依托数字孪生全域赋能，深海能源开发实现质效革新。中海石油海南分公司“深海一号”智慧气田，搭建全业务仿真优化体系，贯通气藏、井筒、平台全生产链路，以智能化预判、精细化调控、闭环式优化，破解超深水油气开采难题，打造国内深海绿色智慧能源开发标杆。

       企业简介：中海石油（中国）有限公司海南分公司于2018年3月在海口注册成立，主营南海油气勘探开发、产销及相关技术服务。2021年，公司建成我国最大海上天然气田，探明天然气储量超5800亿立方米，年产量约1000万吨油气当量，成为粤港澳大湾区与海南自贸港的重要清洁气源，累计向海南供气超900亿立方米。2025年，公司资产总额约520亿元，实现营业收入140亿元、净利润50亿元，稳居当地石化产业龙头。公司核心项目“深海一号”智慧气田（以下简称“深海一号”）于2021年6月投产，是我国自主研发建造的全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台，标志我国海洋油气开发迈入超深水时代，获习近平总书记三次重要指示批示，斩获国家科技进步奖一等奖。公司科研实力突出，近两年累计获得海南省科技进步奖10余项，设有院士工作站及省级重点实验室。

工厂画像：我国首座10万吨级深水半潜式生产储油平台，是油气开采领域的行业标杆，突破3项世界级和13项国内首创技术，荣获2023年国家科技进步奖一等奖，并先后三次获得习近平总书记重要指示批示。

       核心成效：“深海一号”建设以来，依托全域全数字孪生技术持续优化，累计增加经济效益13.8亿元，降低建造与运维成本16.5亿元，减排二氧化碳10738吨，单位产值综合能耗降低40%，气田生产时率提升3%，天然气商品化率提升2.15%，各项生产经营管理协同效率显著提升。

       海洋石油特别是深海油气开采，面临产供销全链条“黑箱”挑战：水下、水中、水上、深海、深地多重未知，感知能力极其有限——气藏深埋地底，管线穿越千米水深，设备高度集成，难以感知和控制；气田“即产即销”，全链条必须急速响应，粤港澳下游用户多为调峰电厂，用气波动剧烈，产供销协同调整频繁；作为深海保供主力，作业与停产成本极其高昂，单次深水作业取资料费用高达亿元，单日停产连带下游损失达千万元。

       自2021年起，“深海一号”以打造中国海油智能气田标杆为目标，遵循中国海油集团数字化、智能化顶层规划，立足实际业务需求，以问题为导向，确立“1531”总体建设方案：1套遵循标准，即遵循中海油有限公司《智能油田顶层设计》，开展智能工厂应用、数据、技术架构的设计与建设；5大建设内容，即涵盖IT基础设施、自动化系统、物联网系统、数字孪生体和一体化平台；3级运营模式，即创新建立“区域中心执行层－操控中心分析层－作业本部决策层”三级运营模式；1个目标愿景，即最终形成以数据驱动为核心、生产经营全自主优化的智能模式，助力气田提质、增效、促安全。

       “深海一号”建设深度融合人工智能、数字孪生等数智技术，推动了两大系统性变革：在技术体系层面，生产经营决策支持从“经验决策”迈向“模型驱动”，生产过程管控从“按部就班”转向“自主优化”，设备设施运维从“被动维修”升级为“预测维护”，安全环保管理从“人防为主”跨越至“技防智控”，供应链与物流管理从“人跟人看”演进为“全程协同”；在组织架构层面，实现从“孤岛作业”到“全域协同”、从“各自为战”到“统筹协调”、从“三层管理”到“三级运营”、从“零散管理”到“专人专责”的根本转变，全方位推动了油气田生产运营的智能化升级。

       “深海一号”重点围绕研发设计、生产作业、生产管理、运营管理四大环节，构建数字孪生体系，聚焦IT基础设施、自动化系统、物联网系统、数字孪生体、一体化管理平台五大内容进行建设，以数字孪生技术透视深海深地，赋能气田产供销全链条可感、可知、可控与协同优化。以数字孪生建设与应用为工作主线，完成智能工厂5大环节共28个场景建设，其中AI应用场景16个，占比60%，以油气生产经营全业务流程优化为着力点，以品牌化思维打造了统一集成、协同流转的“深海云游”一体化智能管理平台，累计形成应用关键技术23项，关键装备6项，关键软件15套，获得专利及软著21项。

       工厂建设：资产数字孪生，夯实装备管理

       “深海一号”系统推进深海工厂的数字化规划、数字基建与数字孪生建设。搭建海陆立体融合通信专网，融合卫星、微波、北斗等技术，实现海域5G全覆盖与远距离稳定通信，具备高带宽、高冗余、高可靠等特性，为深海油气作业提供坚实的高速传输支撑。建成智能工程一体化平台，集成多类数字化技术，实现油气工程全生命周期协同管控，显著缩短工期、提升运维效率。依托BIM三维数字孪生技术，开展设备仿真、故障预判与生产调试，全方位保障深海油气稳产与作业安全。对标等保2.0三级要求，构建工控安全防护体系，全方位防范网络风险。同时，采用湖仓一体架构开展油气勘探开发全流程数据治理，规范油气业务数据资产，显著提升深海油气勘探开发精度与综合经济效益。

       研发设计：气藏数字孪生，实现产量定制

       采用“国外软件+自主研发”双线互补模式，利用专业软件构建覆盖7个气藏、百万网格级别的精细数值模型，通过“机理+大数据”双模型驱动，与21条三相流管道模型实现一体耦合，建立气藏－管道孪生系统，破解“产－供－销”流程中地下气藏与水中管道难感知的问题，实现埋深4500米气藏产量的动态预测与智能优化。系统投用后，配产核算效率由原来的4～5天减少至1小时内，每年可减少因流动问题导致的产量损失1000万，预计提高采收率0.5%，产生经济效益约8.2亿元。

       生产作业：工艺数字孪生，强化生产控制

       基于国产化技术，“深海一号”建立了深海油气工艺处理系统全流程仿真模型，配合海底无人工厂与远程遥控升级，构建起“感知－分析－决策－执行”的闭环智能系统，解决“产－供－销”流程中“供”的稳定可靠和安全可控难题，实现TEG能耗优化、质量监控优化、生产调度优化，形成“远程操作自主控制+工艺孪生自主优化”的自操控、自优化油气生产系统。其中，台风遥控生产场景的突破具有里程碑意义，截至目前，该系统已成功应对7次强台风，无人化生产16.5天，累计减少天然气产量损失1.5亿方、凝析油1.8万方，节省复产人工490天，实现经济效益约4亿元，彻底改变了传统海上油气田“遇台必停”的被动局面。

       生产管理：管网数字孪生，优化销量分配

       “深海一号”围绕产量管理、库存管理、安全管控、能源管理、环保管理五大领域，构建起全方位的智能化管理体系，实现管理模式的创新与升级，运用系统化思维，智能化技术，国产化手段，形成一套南海西部天然气产供销智能调度决策系统，解决“产－供－销”流程中“即产即销”的难题，实现组分配比智能优化、产量智能劈分、高价市场优化调配，推动多产多销、减排降本，满完成冬季保供、迎峰度夏和应急保供任务，保障粤港澳大湾区和海南自贸港的供气安全。

       运营管理：经营数字孪生，提升决策效率

       围绕产量任务、成本管控、合规管理等目标，“深海一号”建立生产经营孪生系统，有效解决项目管控不精、预算执行不准、经营决策不快等难题。系统融合智能优化算法，实时动态预警并给出优化策略，实施后，各项运营指标显著提升：违约处理时间缩短40%，供应商评价效率提升20倍，招标决策时效提速80%。采购全周期从72小时压缩至26小时，协议复用率由42%提升至89%，年节约管理费用186万元，应急采购率从25%降至6%，合同按时续签率由30%提升至90%以上，物资等待率降低12%，年度工作计划管理与费用预算执行率均实现优化提升。

       “深海一号”围绕智能设施、智能物联、智能操控、智能孪生、智能管理等方面实现技术装备创新突破。一是建成全球首个具备遥控生产能力的超深水半潜式油气生产储卸油平台，实现“台风期间人撤离生产不中断”，提升气田稳定保供能力。二是创建我国首个“产－供－销”全流程工艺模型体系，实现气藏“应产尽产”、高质量工艺处理、下游“应销即销”的闭环优化。三是创建我国首个“浮体-立管-系泊”全设施力学模型体系，支持实时动态力学分析与疲劳评估，降低对国外监测系统的依赖，有效支撑“深海一号”30年不回坞检修的严苛标准。

       “深海一号”作为中国海油重点建设的智能油气田标杆项目，在标准制定、应用推广、行业示范等方面发挥了正面积极的作用。在标准制定方面，参编《GBT8423.2-2018石油天然气工业术语第2部分：工程技术》等国标共7项、《WBT1141-2024数字化仓库数据分类与接口要求》等行标共6项。在应用推广方面，基于“深海一号”扩展构建全海域“智能气藏”中枢，在中海油全系统应用，逐步构建形成行业级智能运维平台，打造海能EAM（企业资产管理系统），已覆盖6个分公司，为600多家IBM用户提供国产化替代方案。在行业示范方面，为中海油白云气田、中石化普光气田卓越智能工厂建设提供了良好的经验范式，构建形成国际化海底无人工厂模式，在加拿大、圭亚那等地推广10余套成熟应用案例，荣获“中国信息协会数据大赛二等奖”“中国工业互联网大赛二等奖”“绽放杯能源赛道一等奖”“中国油气人工智能优秀案例”等诸多奖项，为油气领域更多企业开展智能化建设提供了可参考范本。

       以进一步提升“深海一号”安全能源保供能力为根本出发点和落脚点，围绕现状分析与对标、扩展建设对象、体系化整合、智能应用建设、系统性总结、问题与效益导向六大方向，系统推进《“深海一号”领航级智能工厂三年行动方案》落地实施，重点实现以下突破：

       一是构建智能气藏体系，实现气藏动态精准刻画、配产智能优化及见水超前预警，有效降低后期数据采集成本，并将该体系复制推广至“深海一号”二期、三期项目，充分发挥技术复用价值。

       二是推进智能生产建设，以AI模型为驱动，实现工艺系统黑屏操作、卡边运行及MRU自主优化，探索UCS、TPT等新型控制架构，逐步构建海上平台“智驾”体系，提升生产自动化水平。

       三是完善智能设施布局，构建水下装备智能监测、无人巡检与远程运维一体化体系，打造以“水下机器人+水下新型传感”为核心的水下设施预警防控机制，强化设施运行安全性。

       四是打造智能设备管理平台，实现关键设备多元要素趋势预警、时间序列模型故障诊断及全生命周期闭环管理，进一步扩大预测性维护体系覆盖范围，提升设备运维精准度。

       五是筑牢智能安全防线，构建多模态AI感知、立体安防与立管健康监测体系，依托数智技术进一步夯实安全管理“五道屏障”，守住安全生产底线。

       六是强化智能协同能力，建立琼东南海上智能工业区智能物联感知体系，探索结合本体论构建云边协同、入口集成、统一调度的超级智能体，提升跨区域、跨业务协同效率。

       通过六大任务落地实施，实现全业务孪生自主优化，全面构建监测立体化、分析自主化、操作少人化、维保精准化、管理协同化五类数智能力，有力践行“平安、绿色、数智、人文”海油建设理念，高标准打造海上气田智能工厂领航样板，努力建成保障国家能源安全的油气生产领域智能工厂典范。