判斷其對(duì)蓋層的破壞程度，斷層延伸距離越大、斷距越大，對(duì)蓋層的破壞就會(huì)越強(qiáng)。在井筒完整性評(píng)價(jià)方面，將重點(diǎn)評(píng)估鉆井的穩(wěn)定性以及其在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能否保持其完整性，為了保證長(zhǎng)時(shí)間封存過程中井筒的穩(wěn)定，將在不同的時(shí)間和階段進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)和分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理任何可能導(dǎo)致井筒破損或不穩(wěn)定的情況。這種評(píng)價(jià)方法可以幫助相關(guān)業(yè)務(wù)人員更好地了解和預(yù)測(cè)地質(zhì)情況對(duì)CCUS項(xiàng)目的影響，從而采取相應(yīng)的措施來降低風(fēng)險(xiǎn)，提高CCUS項(xiàng)目的安全性和穩(wěn)定性。

2.連續(xù)環(huán)境監(jiān)測(cè)，確保長(zhǎng)期安全封存

除了地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)，還需要提升對(duì)環(huán)境介質(zhì)的監(jiān)測(cè)能力，包括土壤、大氣、地下水以及植被等各個(gè)方面，以保障CCUS示范工程的長(zhǎng)期運(yùn)行安全與碳減排量核算。在CCUS實(shí)施過程中，需要密切監(jiān)測(cè)環(huán)境介質(zhì)的變化，包括土壤中的水分、養(yǎng)分和氣體成分，以及大氣中的二氧化碳濃度和空氣質(zhì)量，地下水的水質(zhì)和溫度，以及植被的生長(zhǎng)狀況等，這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將成為CCUS實(shí)施的安全性、可行性以及封存效果和碳減排量核算的重要信息。在監(jiān)測(cè)方式上，可以采用空（衛(wèi)星）、天（無人機(jī)）、地（監(jiān)測(cè)點(diǎn)）聯(lián)合觀測(cè)手段，監(jiān)測(cè)CCUS區(qū)域周邊大氣、土壤氣、淺層地下水中二氧化碳的濃度，通過一體化管控平臺(tái)，實(shí)時(shí)關(guān)注二氧化碳的遷移和擴(kuò)散情況，高精度的數(shù)據(jù)將作為數(shù)據(jù)比對(duì)、超標(biāo)反饋、綜合評(píng)價(jià)等功能的依據(jù)，如果出現(xiàn)異?；虺瑯?biāo)情況，系統(tǒng)將自動(dòng)反饋并通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。

二、基于一體化智能管控的CCUS全鏈條數(shù)字化管理的效果

（一）經(jīng)濟(jì)效益顯著提升

隨著CCUS技術(shù)的廣泛應(yīng)用和規(guī)?；七M(jìn)，潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素也隨之逐年攀升，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的目視化監(jiān)控和高效的預(yù)警系統(tǒng)。生產(chǎn)運(yùn)行效率的提升是這一成果實(shí)施后效果的直接體現(xiàn)，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，用“電子眼”替代傳統(tǒng)的人工巡檢，通過高精度的傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的全面監(jiān)控，采用自動(dòng)化聯(lián)鎖裝置取代了人工操作，降低了人為錯(cuò)誤的可能性，工作效率提升了 50% 以上，極大地提高了生產(chǎn)時(shí)率，每年可增加石油產(chǎn)量超過1000噸，增效374萬元；通過設(shè)備智能化參數(shù)調(diào)節(jié)，確保各臺(tái)設(shè)備處于最適配的運(yùn)行參數(shù)，降低設(shè)備單耗、延長(zhǎng)油水井作業(yè)維修周期，節(jié)省電量916.5萬千瓦·時(shí)，節(jié)約596萬元；作業(yè)井工作量同期對(duì)比減少8井次，減少作業(yè)費(fèi)投入480萬元。通過智能問題診斷，能夠快速定位并解決問題，避免了傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)排查，大幅減少了人力資源的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅注入端便減少了69名員工，每年節(jié)省約1380萬元的人工成本，取得效益總計(jì)2830萬元，顯著提升了經(jīng)濟(jì)效益。

（二）管理和社會(huì)效益極大提高

作為國(guó)內(nèi)首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS示范項(xiàng)目，通過完整的全鏈條智能管控，CCUS全鏈條業(yè)務(wù)流程的規(guī)范化管理得到了顯著提升，每一個(gè)環(huán)節(jié)都被精細(xì)地監(jiān)控和優(yōu)化，數(shù)據(jù)完整性得到了前所未有的保障，每一條生產(chǎn)信息都被精準(zhǔn)捕獲，確保了信息的全面性和準(zhǔn)確性。預(yù)警系統(tǒng)借助先進(jìn)的智能算法，能夠精準(zhǔn)洞察每一個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，更早、更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)潛在問題，使得預(yù)防性措施的制定更為精準(zhǔn)，大幅降低了風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性。數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和智能分析功能洞察秋毫，為管理層提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，幫助他們做出更為明智和及時(shí)的決策，推動(dòng)精益生產(chǎn)的理念深入實(shí)踐，極大提高了管理效益。技術(shù)人員通過集成顯示系統(tǒng)的關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)，能夠?qū)崟r(shí)掌握生產(chǎn)狀態(tài)，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判，有效防止氣竄導(dǎo)致的井控異常事故事件，從而防止發(fā)生生產(chǎn)安全事故，避免對(duì)社會(huì)造成負(fù)面影響，維護(hù)企業(yè)良好的社會(huì)形象。這種前瞻性的管理方式，向業(yè)界展示了該CCUS項(xiàng)目的先進(jìn)性和可行性。這種透明化的管理模式不僅強(qiáng)化了技術(shù)實(shí)力，也極大地提升了油田的品牌影響力，為行業(yè)樹立了標(biāo)桿，顯著提升了社會(huì)效益。

（三）生態(tài)效益逐步顯現(xiàn)

建立了一個(gè)CCUS業(yè)務(wù)的虛擬知識(shí)庫，匯聚CCUS業(yè)務(wù)領(lǐng)域的各類關(guān)鍵信息和專家智慧，系統(tǒng)性地整理和存儲(chǔ)所有相關(guān)的業(yè)務(wù)信息，包括項(xiàng)目報(bào)告、技術(shù)規(guī)范、管理制度、政策法規(guī)等，收錄了來自行業(yè)專家的深度見解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這些寶貴的“知識(shí)金礦”將為CCUS規(guī)模推廣提供一站式的信息解決方案，幫助在項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)營(yíng)期間遇到復(fù)雜問題時(shí)，能迅速獲得準(zhǔn)確、全面的指導(dǎo)和幫助，進(jìn)一步提升了資源利用率和項(xiàng)目可推廣性。通過CCUS虛擬知識(shí)庫的不斷迭代完善，不僅可以不再額外購(gòu)買或訂閱各種外部資料，還能避免各類業(yè)務(wù)人員在海量信息中反復(fù)搜尋，節(jié)省下來的時(shí)間可以投入到分析結(jié)果應(yīng)用和創(chuàng)新上。因此，CCUS虛擬知識(shí)庫將成為CCUS項(xiàng)目規(guī)?；茝V、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)的強(qiáng)大引擎，持續(xù)推動(dòng)CCUS“源匯匹配”平臺(tái)建設(shè)完善，大幅消納區(qū)域碳排放，預(yù)計(jì)到2035年，勝利油田年注入封存能力達(dá)到500萬噸，積極助力山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)區(qū)域“雙碳”目標(biāo)、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，CCUS數(shù)字化管理便于將CCUS技術(shù)推廣應(yīng)用至國(guó)內(nèi)同類油田，可覆蓋石油地質(zhì)儲(chǔ)量130億噸，增加可采儲(chǔ)量16億噸，封存二氧化碳55億噸，為傳統(tǒng)能源行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展、保障國(guó)家能源安全、助力國(guó)家“雙碳”目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)，從而減緩二氧化碳對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。

（作者單位：中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司CCUS項(xiàng)目部）