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在國家全力推進能源安全與產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的戰(zhàn)略背景下，油氣工業(yè)軟件的核心技術(shù)自主化已成為保障國家能源安全、提升產(chǎn)業(yè)鏈韌性的戰(zhàn)略支點。中國石油堅決貫徹黨中央、國務(wù)院決策部署，深入落實國務(wù)院國資委戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)“百大工程”戰(zhàn)略指引，將油氣工業(yè)軟件核心技術(shù)攻關(guān)作為保障國家能源安全的重大使命任務(wù)，成功自主研發(fā)“油氣藏-井筒-管網(wǎng)一體化動態(tài)仿真引擎HiSimPro”，突破5項核心技術(shù)，構(gòu)建5大數(shù)學(xué)模型，集成5個一級功能模塊和24個二級功能模塊，實現(xiàn)億級網(wǎng)格與千井級油氣藏模擬、300口井以上井筒-管網(wǎng)協(xié)同仿真能力，標(biāo)志著我國在油氣上游工業(yè)軟件領(lǐng)域總體實現(xiàn)自主可控。

扛起國家戰(zhàn)略使命，突破工業(yè)軟件“卡脖子”難題

面對油氣動態(tài)仿真領(lǐng)域長期被西方壟斷、國家能源數(shù)據(jù)安全受制于人的嚴峻局面，中國石油深刻認識到核心技術(shù)自主可控是保障國家能源安全的生命線。中國石油將工業(yè)軟件研發(fā)納入國家戰(zhàn)略科技力量建設(shè)體系，舉全集團之力實施專項攻堅。面對國際技術(shù)封鎖與市場壟斷的雙重壓力，中國石油以“十年磨一劍”的戰(zhàn)略定力，組建由兩院院士領(lǐng)銜、百余名科研骨干參與的聯(lián)合攻關(guān)團隊，錨定國家最迫切的能源技術(shù)安全需求，向“卡脖子”技術(shù)發(fā)起沖鋒。

團隊攻克5大核心技術(shù)，全組分控制方程全隱式有限體積離散技術(shù)，實現(xiàn)多相多組分滲流的精確處理；超大規(guī)模油氣藏滲流仿真求解算法，解決億級節(jié)點網(wǎng)格規(guī)模油氣藏仿真求解問題；高性能并行計算技術(shù)，支撐億級網(wǎng)格求解；億級規(guī)模三維可視化技術(shù)，解決億級網(wǎng)格油氣藏動態(tài)可視化分析問題；井筒/管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)多相管流模型，解決井筒、管道內(nèi)多相管流流動規(guī)律描述問題；油氣藏-井筒-管網(wǎng)一體化模擬技術(shù)，解決地下地面、滲流管流一體化耦合模擬難題，為工業(yè)軟件自主可控、安全可靠提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

打造自主可控“中國芯”，筑牢能源安全“技術(shù)屏障”

中國石油組建聯(lián)合攻關(guān)團隊，在數(shù)學(xué)模型、核心算法與代碼研發(fā)等方面取得重大突破。創(chuàng)新構(gòu)建油氣藏多模態(tài)復(fù)雜滲流數(shù)學(xué)模型，解決復(fù)雜油氣藏流動機理描述問題；創(chuàng)新構(gòu)建油氣藏廣義多重介質(zhì)模型，解決流動介質(zhì)模型（基質(zhì)、天然裂縫、人工裂縫）精確模擬問題；創(chuàng)新構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)井模型，解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)井建模和分段多條件控制模擬問題；創(chuàng)新構(gòu)建一體化流體物性計算模型，解決油氣藏、井筒、管網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)多相流體物性描述問題；創(chuàng)新構(gòu)建井筒/管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)多相管流模型，解決井筒、管網(wǎng)內(nèi)多相管流流動規(guī)律描述問題。

中國石油自主研發(fā)油氣藏數(shù)值模擬HiSim軟件平臺，結(jié)合自主可控采油模擬軟件和管網(wǎng)模擬軟件，研發(fā)形成油氣藏工程、采油氣工程、集輸工程一體化專業(yè)動態(tài)仿真國產(chǎn)工業(yè)化軟件HiSimPro。該軟件具備強大的工業(yè)級仿真能力，涵蓋油氣藏動態(tài)仿真、油氣藏流動機理模型、井筒動態(tài)仿真、管網(wǎng)動態(tài)仿真及一體化模擬分析為主的5大一級功能模塊，以及黑油模擬、組分模擬、非常規(guī)模擬、油氣藏IPR計算、井筒多相流計算、管網(wǎng)流體模擬、一體化耦合模擬等24個二級功能模塊，支持億級網(wǎng)格與千井級油氣藏模擬、50口以上壓裂水平井的復(fù)雜模擬、300口井以上井筒管網(wǎng)系統(tǒng)仿真和9種井筒設(shè)備模擬。

HiSimPro軟件適用范圍廣，適用多種油藏類型及開發(fā)方式，包括中高滲、低滲透/超低滲透油氣藏、裂縫油氣藏、頁巖油氣藏，一次采油、水驅(qū)開發(fā)、氣驅(qū)開發(fā)、大規(guī)模體積壓裂開發(fā)。功能豐富，擁有油氣藏模擬、井筒動態(tài)模擬、地面管網(wǎng)模擬和油氣藏-井筒-管網(wǎng)一體化耦合模擬4大關(guān)鍵功能；功能與性能上達到了對標(biāo)商業(yè)軟件水平，在非常規(guī)油氣藏模擬的裂縫處理、抽油機井筒流動仿真、復(fù)雜管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計功能與精度等方面具有優(yōu)勢；實現(xiàn)油氣田開發(fā)地下地面全生命周期全棧式仿真模擬和方案優(yōu)化自主可控。軟件總代碼量180萬余行，經(jīng)國家工業(yè)軟件測試中心認證，核心模塊代碼自研率超96%，打破國外技術(shù)封鎖，為我國油氣開發(fā)工業(yè)軟件裝上“中國芯”。

產(chǎn)學(xué)研用深度合作，規(guī)模化推廣助力工業(yè)軟件高質(zhì)量發(fā)展

中國石油堅持開放合作，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用一體協(xié)同發(fā)展格局。依托中國石油工業(yè)軟件研發(fā)中心、提高油氣采收率全國重點實驗室，結(jié)合國內(nèi)主力油氣田業(yè)務(wù)實踐，牽頭建設(shè)油氣上游工業(yè)軟件中試平臺，打造油氣田開發(fā)場景的軟硬件模擬環(huán)境，建立高質(zhì)量基準(zhǔn)驗證數(shù)據(jù)集、高標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)軟件測試環(huán)境，驗證復(fù)雜算法與模型精準(zhǔn)可靠。

培育油氣上游工業(yè)軟件研發(fā)應(yīng)用生態(tài)，提升油氣上游工業(yè)軟件研用水平。中國石油與中國石油大學(xué)（北京）、中國石油大學(xué)（華東）等高校建立油氣工業(yè)軟件產(chǎn)教融合生態(tài)，組織中國石油勘探開發(fā)研究院、大慶油田、長慶油田、塔里木油田、西南油氣田、新疆油田等建立油氣工業(yè)軟件研用融合生態(tài)，承辦“首屆全國大學(xué)生油氣藏數(shù)值模擬軟件設(shè)計大賽”和“第二屆開放原子大賽”，加速建立工業(yè)軟件產(chǎn)學(xué)研用生態(tài)。

深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建研發(fā)、應(yīng)用、服務(wù)“三位一體”產(chǎn)業(yè)生態(tài)。工業(yè)軟件規(guī)模化推廣應(yīng)用成效顯著，保障國家能源安全和油氣上游產(chǎn)業(yè)鏈韌性。HiSimPro軟件已在大慶、長慶、塔里木、西南、華北油田等11個油氣藏區(qū)塊開展現(xiàn)場應(yīng)用，其中華北巴彥興華注CO2先導(dǎo)試驗區(qū)、相國寺儲氣庫、富滿油田滿深8井區(qū)等地實現(xiàn)油田生產(chǎn)系統(tǒng)資產(chǎn)一體化管理、油氣注采系統(tǒng)生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測、油氣生產(chǎn)系統(tǒng)一體化優(yōu)化和油氣田生產(chǎn)潛力分析4項關(guān)鍵業(yè)務(wù)場景應(yīng)用，有效解決油氣藏地下地面一體化開發(fā)生產(chǎn)方案設(shè)計與優(yōu)化問題，在油氣藏數(shù)值模擬、井筒模擬、管網(wǎng)模擬及地下-地面一體化模擬方面具備應(yīng)急替代能力。產(chǎn)品持續(xù)升級迭代，擴展應(yīng)用范圍，在中國石油、中國石化、中國海油等進行工業(yè)化推廣應(yīng)用，為實現(xiàn)油氣核心工業(yè)軟件全面國產(chǎn)化夯實基礎(chǔ)，預(yù)計2027年實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用替代。

在新時代能源革命的征程上，中國石油將持續(xù)發(fā)揮科技創(chuàng)新主體作用，以HiSimPro軟件等一批重點工業(yè)軟件為戰(zhàn)略支點，加速推進全業(yè)務(wù)鏈油氣工業(yè)軟件自主可控，全力打造能源領(lǐng)域國家戰(zhàn)略科技力量，勇挑重擔(dān)、敢打頭陣，加大資源投入力度，打造高價值自主可控工業(yè)軟件體系，實現(xiàn)高水平科技自立自強。

【責(zé)任編輯：張任田慧】