顧家瑞
圖1 1949年,哈里伯頓團隊采用手動控制開展早期壓裂作業,為現代壓裂技術奠定基礎。
2025年3月,在科羅拉多州丹佛-朱爾斯堡盆地的一處壓裂施工現場,泵機轟鳴啟動,現場工作人員卻未觸碰任何控制面板——所有設備均自主運行。更值得關注的是,作業方案在無人工干預的情況下實現了實時調整。該系統不僅依據地面反饋,更關鍵的是根據井下反饋數據,自主調節泵送計劃、排量及泵送速度。
過去,每個壓裂段施工需要人工做出數十次決策,還需耗費數天時間進行工程審核;如今,依托智能軟件、實時診斷技術以及客戶的油藏地質知識庫,這一系列流程均可自動完成。這并非技術演示,而是哈里伯頓ZEUSIQ™智能壓裂平臺的現場作業實景。
ZEUSIQ平臺如何變革水力壓裂技術
這一里程碑時刻,標志著水力壓裂行業迎來關鍵轉折點。數十年來,水力壓裂一直是非常規油氣資源開發的核心技術。早在1949年,哈里伯頓率先開展壓裂技術研發,在俄克拉荷馬州完成全球首個商業化壓裂作業(見圖1、圖2)。這一技術突破,連同后續一系列行業技術革新,不僅推動了20世紀五六十年代美國油氣行業的繁榮發展(見圖3),更為如今的頁巖油氣革命奠定了堅實基礎。
圖2 1949年,作業團隊圍繞車載泵組開展施工,作業指令全部通過現場溝通下達。
自北美頁巖油氣資源開發起步以來,水力壓裂技術實現了跨越式發展。頁巖革命初期,行業主要依靠技術創新實現致密儲層油氣的有效開采,具體包括研發更先進的壓裂液體系、專用支撐劑以及優化油藏數值模擬技術。此后,行業發展重心轉向規模化作業,核心目標是通過提升施工效率控制成本,具體舉措包括推行24小時連續作業模式、升級大功率設備、采用低成本壓裂施工方案。
然而,每一次技術進步都伴隨著新的挑戰。效率提升往往以犧牲施工一致性、精準度和可控性為代價,而這些性能指標恰恰是提升油藏最終采收率的關鍵要素。這一行業痛點,直接催生了水力壓裂技術的下一次迭代升級。
如今,行業再次迎來轉型契機。油氣運營商面臨利潤空間收窄的壓力,迫切需要在不增加技術復雜度和成本投入的前提下,提升油氣藏開發效益。行業發展亟需的不再是漸進式的技術改良,而是顛覆性的技術突破。這一突破已成為現實——哈里伯頓正式推出全球首套全自主智能壓裂平臺ZEUSIQ,助力客戶實現井下測量數據與地面施工操作的閉環聯動,最終實現油藏開發效益的提升(見圖4)。
圖3 到1963年,多泵聯合作業模式大幅提升了施工功率,但所有作業決策仍需人工下達。
哈里伯頓完井與生產技術高級副總裁肖恩?斯塔修克表示:“ZEUSIQ平臺重新定義了水力壓裂作業的成功標準。運營商只需設定開發目標,該系統就能以自主化、高一致性的作業模式完成施工,并帶來可量化的經濟效益回報。這絕非單純的自動化技術,而是一套能夠實現規模化高效開發的智能控制系統。”
閉環自動化技術的興起,從根本上改變了壓裂作業的規劃、執行與優化模式。ZEUSIQ智能壓裂平臺樹立了全新的行業性能與控制標準,能夠在規模化作業中實現可衡量的投資回報。該平臺的價值遠超數據監測與流程自動化,通過端到端的系統集成,運營商可基于實時數據驅動決策,實現對壓裂作業的全面掌控,最終達成無與倫比的施工效率、一致性及油藏開發效益。
圖4 ZEUSIQ™智能壓裂平臺架構,通過整合地面自動化系統、井下診斷技術與決策控制系統,實現閉環壓裂作業。
這場技術變革的核心不僅是技術升級,更是為非常規油氣藏的持續高效開發創造經濟價值。
從人工壓裂作業到智能壓裂系統的發展歷程,堪稱一次真正的技術飛躍。早期壓裂施工流程高度依賴人工判斷與靜態施工方案,這不僅導致作業效率低下,還制約了技術的迭代速度。
當前,油氣運營商迫切需要在不顯著增加成本與復雜度的前提下,獲得更高的投資回報。降低單位油氣產量成本始終是行業的核心考核指標。ZEUSIQ智能壓裂平臺則實現了雙重目標的兼顧:在優化地面施工效率的同時,確保井下裂縫延伸方向與形態完全符合運營商的開發目標。依托自動化技術與實時診斷技術,哈里伯頓ZEUSIQ平臺已成功實現這一價值目標。
ZEUSIQ平臺凝聚了多年技術創新成果,將壓裂作業從人工主導的粗放型施工,轉變為全自主運行的高精度智能化作業。
真正的閉環壓裂技術,而非局部自動化
目前,多數“自動化”壓裂作業在面臨關鍵決策時仍需人工干預。真正的閉環壓裂技術則完全摒棄人工干預環節,通過端到端自動化流程,實現井下診斷數據與地面施工操作的實時聯動。該平臺構建了一套動態反饋系統,可根據油藏的實時響應,持續優化泵送計劃、排量及泵送速度。
ZEUSIQ平臺確保運營商從作業初期就掌握絕對控制權。在作業開始前,運營商可依托自身油藏地質知識庫,預設開發目標、技術參數閾值及決策邏輯框架,以此指導自動化系統應對復雜多變的井下工況。通過將專業技術經驗嵌入系統控制流程,平臺可通過人機交互界面實現持續優化,無需人工實時介入決策過程。
ZEUSIQ平臺從作業伊始便賦予運營商全面控制權。哈里伯頓這套智能平臺,讓運營商能夠憑借深厚的油藏認知,全程主導決策制定與作業成果管控,所有操作均可通過便捷的平臺界面實時完成。
傳統壓裂作業流程中,工程師需提前數周制定施工方案,被動等待地質條件符合預期,且往往要在壓裂施工完成數月后,才能驗證方案設計是否合理;而閉環壓裂系統則可實現實時動態決策。借助ZEUSIQ平臺,壓裂施工的各個環節實現高度協同,運營商在保持決策控制權的同時,依托自動化技術保障施工精度。這種作業模式,將壓裂施工從依賴經驗判斷的“猜測性作業”轉變為精準可控的智能化作業,實現從事后調整到事前預判的轉變,保障作業效果穩定性,降低作業風險。
該平臺的優勢十分顯著:
運營商掌控力:通過地面與井下系統的全面集成,精準把控壓裂施工效果。運營商可針對不同壓裂段、不同井眼乃至特定目的層,靈活調整作業決策。
施工一致性提升:實現作業團隊與作業區塊的標準化施工。自動化技術消除了人工決策帶來的操作偏差。
油氣采收率提高:實時優化技術確保裂縫形態達到理想狀態。井下裂縫的延伸控制可在泵送過程中實時調整,無需等待施工完成數月后再進行評估。
閉環自動化意味著在井場實現實時響應,而非僅提供技術建議。從數據監測、方案優化到施工執行,每個環節均與診斷系統深度集成,可根據工況自適應調整,無需傳統人工干預。部分技術服務供應商雖宣稱具備閉環作業能力,但大多僅實現個別施工步驟的自動化,關鍵決策仍依賴人工判斷,且數據傳輸鏈路存在斷層。ZEUSIQ平臺徹底改變了這一現狀,通過整合地面與井下診斷技術,實現真正的實時閉環控制,在自動化執行作業的同時,確保運營商始終掌握決策主導權。
圖5 井下實時數據實時傳輸至平臺系統,指導施工方案動態調整并在泵送過程中同步執行。
ZEUSIQ平臺如何實現閉環壓裂作業
哈里伯頓閉環系統整合三大核心組件:
地面自動化系統:電動壓裂機組與智能壓裂作業自動化系統,實現各壓裂段的無人值守施工。
井下診斷技術:地面與井下傳感器協同工作,實時監測儲層內裂縫擴展形態及近井地帶的裂縫簇均勻性。
集成決策系統:平臺基于油藏實時響應數據,結合運營商的油藏地質知識庫,自主調整并執行施工方案,直接控制壓裂作業系統(見圖5)。
這套集成系統實現了前所未有的自動化與智能化壓裂作業水平,幫助客戶實時調整施工參數與控制指標。通過這一協同模式,運營商可自主設置參數閾值、優先級排序及作業安全邊界,所有調整均由系統自動執行。最終為客戶提供無可比擬的施工控制能力,助力油藏開發效益提升。
ZEUSIQ平臺核心技術:驅動變革的智能內核
ZEUSIQ平臺絕非簡單的設備組合,其核心競爭力在于獨特的智能軟件系統。除自動化技術外,該平臺融合先進算法與機器學習技術,可預測裂縫延伸規律,并根據施工效果對油氣藏開發效益的影響實時調整作業策略。
這種前瞻性預測能力,將壓裂作業從被動響應模式轉變為主動預判模式,系統可根據工況變化實時調整施工方案。借助ZEUSIQ平臺,哈里伯頓相當于為壓裂作業配備了一套“智能大腦”,系統可自主學習、持續優化,確保客戶無需全程監控即可達成預期開發目標。
傳統壓裂施工方案為靜態設計,完全遵循預設施工計劃,在快節奏、高復雜度的作業環境中,僅允許有限的人工干預調整。即便采用數值模擬技術,人工實時干預的滯后性、操作誤差以及對井下工況響應的不及時,仍會制約作業效率提升。ZEUSIQ平臺突破了這些技術瓶頸,將預測分析技術與自動化技術深度融合,實現施工方案的動態調整,以適應井下地質條件的復雜性,預判油藏動態響應。最終實現施工精度的跨越式提升,減少無效作業時間,確保各壓裂段的采收率最優化。
這套智能軟件系統,幫助運營商以最少的人工干預實現穩定高效的施工效果,為壓裂作業的全流程提供精準控制、高效執行與可靠保障。
圖6 ZEUSIQ™智能壓裂平臺整合電動壓裂機組、OCTIV®自動壓裂服務及Sensori™裂縫監測服務,通過實時響應實現規模化標準化施工。
ZEUSIQ平臺:智能壓裂技術的行業標桿
ZEUSIQ平臺樹立了自動化與作業性能的全新行業標桿,為行業提供一套兼顧效率、一致性與可持續性的規模化作業解決方案。多年來,運營商一直致力于實現壓裂設計、施工與效果評估的閉環管理,該平臺的問世讓這一愿景成為現實,使客戶能夠在壓裂作業全流程中實現實時控制。
該平臺整合哈里伯頓電動壓裂機組、OCTIV®自動壓裂服務(見圖6)與Sensori™裂縫監測服務,基于油藏實時反饋數據,實現全自主壓裂作業,無需人工干預。這套集成系統打造了一套真正意義上的全自主作業平臺,可根據客戶預設開發目標優化壓裂施工,讓智能壓裂技術從概念走向成熟應用。
案例分析:ZEUSIQ平臺現場應用成效
現場應用案例證實,ZEUSIQ平臺可在真實工況下實現高精度、高可控性的壓裂作業。近期項目成果驗證了該平臺的規模化應用能力,為其國際化推廣及海上壓裂作業奠定基礎。
丹佛-朱爾斯堡盆地:縮短作業周期,加速投資回報
科羅拉多州東北部丹佛-朱爾斯堡盆地的一家運營商,致力于挖掘油藏最大開發潛力,同時面臨縮短工程方案調整周期的挑戰。在傳統作業模式下,方案調整需耗費數月數據分析時間,不僅影響工程師工作效率,還延緩了油藏開發效益的提升。
該團隊設定明確目標:部署一套全閉環壓裂系統,構建無需人工干預、可實時整合反饋數據的自主化作業體系。項目團隊結合豐富的油藏地質知識庫、現場作業經驗與大數據分析技術,建立協同決策框架,實現基于實時數據的動態決策,保障作業性能穩定性。借助ZEUSIQ平臺,工程師無需再等待數月才能優化施工方案,系統可逐段自主學習、動態調整。
通過應用ZEUSIQ平臺,該運營商取得顯著成效:
縮短作業周期,加快反饋效率,將人工從關鍵決策與執行環節中解放出來。
利用井下實時診斷數據,根據油藏反饋自主調整泵送計劃。
通過優化支撐劑與壓裂液用量,減少資源浪費,降低作業成本。
二疊紀盆地:提前兩年實現閉環控制目標
二疊紀盆地的一家大型運營商制定了雄心勃勃的技術升級路線圖,計劃到2027年完成從半自動化壓裂作業向全閉環控制的轉型。依托ZEUSIQ平臺,該運營商在2025年就提前兩年達成目標。
借助ZEUSIQ平臺,該運營商實現以下成果:
提前兩年完成全閉環壓裂作業技術的落地應用。
應用OCTIV自動壓裂服務,將單段壓裂作業的人工操作次數減少超100次。
集成Sensori裂縫監測服務,實現近井與井間裂縫診斷,支持裂縫擴展形態與裂縫簇均勻性的實時調整。
通過該平臺,運營商工程師無需再根據施工后數據進行被動調整,而是實時監控系統動態自適應過程,各段壓裂決策均由系統自主執行,作業效果完全符合油藏開發戰略。這一突破實現了運營效率的質的飛躍,充分驗證了智能壓裂技術可兼顧規模化作業的效率與精準度。
這些成功案例僅僅是開端。隨著越來越多的運營商采用ZEUSIQ平臺,其在提升運營效率方面的潛力將進一步釋放。這一發展勢頭,將推動技術持續創新、應用范圍不斷擴大,為全球能源行業帶來顛覆性變革。
ZEUSIQ平臺:精準施工創造可觀收益
ZEUSIQ智能壓裂平臺的成功應用,彰顯了哈里伯頓與客戶深度合作、愿景一致的重要價值。該平臺不僅實現技術突破,更創造了可量化的作業效益。通過精準控制壓裂液分布,ZEUSIQ平臺實現改造體積最大化,提升油氣井產能。與此同時,運營商反饋,自動化技術大幅節省作業時間,加速平臺完井進度,提高資本使用效率,減少壓裂液與支撐劑浪費,從而降低作業成本。
ZEUSIQ平臺實現三大核心價值:施工一致性達到行業頂尖水平、決策制定更快速精準、運營商對油藏開發效益的掌控力顯著增強。
現場應用案例不僅驗證了技術可行性,更改變了一線作業人員的工作模式。對于壓裂團隊與工程師而言,ZEUSIQ平臺大幅減少故障排查工作量,實現更安全、更可預測的作業流程。自動化技術承擔常規決策任務,施工操作與井下反饋數據實時聯動,使技術團隊能夠聚焦于更高層次的數據分析與戰略優化,無需再實時應對突發工況。
全球化布局,實現標準化作業成效
除北美地區外,哈里伯頓智能壓裂技術已在拉丁美洲、澳大利亞及中東地區成功應用,充分驗證了該平臺在復雜地質條件與多樣化作業場景下的適應性與規模化應用能力。這些全球化應用案例,證明ZEUSIQ平臺可在全球范圍內穩定輸出標準化作業成效。
此外,隨著平臺在不同區域作業經驗的積累,其智能系統可針對各市場的獨特挑戰持續優化升級,真正實現“因地制宜”的智能化作業,而非采用“一刀切”的標準化解決方案。
閉環自動化技術的價值不僅體現在經濟效益層面。電動壓裂機組可降低碳排放與作業噪音,優化泵送參數可減少水資源與支撐劑消耗,實時控制技術幫助運營商在保障作業效益的同時,實現可持續發展目標。
面對全球能源市場對清潔、高效作業模式的迫切需求,哈里伯頓智能壓裂技術的優勢與行業發展趨勢高度契合。通過減少資源浪費、提升作業效率,運營商可兼顧可持續發展目標與經濟效益,這正是當前能源行業發展的核心平衡點。
ZEUSIQ智能壓裂平臺:技術優勢無可替代
行業首創技術:全球首套真正意義上的閉環壓裂解決方案。
智能系統集成:融合自動化技術、診斷技術與預測分析技術,實現更智能的決策制定。
投資回報明確:加快完井速度,減少資源浪費,提升油藏開發效益。
全球應用驗證:哈里伯頓智能壓裂生態系統(包括OCTIV®自動壓裂服務與Sensori™裂縫監測服務)已在拉丁美洲與中東地區取得成功應用,ZEUSIQ平臺更成為北美地區的行業標桿。
超越自動化:開啟未來技術新篇章
ZEUSIQ平臺重新定義了水力壓裂技術的發展邊界。當前的作業流程,正是未來技術突破的基石。該平臺整合先進診斷技術,拓展完井技術手段,為油藏價值最大化開發開辟新路徑。哈里伯頓著眼未來,致力于實現復雜同步壓裂與三層壓裂作業的動態控制,推動單井個性化作業模式發展,為下一代完井技術奠定基礎。
試想未來的作業場景:每一項壓裂作業不僅實現自動化運行,更能在泵機啟動前就精準預測裂縫延伸規律。這一未來已不再遙遠。隨著機器學習與實時數據處理技術的持續進步,智能壓裂技術將從被動優化向主動預判演進。
ZEUSIQ平臺:賦能當下,引領未來
閉環自動化技術成熟落地:推動水力壓裂作業從人工操作向全自主運行轉型。
前瞻性技術架構:為下一代完井技術發展奠定基礎。
可持續發展優勢:在保障經濟效益的同時,助力實現可持續發展目標。
市場競爭優勢:應用ZEUSIQ平臺的運營商,可獲得規模化作業的效率與一致性雙重優勢。
水力壓裂技術的未來,盡在ZEUSIQ平臺
油氣行業已迎來轉型拐點。通過打通設計、施工與評估的閉環鏈路,哈里伯頓為運營商賦予實時控制能力,實現無與倫比的作業一致性與油藏開發效益。水力壓裂技術的未來,并非遙不可及——它已到來,并經過實踐驗證。
ZEUSIQ平臺是當前唯一一款可實現全自主運行的壓裂解決方案,能夠為客戶帶來可量化的投資回報、可持續發展效益與市場競爭優勢。
即刻體驗哈里伯頓ZEUSIQ平臺,見證智能壓裂技術如何顛覆傳統作業模式。