摘要：数字化设计是当前油田地面工程领域创新发展的重要引领要素。以油田地面工程数字化设计的应用为主要研究对象，针对数字化技术开展形式多样的实践研究，提出现代数字化的实践应用内容，以促进油田地面工程的持续性发展和建设。
关键词：数字化；油田地面工程；设计理念；虚拟现实
数字化技术的广泛应用，为传统油田地面工程的建设注入新的动力和能量。一方面，数字化技术的衍生内容，能够为油田项目的开展，提供多种精细化的设计理念和设计策略，有效改善传统工程建设的弊端和问题，另一方面，数字化技术能够融合多种智能化的设计构想，在油田地面工程前期设计阶段，实现事半功倍的设计成效和设计价值，是传统设计工作无法实现的目标。
1数字化模型的设计
数字化技术的实践和应用，能够从多个角度进行渗透和融合，助力油田地面工程的建设和发展。以数字化模型为例，在设计过程中，能够实现多种设计要素的有效融合，涵盖整个工程的设计体系和设计框架，对应的元素和内容极为庞杂，是传统设计策略无法达到的高度和目标，特别是对于专业化数据的提取和分析，数字化模型的应用能够发挥出前所未有的价值和作用。首先，模型的创建是借助现代化建筑工程设计软件，包括CAD、3DSMax、Maya、Rhino、Zbrush、SketchUp、Poser、Blender、FormZ、LightWave3D、Solidworks等一系列软件，都是数字化建模的常用软件，能够根据数字化建模的不同需求进行设定和实施。同时在数字化建模工作开展前，还能够利用软件的优势，实现对多种设计数据的对比和分析，能够满足大体量、多种类、广范围的设计需求，能够实现设计元素的有效集合，满足工程设计的主要标准和建设目标。不仅如此，在数字化建模过程中，还能够对工程建设进行预判和分析，能够结合数字化模型的应用，进一步为工程的后续建设提供完善的建设建议和实施举措，有效降低工程建设过程中的隐患和问题。数字化模型设计策略的应用，不仅能够将油田地面工程设计效率进一步提高和强化，同时对应的设计内容以及设计方案更加精准和高效，模型的细节设计程度，能够与实体建筑进行充分对比，为工程的建设提供了有效的助力和支持，特别是模型精细化设计的应用，将三维模型的创建以更加真实的成效进行说明和表达，进一步提高工程的设计质量[1]。与传统油田地面工程设计工作进行对比，传统设计工作耗时周期长、设计漏洞多、工程量巨大，无法保障在实践过程中设计方案和工程建设的有效统一和融合，而数字化模型的应用和实践，不仅能够按照标准化的设计原则实施和应用，同时还能够在实践过程中，将多种设计参考要素进行融合，包括天气问题、施工环境问题、施工技术问题、施工成本问题等一系列内容进行综合考量和分析，对应设计方案更加真实和具体，能够在工程建设过程中保障工程的建设成果，同时还能够在实施前，优化工程的建设标准和设计质量，为后续工程的开展和实施提供全方位的支持和助力，特别是在效果图渲染过程中，能够不断提高设计方案的应用价值，保障工程的建设成果。
2数字化设计的基本原则
2.1效率的高效提升
油田地面工程的建设，需要多种设计工作的大力支持和协同配合，因此，对应的设计效率是强化的重点和核心。基于数字化技术的应用和实践，借助三维效果的设计内容，为油田地面工程的设计工作提供了新的表达方式，将二维的设计模式转变为三级设计模式，不仅满足了设计工作基本需求，同时对应的设计效率也呈现爆发式的增长和提升。首先，应用设计软件等辅助设计工作，在三维设计模块下，仅需要将工程的基本数据依次输入，便能够实现设计内容的精准表达，对应的设计周期会进一步压缩和控制，同时在设计过程中，能够实现多个专业的同步应用，以图层的形式进行多工种的联合设计，既能够提高工程设计工作基本效率，同时还能够为各个工种的有效衔接，创建有效的平台和支撑[2]。其次，效率的提升，与工程的建设成本密不可分，设计周期的压缩，能够在无形中降低工程的设计成本，特别是对于建设工程量庞大的油田地面工程，对应的工程设计内容多种多样，需要大量设计人员的参与和应用，而在数字化技术的应用和支持下，能够快速提高设计工程的精准程度，提高工程的设计效率，实现设计工作的创新和改进。最后，油田地面工程的设计工作，需要大量数字化技术的鼎力支持，特别是对于结构设计内容，相应的结构应力计算、承载力计算、水土系数计算等，都需要计算机软件的广泛参与，从而能够海量数据的精准计量，减少人工计算对应的隐患和问题。
2.2成本的创新控制
油田地面工程，涉及大量的设备基础、房屋建筑，对应的建设成本相对巨大，在合理、合规、合法的前提下，务必要借助现代化的科学技术，实现对工程建设成本的有效控制。作为影响建设成本的要素，设计方案的实施和应用会对工程的建设产生一系列的直接或者间接影响，因此在设计过程中，务必要强化对成本的控制理念，不断深化对工程建设成本的基本认知，构建新时代油田地面工程的设计框架，完善各种设计内容和设计标准。一方面，针对成本的控制策略，要基于数字化的应用理念，融合大数据、云计算等多种创新设计，借助海量油田地面工程的建设经验，不断优化当前工程的建设方案，剔除工程设计中的无效内容，最大程度实现对工程成本的控制和管理，从而实现工程建设成本的有效控制。另一方面，在方案设计过程中，强化工程的实际应用属性，以工程的装饰属性服务功能属性为原则，强化工程的实用价值，减少或者规避工程设计领域的无效装饰内容，最大程度提高工程的使用功能，围绕数字化技术的应用和实施，实现对工程建设成本的有效控制。需要注意的是，由于油田地面工程对应的使用周期与传统建筑的使用周期存在较大的差异，因此在设计过程中，需要结合项目的储油量以及开发需求进行设计和研究，实现对工程成本的精准化控制[3]。
2.3隐患的有效解决
数字化技术的应用，主要是利用设计软件，以虚拟设计的形式，达到油田地面工程的设计要求。通过软件设计的表达效果，能够让工程设计人员建立全方位的理解和认知，能够更加有效推动设计工作的开展和实施。与传统设计方式进行对比，三维设计模式能够让设计方案的呈现效果更加真实和具体，能够借助多维设计模式，把控设计方案细节和内容，能够借助数字化的设计策略，帮助设计人员实现更好的设计体验，特别是防范主观设计问题的影响，能够进一步优化设计工作的精准程度，持续强化油田地面工程的设计内容。借助虚拟设计模块，结合多种设计角度，对工程的设计内容进行优化，在允许范围内，对既定设计方案进行调整和创新，满足方案设计的多种需求和标准。例如针对地面项目的基础设计以及结构设计等，能够在整个方案设计内容中进行整体式的调整和改良确保设计工作多领域、多框架、多体系的同步融合，满足设计方案与实际建设需求的有效统一，形成自上而下的设计样板，最大程度规避设计工作带来的隐患和风险。油田工程涉及重要的油田资源，任何设计方案中的问题，都会产生一系列的关联影响。借助数字化设计技术的应用，能够为后续工程的建设和施工提供全方位的系统保障，完善设计工作中的不足和问题，实现设计方案的最大价值。
3油田地面工程数字化设计的主要内容
3.1萃取原油中轻质和中间组分
应用数字化设计理念，在油田地面工程设计工作中，能够助力油田资源的进一步开展和应用。在油田工程萃取原油时，能够优化整个操作流程，借助设计方案的创新和改良，突破传统萃取过程的主要限制条件，包括地层条件的限制等，增加原油的萃取效率。一方面，地下原油在萃取过程中，部分地层空间存在高密度的二氧化碳，当二氧化碳与原油进行融合时，对原油中轻质物质、中间物质进行提炼，实现原油资源的精细化利用，另一方面，原油借助数字化技术的应用，能够实现原油资源提炼效果的精准和高效，能够防止资源浪费等问题的出现。由此可见，借助数字化设计策略，有效改善传统原油提炼的方式和效率，既能够保障原油萃取工作的开展和实施，同时还能够提高萃取的效率和质量，满足现代原油工程的建设需求和实施标准。
3.2降黏作用
基于数字化的设计理念，在油田地面工程设计方案中，能够借助热力学相似相容设计原理，促进二氧化碳和原油的深入融合，能够进一步减轻对应的黏度和标准，能够在原油萃取过程中，增加原油资源与二氧化碳的融合比例，强化对应的融合效果，促使原油的黏度得到有效控制，以此实现对原油渗流阻力的有效降低，提高原油的萃取效率。原油流动性不足，是导致原油无法被抽取的重要因素，目前应用数字化设计策略，已经实现多种方式的同步应用，有效改善传统原油资源抽取效率不足等一系列问题，实现石油资源开采效率的提升和增强[4]。
3.3改善界面张力作用
基于地层条件的限制和影响，原油与二氧化碳的接触会形成一种融合流体，能够增加原油的流动性，从而降低界面张力带来的影响。借助数字化技术的应用，理论上能够将界面张力降低为零，从而实现对原油萃取效率的增加和提升。当对地下原油持续注入二氧化碳时，对应的原油流动参数能够在软件中进行计算和分析，从而有效实现原油萃取效率的计算，能够为原油开采工作做出不可估量的意义和价值[5]。
3.4膨胀作用
通过向地层注入大量二氧化碳，能够进一步促进二氧化碳与原油的溶解，能够增加原油的体积，特别是在地下区域，能够通过增加原油的体积，进一步提高膨胀比例，满足原油开采的技术标准。基于数字化设计理念的应用，能够增加原油的开采质量，保障原油资源得到充分利用。目前，应用数字化的设计理念，能够针对原油的膨胀比例，实现开采方案的有效设计，促进开采质量的提升和改善，同时还能够降低开采成本。
3.5控制地水的有效锥进
当对地下空间持续注入大量二氧化碳后，围绕数字化的设计理念，能够对地层下原油进行挤压，进一步提高原油的开采质量。一方面，二氧化碳的注入，借助数字化技术，进行注入量的精准计算，能够有效实现底部水锥高度的下降，促进原油开采工作的有效实施，另一方面，当二氧化碳处于吞吐、开井、回采等环节中，对应的地层压力会随着地层水的流出而不断溢出，进而导致地层水的体积持续膨胀，会形成一定的喷射压力，促进原油资源的喷发。因此，在开展开采工作时，能够对实施方案进行精准设计，提高和优化对应的开采方案，实现开采效率的提升和改善。
4数字化设计在油田地面工程的应用发展趋势
数字化设计，随着现代科学技术的创新发展而不断改变，对于油田地面工程的影响会进一步延伸和覆盖，相关的开采方案会朝向智能化、自动化、创新化的发展趋势，特别是云计算、大数据、感应技术等一系列内容的应用，能够让传统的石油开采工作不断优化和创新，对应的开采难度会不断降低，开采效率会日新月异，特别是针对地下油层的开采方案，融合数字化的设计理念，会进一步创新和升级，增加多种现代化的开采技术，包括对石油资源的探测技术、对地表压力的检测技术、对油层位置的分析技术等，都会在数字化技术的帮助下，实现突飞猛进的提高和改善。回顾当前我国相关技术的发展不难看出，当前满足油田地面工程建设的技术从传统的CAD转变成为3D的表达方式，其中三维虚拟化的设计应用深化了设计构想，改变了传统设计方式和构想。在数字化协同背景下，此项工作由形态虚拟发展成为物理虚拟，同时也让传统数字化设计工作具备了一定特色。传统的设计需要一定数学逻辑的帮助，以此才可将其衍生到认为逻辑上，此时设计人员需要先从草图做起，通过草图激发想象结合定义进行画图，并且还需结合个人习惯对工具进行使用，所以整体较为人性化。当前我国应用数字化设计方式进行油田地面工程设计，主要通过传统的设计方式将其引入现代化高端发展方向，从功能和过程发展进行知识的集成。基于当前集成系统，相关设计人员需要实现系统的价值型，不断利用数据进行分析，以此加工完善设计内容，并且还需不断能进行信息的交流，结合多个学科进行协调，得出相应的设计方案，让其满足实际需求。
5结束语
数字化设计的广泛应用，为油田地面工程的建设和发展给予重要的帮助和支持，特别是多种设计理念和设计原则的融合，为传统油田地面工程的建设，提供了重要的参考和指导，有效规避潜在的设计风险和建设隐患，保障工程能够按部就班开展和实施，为后续油田开采作业提供全方位的支持和帮助。
作者：杨晓燕 杨晓光 宛越新 单位：中国石油工程建设有限公司华北分公司 中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司