陳中普 王 芳 蘇沛強(qiáng) 任立春 趙聰會(huì) 董 峰 劉 坤 胡豐波

(①中國(guó)石油渤海鉆探第一錄井公司；②中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院；③中國(guó)石油大港油田分公司勘探事業(yè)部)

0 引 言

社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，尤其是信息技術(shù)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了工程地質(zhì)技術(shù)與地質(zhì)工程技術(shù)的快速發(fā)展，油氣資源勘探開發(fā)也逐漸邁向數(shù)字化、智能化。為了提升勘探開發(fā)整體效益，油氣行業(yè)通過不斷探索新的運(yùn)營(yíng)模式，適應(yīng)全球發(fā)展對(duì)油氣能源的需求，特別是隨著頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣進(jìn)入世界能源供應(yīng)，帶動(dòng)了油氣田勘探開發(fā)地質(zhì)與工程一體化的新發(fā)展，改變了全球油氣行業(yè)運(yùn)營(yíng)的固有思維模式，促使地質(zhì)與工程走向深度融合。

經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，油氣勘探開發(fā)地質(zhì)與工程一體化取得了諸多認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，形成了一系列優(yōu)秀的工作方法和機(jī)制，展現(xiàn)了顯著的成效。但在實(shí)際應(yīng)用中，勘探開發(fā)作業(yè)依舊普遍存在地質(zhì)、設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)嚴(yán)重的問題，具體表現(xiàn)為工程地質(zhì)與地質(zhì)工程的相互了解欠缺，作業(yè)方案不適應(yīng)目標(biāo)地質(zhì)體，往往導(dǎo)致作業(yè)過程中問題頻發(fā)，如鉆完井作業(yè)時(shí)效不高、井身質(zhì)量差、固井質(zhì)量差、油層保護(hù)差、儲(chǔ)集層鉆遇率低、產(chǎn)能偏低等，作業(yè)過程中還出現(xiàn)卡鉆、井噴等事故，甚至出現(xiàn)了影響深遠(yuǎn)的井噴失控事故。為了更好地解決這些問題，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，油氣行業(yè)亟待對(duì)油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)作業(yè)模式進(jìn)行再認(rèn)識(shí)、再創(chuàng)新，形成新的理論和機(jī)制，推進(jìn)勘探開發(fā)整體效益的提升。

1 油氣地質(zhì)與工程一體化發(fā)展概述

為了利用自然資源，在地質(zhì)體上構(gòu)建坑道、豎井、油井、房屋、道路等建筑的過程中，與地質(zhì)體及其地質(zhì)力學(xué)特性相適應(yīng)的地質(zhì)理論和工程技術(shù)逐漸得到發(fā)展，并形成了工程地質(zhì)學(xué)和地質(zhì)工程學(xué)[1-3]。

1.1 工程地質(zhì)學(xué)和地質(zhì)工程學(xué)簡(jiǎn)述

工程地質(zhì)學(xué)是以研究工程建筑的工程地質(zhì)條件與工程地質(zhì)預(yù)報(bào)原理及方法為工程建設(shè)服務(wù)的應(yīng)用性學(xué)科[1-2]。在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，通過研究地質(zhì)體質(zhì)量條件及環(huán)境條件，分析、預(yù)測(cè)工程區(qū)域地層的分布規(guī)律、應(yīng)力、巖石物性、三壓力特性等工程地質(zhì)參數(shù)及機(jī)理對(duì)工程施工中或施工后的影響及變化趨勢(shì),并對(duì)地質(zhì)穩(wěn)定性、環(huán)境破壞性等風(fēng)險(xiǎn)超前提出改造或預(yù)防措施，為鉆完井、采油等工程設(shè)計(jì)與施工方案提供地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)依據(jù)，以保證工程施工正常進(jìn)行以及后續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行使用[1-3]。

地質(zhì)工程學(xué)是一門研究和解決與地質(zhì)體有關(guān)的工程問題的工程學(xué)科，是為解決實(shí)際工作中地質(zhì)、設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)問題而在工程地質(zhì)學(xué)和巖體力學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的[1-2]。地質(zhì)工程學(xué)以地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)背景涉及的工程問題為主要對(duì)象，以地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、地球物理技術(shù)、信息處理技術(shù)等為手段，以地質(zhì)體為工程結(jié)構(gòu)、以地質(zhì)體為建筑材料、以地質(zhì)環(huán)境為工程建筑環(huán)境，通過現(xiàn)代工程施工技術(shù)改造或保護(hù)地質(zhì)體，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)[1-3]。

在實(shí)際應(yīng)用中，地質(zhì)工程與工程地質(zhì)互相促進(jìn)發(fā)展，尤其在信息化新時(shí)代，更加深入融合一體化發(fā)展。

1.2 一體化發(fā)展的四個(gè)階段

地質(zhì)與工程的關(guān)系發(fā)展先后經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期：

(1)一體化時(shí)期。早期的油氣勘探開發(fā)與油田技術(shù)服務(wù)是集中在一個(gè)部門統(tǒng)籌管理運(yùn)行的。

(2)分立時(shí)期。體制變化促使勘探開發(fā)與技術(shù)服務(wù)分離，大量的石油工程技術(shù)服務(wù)企業(yè)(以下簡(jiǎn)稱為油服)成立，油氣勘探開發(fā)企業(yè)(以下簡(jiǎn)稱為油企)專業(yè)從事油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)活動(dòng)，油服則提供單項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)服務(wù)。

(3)戰(zhàn)略聯(lián)盟時(shí)期。市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展促使油服業(yè)務(wù)的范圍、功能、方式發(fā)生了質(zhì)的變化，全面合作和戰(zhàn)略聯(lián)盟成了常態(tài)，出現(xiàn)了EPC(工程總承包)總包和油服獨(dú)立經(jīng)營(yíng)油氣田區(qū)塊[4]。

(4)項(xiàng)目高度協(xié)同期。隨著科技的發(fā)展，尤其是信息技術(shù)的快速發(fā)展，油企和油服都期望融合雙方的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，在單項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)整體的提質(zhì)增效，為勘探開發(fā)和工程技術(shù)服務(wù)一體化項(xiàng)目高度協(xié)同帶來了革命性的發(fā)展機(jī)遇[5]。

1.3 一體化發(fā)展的時(shí)代需求

隨著能源需求與技術(shù)的發(fā)展，頁巖油、頁巖氣等非常規(guī)油氣藏的勘探開發(fā)為世界能源供應(yīng)格局帶來了革命[6]，要實(shí)現(xiàn)油氣田勘探開發(fā)提質(zhì)、降本、增效，油氣勘探開發(fā)地質(zhì)工程一體化是必然選項(xiàng)[7]。

隨著油氣技術(shù)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，圍繞油氣勘探開發(fā)的多學(xué)科多專業(yè)交叉融合勢(shì)在必行，在信息化新時(shí)代背景下構(gòu)建新型的地質(zhì)與工程一體化運(yùn)營(yíng)模式是大勢(shì)所趨。圍繞地質(zhì)問題創(chuàng)新工程技術(shù)，借助工程技術(shù)創(chuàng)新地質(zhì)研究，加強(qiáng)信息快速共享互動(dòng)，提升整體運(yùn)營(yíng)效率和質(zhì)量，是目前油氣行業(yè)的迫切期望。

1.4 信息時(shí)代背景下的一體化特征

信息技術(shù)為地質(zhì)工程一體化的發(fā)展帶來了新變革。信息時(shí)代背景下，地質(zhì)工程一體化的每一個(gè)流程、每一個(gè)環(huán)節(jié)，都對(duì)信息技術(shù)提出了新需求。借助信息技術(shù)的快速處理及實(shí)時(shí)共享交互應(yīng)用，地質(zhì)與工程實(shí)現(xiàn)了無縫融合和快速進(jìn)步，向數(shù)字化油氣田、智能化鉆完井作業(yè)新格局邁進(jìn)[8-17]。在頁巖氣、頁巖油、致密油、致密氣等項(xiàng)目上，油企與油服雙方實(shí)施了井叢場(chǎng)或井組式的工廠化作業(yè)實(shí)踐[18-27]，集地質(zhì)研究、鉆完井作業(yè)、一體化壓裂為一體，以信息服務(wù)平臺(tái)為樞紐，開展前期一體化方案制定、隨鉆一體化方案修訂、完井一體化改造方案再修訂、交井后總體方案再評(píng)價(jià)的循環(huán)勘探開發(fā)機(jī)制，完成遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與支持、方案快速優(yōu)化、前后方實(shí)時(shí)協(xié)同、全過程精益管理。為實(shí)現(xiàn)整體提速、提質(zhì)、提效、提產(chǎn)，油企與油服雙方展開了充分的一體化合作，持續(xù)探索、實(shí)踐并構(gòu)建新型地質(zhì)工程一體化模式。

2 新型地質(zhì)工程一體化的內(nèi)涵與外延

新型地質(zhì)工程一體化模式遵循從油藏地質(zhì)開始的順序式方案設(shè)計(jì)模式，構(gòu)建以效益為核心的油藏地質(zhì)、鉆井、壓裂一體化交互信息處理平臺(tái)，以逆向思維、正向?qū)嵤樵瓌t，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整所有環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方案，追求最佳綜合勘探開發(fā)效益[22]。

2.1 新型地質(zhì)工程一體化的內(nèi)涵

工程地質(zhì)學(xué)通過認(rèn)識(shí)地質(zhì)體來進(jìn)行超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，地質(zhì)工程學(xué)針對(duì)性地通過工程設(shè)計(jì)與施工來改造或保護(hù)地質(zhì)體[2，26]。顯而易見，在新型地質(zhì)工程一體化中，地質(zhì)是指以油氣藏為中心的地質(zhì)與油藏表征、地質(zhì)建模、地質(zhì)力學(xué)、油氣藏工程評(píng)價(jià)等地質(zhì)品質(zhì)的綜合研究，不是學(xué)科意義上的地質(zhì)；工程是指在勘探開發(fā)過程中，依據(jù)地質(zhì)品質(zhì)研究成果和技術(shù)評(píng)價(jià)，研究確定鉆完井品質(zhì)，對(duì)從建井到采油等一系列工程技術(shù)及解決方案進(jìn)行針對(duì)性的篩選、優(yōu)化，指導(dǎo)作業(yè)施工[19，28]。近時(shí)期，地質(zhì)與工程都是最大化借助先進(jìn)的自動(dòng)化或智能化工具以及信息化技術(shù)來提升水平，設(shè)計(jì)與施工充分與地質(zhì)品質(zhì)研究成果相結(jié)合，追求卓越的鉆井品質(zhì)和完井品質(zhì)，向最大化協(xié)同作業(yè)模式邁進(jìn)[17-27]。

新型地質(zhì)工程一體化是以提高勘探開發(fā)整體效益為中心，充分借助信息技術(shù)，以研究地質(zhì)體(儲(chǔ)集層)品質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)，通過先進(jìn)的施工技術(shù)和精益管理來提升鉆井品質(zhì)和完井品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)整體提速、提效、提質(zhì)、提產(chǎn)的統(tǒng)一。

2.2 新型地質(zhì)工程一體化的外延

目前，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程中，90%以上的問題依舊是設(shè)計(jì)、施工與地質(zhì)脫節(jié)以及工程地質(zhì)工作成果不符合地質(zhì)工程施工要求造成的。新型地質(zhì)工程一體化是多部門、多學(xué)科、多專業(yè)技術(shù)一體化，其追求的是全過程的最佳方案優(yōu)化，最佳解決工程與地質(zhì)脫節(jié)問題,如工程與地質(zhì)設(shè)計(jì)一體化，“鉆錄定測(cè)”地質(zhì)導(dǎo)向一體化， LWD旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井一體化等[9]。

新型地質(zhì)工程一體化涉及五項(xiàng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)：地質(zhì)研究、工程優(yōu)化、精益管理、現(xiàn)場(chǎng)施工和信息服務(wù)。地質(zhì)研究是基礎(chǔ)，工程優(yōu)化是核心，精益管理是關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)施工是實(shí)現(xiàn)，信息服務(wù)是樞紐。前四項(xiàng)業(yè)務(wù)不能割裂運(yùn)行，必須在一個(gè)信息服務(wù)平臺(tái)下運(yùn)行。工程優(yōu)化是以地質(zhì)研究為基礎(chǔ)、以現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際為依據(jù)展開的，精益管理是以地質(zhì)研究和工程優(yōu)化為依據(jù)來實(shí)現(xiàn)的。信息服務(wù)是融合項(xiàng)目各方提升協(xié)同效率的最佳手段，也是新型地質(zhì)工程一體化的主要特征。

3 新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)構(gòu)建設(shè)計(jì)

3.1 一體化需解決的關(guān)鍵問題

大量的文獻(xiàn)調(diào)查與研究表明[1-29]，新型地質(zhì)工程一體化必須解決三個(gè)關(guān)鍵問題。

(1)解決數(shù)據(jù)及處理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題。行業(yè)內(nèi)本位主義信息系統(tǒng)眾多，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)孤島林立，且數(shù)據(jù)體量越來越大，數(shù)據(jù)質(zhì)量惡化持續(xù)嚴(yán)重[28]。行業(yè)迫切需要一體化信息處理與專業(yè)工具平臺(tái)來穿透部門邊界，促進(jìn)數(shù)據(jù)治理，整合資源，挖潛價(jià)值。

(2)解決技術(shù)管理與作業(yè)管理的低效問題。體制促使各方互相構(gòu)筑技術(shù)壁壘，阻礙整體效益優(yōu)化提升。業(yè)內(nèi)亟待完成一體化協(xié)同組織機(jī)構(gòu)構(gòu)建，推進(jìn)數(shù)據(jù)共享，傳承知識(shí)。

(3)解決決策者團(tuán)隊(duì)的片面認(rèn)識(shí)問題。體制造就了“大甲方”“大鉆井”觀念，決策者及管理團(tuán)隊(duì)缺乏一體化理念和決心。業(yè)內(nèi)期待以一體化示范項(xiàng)目為載體，構(gòu)建一體化共享與協(xié)同的健康生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)整體效益提升。

3.2 油氣勘探開發(fā)一體化新理念

目前，油企與油服地質(zhì)工程一體化理念逐漸統(tǒng)一，均倡導(dǎo)用有限數(shù)據(jù)構(gòu)建地質(zhì)模型，通過工程施工實(shí)踐驗(yàn)證，不斷修正優(yōu)化地質(zhì)模型及參數(shù)，獲得真實(shí)的地質(zhì)(儲(chǔ)集層)參數(shù)。雙方期望加快信息化技術(shù)的研究與應(yīng)用，在實(shí)踐中通過地質(zhì)與工程的交互驗(yàn)證優(yōu)化(圖1)，不斷積累油氣藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，促進(jìn)地質(zhì)再認(rèn)識(shí)，不斷修正和有效傳承工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，高效建井[29]。

3.3 新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)設(shè)計(jì)

新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)以信息服務(wù)平臺(tái)為樞紐，以油氣藏評(píng)價(jià)開發(fā)為中心，通過有機(jī)融合地質(zhì)研究、工程設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)前后方、甲乙方、多專業(yè)高效協(xié)同的高度信息化的生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境(圖2)，其主要構(gòu)成包括信息服務(wù)、綜合研究、項(xiàng)目工程作業(yè)、遠(yuǎn)程智能支持中心(RISC)、精益管理五個(gè)子平臺(tái)。在該平臺(tái)上，不同地域、不同部門、不同專業(yè)的技術(shù)人員和管理者以及決策者，共同致力于優(yōu)化提升地質(zhì)(儲(chǔ)集層)品質(zhì)與工程品質(zhì)(鉆井品質(zhì)和完井品質(zhì))。

信息服務(wù)平臺(tái)是服務(wù)并連接地質(zhì)與工程前后方、多專業(yè)、多部門、甲乙方的樞紐，其中包含現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)平臺(tái)、中心數(shù)據(jù)庫平臺(tái)、數(shù)據(jù)共享管理平臺(tái)、中心數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)四個(gè)子平臺(tái)(圖3)。平臺(tái)借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，從現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫或既有數(shù)據(jù)庫中實(shí)時(shí)抽取清洗出金數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的底層數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而再形成專業(yè)數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫，集成各專業(yè)常用接口或軟件工具，為一體化人機(jī)交互、智能檢索、高效共享共用構(gòu)建快速通道。

綜合研究平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)與工程數(shù)據(jù)集成應(yīng)用的中心，用以完成地質(zhì)(儲(chǔ)集層)品質(zhì)、鉆完井品質(zhì)以及采油工程優(yōu)化等研究。其集成諸多先進(jìn)的專業(yè)工具軟件，如地震解釋、地質(zhì)建模、地應(yīng)力分析、測(cè)井解釋、地質(zhì)導(dǎo)向、井網(wǎng)優(yōu)化等，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，優(yōu)化勘探開發(fā)方案，優(yōu)化單項(xiàng)目地質(zhì)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)，制定優(yōu)選施工方案。

RISC(遠(yuǎn)程智能支持中心)平臺(tái)是油氣勘探開發(fā)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心(RTOC)的進(jìn)階版，服務(wù)于建井施工作業(yè)全過程，與前后方、甲乙方、多專業(yè)、多部門實(shí)時(shí)互動(dòng)，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析決策、生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急指揮、遠(yuǎn)程支持等工作，并進(jìn)行隨鉆地層分析、壓力檢測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警、施工優(yōu)化、地質(zhì)導(dǎo)向、油層保護(hù)、井身質(zhì)量?jī)?yōu)化等研究，最大化提升建井品質(zhì)，并為油氣田地質(zhì)工程研究和工程地質(zhì)研究提供有價(jià)值的再評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。平臺(tái)主要由現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理、電子展示、媒體溝通及專業(yè)化技術(shù)人員和專家團(tuán)隊(duì)構(gòu)成。

圖1 地質(zhì)工程一體化新理念圖解

圖2 新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)構(gòu)架

精益管理平臺(tái)是指企業(yè)層面完成各個(gè)項(xiàng)目效益評(píng)價(jià)、制度落實(shí)、政策激勵(lì)、資源調(diào)度、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、HSE管理、質(zhì)量管理等工作的一個(gè)信息化運(yùn)行管理平臺(tái)。管理者或技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)盡可能的扁平化管理，及時(shí)掌控綜合研究、RISC、項(xiàng)目作業(yè)等平臺(tái)的運(yùn)行信息，分析現(xiàn)狀，正確決策，進(jìn)行有效資源配置和協(xié)調(diào)協(xié)商。

項(xiàng)目工程作業(yè)平臺(tái)是指一個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目平臺(tái)上集成所有現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)的信息化施工作業(yè)平臺(tái)。井場(chǎng)數(shù)據(jù)中心和井場(chǎng)一體化作業(yè)中心把現(xiàn)場(chǎng)鉆井、定向井、錄井等建井全生命周期業(yè)務(wù)有機(jī)統(tǒng)一起來，與后方RISC、綜合研究、精益管理互動(dòng)，開展實(shí)時(shí)壓力評(píng)價(jià)、地質(zhì)導(dǎo)向等工作，不斷優(yōu)化井身質(zhì)量，為地質(zhì)與工程再認(rèn)識(shí)更新數(shù)據(jù)，提升發(fā)現(xiàn)油氣藏和保護(hù)油氣藏的能力，為完井措施提供最優(yōu)化方案。

上述每個(gè)子平臺(tái)都有項(xiàng)目或課題工作室和專家或個(gè)人工作室，集信息技術(shù)、地質(zhì)技術(shù)、工程技術(shù)、采油技術(shù)以及運(yùn)營(yíng)管理等各類專家，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再評(píng)價(jià)，發(fā)揮專家職能，提升作業(yè)水平，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)同施工能力。

3.4 新型地質(zhì)工程一體化技術(shù)路線

總結(jié)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，完善了新型地質(zhì)工程一體化技術(shù)路線(圖4)，其核心是地質(zhì)綜合研究。該路線借助信息服務(wù)平臺(tái)，開展井下地質(zhì)非均質(zhì)性和各向異性評(píng)價(jià)、鉆完井工程優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化等關(guān)鍵研究，建立精細(xì)三維地質(zhì)模型和三維地質(zhì)力學(xué)模型，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新[19]。首先，利用既有資料開展目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)(儲(chǔ)集層)品質(zhì)評(píng)價(jià)和各向異性地球物理評(píng)價(jià)，獲得目標(biāo)層位儲(chǔ)集層信息、軌跡經(jīng)歷層位地質(zhì)信息和地球物理各向力學(xué)信息，構(gòu)建三維地質(zhì)及地質(zhì)力學(xué)模型，為工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)信息，制定勘探開發(fā)方案和實(shí)施計(jì)劃；然后根據(jù)方案和實(shí)施計(jì)劃，選取具有控制性或風(fēng)險(xiǎn)性的平臺(tái)，開展先導(dǎo)性鉆探和再評(píng)價(jià)，更新地質(zhì)和物性模型[19]，評(píng)估地質(zhì)工程風(fēng)險(xiǎn)，以虛擬井技術(shù)優(yōu)化批量開發(fā)井布井，標(biāo)準(zhǔn)化鉆完井設(shè)計(jì)與施工方案；最后，以標(biāo)準(zhǔn)化方案為基礎(chǔ)布局平臺(tái)開發(fā)井工廠化作業(yè)，并針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)或不確定性，優(yōu)選技術(shù)獲取必要資料，動(dòng)態(tài)更新平臺(tái)三維綜合模型。

圖4 新型地質(zhì)工程一體化技術(shù)路線參考模型

3.5 新型地質(zhì)工程一體化運(yùn)行機(jī)制

通過大量文獻(xiàn)調(diào)查和實(shí)際調(diào)研[7-29]，運(yùn)行新型地質(zhì)工程地質(zhì)一體化必須做好四項(xiàng)工作。一是組建具有一體化理念和意志的決策者團(tuán)隊(duì)，只有理想信念一致的團(tuán)隊(duì)才能高效謀事、干事，技術(shù)過硬的平臺(tái)才能干成事；二是建立高效的協(xié)同作業(yè)管理機(jī)制，地質(zhì)工程一體化是地質(zhì)和工程的有機(jī)統(tǒng)一，需要項(xiàng)目各方的高效協(xié)同；三是構(gòu)建多學(xué)科數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與工作平臺(tái)，以用促建，布局大數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)，促進(jìn)多學(xué)科基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與知識(shí)庫建設(shè)，集成各類專業(yè)工具軟件和專家，打造一體化運(yùn)行信息服務(wù)平臺(tái)；四是構(gòu)建切實(shí)有效的考核激勵(lì)機(jī)制，僅依靠技術(shù)而不依靠管理治理是行不通的，要建立起具有針對(duì)性的有效考核機(jī)制，精益管理，促進(jìn)降本提質(zhì)增效。

新型地質(zhì)工程一體化在持續(xù)深入推進(jìn)鉆完井、油藏、采油和地面工程一體化融合的同時(shí)，要拒絕“大而全”“響而空”的形式主義。一方面油藏工程提前介入，向后延伸到油藏和鉆完井工程及地面工程，鉆完井要向前延伸到地震解釋、油藏工程，不斷修正地質(zhì)模型；另一方面突破體制界限，在競(jìng)爭(zhēng)體制下追求市場(chǎng)化及多元企業(yè)協(xié)同。

地質(zhì)工程一體化要針對(duì)不同油氣藏、不同階段、不同挑戰(zhàn)制訂出有針對(duì)性的項(xiàng)目方案。一要促進(jìn)項(xiàng)目管理體制和機(jī)制創(chuàng)新，降低各種“內(nèi)耗”[29]；二要切實(shí)加強(qiáng)前期規(guī)劃、動(dòng)態(tài)實(shí)施、階段考核等工作；三要建立和保持強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制和高效決策體制，雙向互動(dòng)，高效協(xié)同；四是深入推進(jìn)項(xiàng)目一體化精細(xì)管理，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)最佳把控。

4 新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)構(gòu)建實(shí)踐

國(guó)際上，斯倫貝謝、哈里伯頓等企業(yè)積極實(shí)施并購或資源調(diào)整，并針對(duì)地質(zhì)工程疑難問題，從工程地質(zhì)角度在工具與技術(shù)上集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)于一體，尤其是美國(guó)頁巖氣、頁巖油的大規(guī)?？碧介_發(fā)，促使地質(zhì)工程一體化體制空前發(fā)展。在國(guó)內(nèi)，地質(zhì)工程院、工程地質(zhì)院及一體化服務(wù)中心等機(jī)構(gòu)相繼成立，持續(xù)實(shí)踐和探索地質(zhì)工程一體化模式與經(jīng)驗(yàn)[7，18-27]，以四川盆地頁巖氣、新疆瑪湖致密油、蘇里格致密氣、大港油田頁巖油等項(xiàng)目為典型。這里以大港油田地質(zhì)工程一體化實(shí)踐為例[27]，簡(jiǎn)述新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)實(shí)踐效果。

大港油田從2016年開始推行新型勘探開發(fā)機(jī)制，探索并構(gòu)建新型地質(zhì)工程一體化模式(圖5)，在老油區(qū)和頁巖油新區(qū)推行井叢場(chǎng)式一體化作業(yè)[27]。以油藏、工程、地面為主體組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，實(shí)施綜合研究，借助信息服務(wù)平臺(tái)，與渤海鉆探深入合作，前后方、多專業(yè)、多部門高效實(shí)時(shí)協(xié)同；按照“大井叢、多層位、多井型、工廠化、立體式”建井模式，持續(xù)進(jìn)行地質(zhì)與工程同步優(yōu)化軌跡，地面地下井筒聯(lián)動(dòng)推演，通過開展集約化建井、簡(jiǎn)易化配套、工廠化作業(yè)的勘探開發(fā)地質(zhì)工程一體化模式探索，相繼規(guī)模實(shí)施井叢場(chǎng) 52 個(gè)，叢式井占產(chǎn)能建設(shè)建井?dāng)?shù)的 62%，建成了大港油田陸地最大井叢場(chǎng)，且在非常規(guī)頁巖油勘探開發(fā)中應(yīng)用，在減少土地征用、節(jié)能環(huán)保、提質(zhì)增效方面取得了顯著成效。

在頁巖油勘探開發(fā)中，新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)作業(yè)新理念得到了實(shí)踐。在前方，一個(gè)井場(chǎng)中，布局了5臺(tái)自動(dòng)化鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)，構(gòu)建了統(tǒng)一井場(chǎng)數(shù)據(jù)中心，組建了統(tǒng)一一體化實(shí)時(shí)作業(yè)辦公室，建立了一套多功能職工共享公寓，實(shí)施了大型一體化壓裂車組作業(yè)，并在全油區(qū)建成了集群大帶寬無線網(wǎng)絡(luò)；在后方，油田公司和油服公司各自完善了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，拓展了光纖互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了油田公司作業(yè)指揮作戰(zhàn)室、油服公司工程作業(yè)遠(yuǎn)程智能支持中心(RISC)、井場(chǎng)一體化實(shí)時(shí)作業(yè)辦公室等專家團(tuán)隊(duì)跨區(qū)域?qū)崟r(shí)協(xié)同，提升了整體工作效率，實(shí)現(xiàn)了“省人、省心、省力、省時(shí)、省錢”目標(biāo)，提質(zhì)增效顯著。

圖5 大港油田新型地質(zhì)工程一體化管理運(yùn)行模式

5 新型地質(zhì)工程一體化發(fā)展展望

新型地質(zhì)工程一體化是當(dāng)今信息社會(huì)新時(shí)代下油氣行業(yè)“兩化融合”的重要成果，將引領(lǐng)油氣勘探開發(fā)向智慧油氣田邁進(jìn)。

智慧油氣田具有良性的信息數(shù)字化生態(tài)。數(shù)據(jù)技術(shù)是智慧的靈魂。以信息服務(wù)為樞紐的新型地質(zhì)工程一體化平臺(tái)是數(shù)字油田，更是智慧油田的必需。大數(shù)據(jù)應(yīng)用于上游每個(gè)業(yè)務(wù)層點(diǎn)，新技術(shù)、新工具和深層次物聯(lián)網(wǎng)布局高速推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化，數(shù)字盆地、數(shù)字油藏、數(shù)字井筒、數(shù)字管理、VR/MR實(shí)時(shí)交互等，使油氣上游全業(yè)務(wù)萬維互聯(lián)，形成良性油氣勘探開發(fā)技術(shù)數(shù)字生態(tài)環(huán)境，為技術(shù)人員和管理人員提供了便捷高效的研究、設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工平臺(tái)。

智慧油氣田也具有良性的精益管理生態(tài)。精練、高效、智慧的領(lǐng)導(dǎo)決策團(tuán)隊(duì)和技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，引領(lǐng)著智慧油氣田的發(fā)展。同時(shí)，有效的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制長(zhǎng)效激勵(lì)著各類不同技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新爭(zhēng)優(yōu)，工程地質(zhì)、巖體力學(xué)、鉆掘工程學(xué)、勘察預(yù)測(cè)學(xué)、地質(zhì)工程信息學(xué)等不斷發(fā)展，一體化研究，一體化建設(shè)，展現(xiàn)出一個(gè)既有機(jī)統(tǒng)一又競(jìng)爭(zhēng)激烈的共享共建的智慧油氣田新格局。