破冰·圆梦:中国油气开发的“数字大脑”如何重塑能源安全新格局

2025年7月29日,北京一场看似普通的软件发布会,却在能源行业掀起不小的波澜——中国石油自主研发的HiSimPro地下地面一体化动态仿真引擎软件正式亮相。这套被称为“油气田数字大脑+透视眼”的工业软件,首次将地下油藏、井筒流动与地面管网整合为全栈式仿真平台。它的问世,不仅填补了我国油气开发核心工业软件的空白,更以自主可控的技术实力,为保障国家能源安全注入了强劲动能。


01 十年攻关打破技术壁垒

长期以来,油气田开发面临“地下-井筒-地面”三环节割裂的困境。地下油藏如何精准刻画?井筒内油、气、水流动状态能否实时监测?地面管网怎样高效调度?这些问题曾让开发方案如同“盲人摸象”——国外软件虽能部分解决单一环节问题,却无法实现全链路协同,更难以适配我国复杂地质条件下的多元油藏类型。

HiSimPro的诞生,彻底改写了这一局面。作为我国首套地下地面一体化动态仿真引擎,它集成了油气藏工程、采油气工程、集输工程三大专业模块,包含5大一级功能模块、24个二级功能模块,支持亿级网格规模与千口井同步仿真。这意味着,从地下数千米的油藏渗流规律,到地面管网的流体输送路径,HiSimPro都能在同一平台上实现动态模拟与优化。

更关键的是,它打破了“数据孤岛”。传统开发中,地下油藏模型与地面管网模型各自独立,调整一口井的生产参数可能需要重新计算整个系统,耗时耗力。而HiSimPro通过一体化耦合技术,将地下、井筒、地面数据打通,形成“牵一发而动全身”的智能仿真体系。正如中国石油勘探开发研究院专家所言:“过去做方案像拼拼图,现在有了HiSimPro,相当于给整个油气田装了台‘实时运算机’,开发效率与科学性大幅提升。”


02 300余个区块验证硬核价值
技术的价值,最终要靠实际应用说话。目前,HiSimPro已在大庆、长庆、塔里木等300余个油气田区块开展现场应用,在开发方案优化、采收率提升、储气库安全运行等场景中展现出强大能力。

在中高渗油藏开发中,HiSimPro通过精准模拟油藏渗流规律,帮助油田优化注采参数,有效收窄了油气产量降幅;在低渗透/超低渗透油藏领域,它针对储层特性建立流动模型,指导压裂方案设计,助力长庆等油田提高单井产能;面对页岩油气藏“多裂缝、强非均质性”的挑战,软件开发的动态裂缝模拟模块,能提前预判裂缝延伸方向,避免无效投入。

在储气库安全运行保障中,HiSimPro同样表现亮眼。通过模拟储气库注采过程中的压力变化与流体流动,它能精准预测库容变化与调峰能力,为冬季天然气保供提供关键数据支撑。某油田曾因传统软件误判“水窜”风险导致调整滞后,而HiSimPro通过流动监测模块提前预警,帮助油田及时优化注采方案,避免了产量损失。

这些案例背后,是研发团队十年如一日的攻坚。从2015年启动需求调研,到2023年完成百万行代码的核心模块开发,再到2025年通过现场验证正式发布,团队攻克了大规模并行计算、多物理场耦合等5大关键技术,实现了从“能用”到“好用”的跨越。正如中国石油集团总会计师周松所说:“HiSimPro不是实验室的‘花瓶’,而是能解决实际问题的‘硬核工具’。”


03 工业软件的“中国方案”走向世界
HiSimPro的发布,不是终点,而是中国油气工业软件生态崛起的起点。中国石油已明确“梯次创新计划”:一方面,持续迭代软件功能,2024年新增的“智能井优化模块”已在部分油田试点,显著提升了开发方案的科学性;另一方面,深化产学研协同,与中国石油大学、中科院等高校院所共建联合实验室,联合中石化、中海油等企业组建创新联合体,构建“基础研究-工程应用-商业推广”完整链条。

在全球能源竞争日益激烈的今天,HiSimPro的意义远超技术本身。它不仅实现了我国油气开发核心软件的自主可控,更以“中国方案”为全球复杂油藏开发提供了新范式。正如周松所言:“我们不仅要替代进口,更要让中国标准成为世界标杆。”


从“卡脖子”到“自主可控”,HiSimPro的故事,是无数科研工作者用代码与汗水书写的“能源传奇”。当数字化的“数字大脑”与地下亿万年的“黑色黄金”相遇,中国能源安全的新防线,正随着技术创新的浪潮,愈发坚实而稳固。


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