油氣田作業區管理數字化轉型發展

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摘要：為落實油田數字化轉型智能化發展要求，建立了新型作業區生產管理模塊，依據作業區內部管理流程規范，設計了生產技術、生產運行、生產現場、安全環保、綜合管理五大業務場景，以物聯網生產數據源頭采集，實現一鍵錄入，多個系統同時調用，報表自動生成；以設定單井生產參數閥值，實現生產參數自動對比報警，改變人工比對查找的工作方式，減輕員工勞動強度；以工作流引擎技術，實現工單化過程管控等信息化管理手段，綜合提升基層作業區生產運行效率和基礎管理水平。

關鍵詞：作業區；基層生產；管理平臺；物聯網；基層建設

0引言

作業區主要承擔采油、注水和輸油的生產任務，擔負生產運行、油藏管理、工藝管理、設備管理、質量安全環保管理、黨群管理等工作內容，管理油井、水井、輸油站、注水站、單井點、增壓點、輸油管道、注水管道、天然氣管道、供水管道等生產設施，管理機泵、工藝裝置、生產管道、儀器儀表、電力線路及設施、安全監測、車輛等設備。作業區工作內容包括：油水井的實時監控，設備運轉的例行巡檢，以及對設備的操作和控制，生產數據的計量和錄入，設備設施的維護維修保養，儀器儀表檢測，生產現場安全問題的檢查消減等。作業區級的生產管理，作為油田生產最前線與油氣田企業生產經營管理的“最后一公里”，是企業生產經營管理中最復雜、最困難的部分。由于沒有使用統一的信息化手段，作業區生產管理一直處于“較原始”的狀態。作業區各級管理人員無法及時全面把控生產動態，生產記錄只有部分實現了網絡化的管理系統，部分停留在電子數據階段，少部分為手寫的紙質記錄，對生產信息的下達、落實和反饋還停留在電話溝通階段，沒有形成統一的生產管理系統；對現場情況視頻化、音頻化、圖像化生產信息資料的記錄和存儲沒有統一完善的管理信息平臺。目前，各項數據之間存在信息孤島和碎片化的現象，各項數據之間沒有任何鏈路聯系；信息獲取的及時性差，存在信息失真和檢索困難現象；對信息的分析和判斷工作效率低下，制約著生產經營管理工作向組織高效、快捷、規范化方向發展[1]。作業區生產管理涉及到的已經建成的管理系統有：油氣水井生產數據管理系統（A2）、油水井生產信息采集與管理平臺、地理信息系統（A4）、采油與地面工程運行管理系統（A5）、ERP管理系統、視頻會議系統、油氣生產物聯網系統（A11）、經營管理系統、特殊作業管理系統、鉆井井史查詢系統、上傳網絡的會議紀要、地質措施計劃，鉆井、試油、修井日報，及各項工作的周報、月報和總結文檔等。作業區為保證生產需要，有多達數百種的電子文檔，日常數據上報和傳達靠即時通訊軟件，單個文件的發送多達數十人次。作業區生產調度每日生產動態、生產運行記錄、單井點數據記錄等電子文檔多達36個。作業區內部各崗位員工根據上級要求和自己的崗位職責，記錄設備臺賬、工藝臺賬、特種設備臺賬、各種儀表臺賬，管理記錄、洗井洗干線周期表和計劃、總結、各種生產動態的檢測數據等電子數據。若對數據進行分析，要調閱各種資料，打開多個系統和表格。若對電子文檔數據掌握不全或難以收集，分析結論容易產生偏差，影響生產和決策。例如對停產井、變化井進行分析，要查詢動態數據需查閱A2的采油日報、采油月報、油水井生產采集和管理平臺與油井護理措施等，查閱A5的地質設計、工藝設計和施工總結等[1]。為滿足作業區生產管理效率提升而搭建作業區生產管理平臺，實現作業區基層工作“管理數字化、屬地規范化、崗位標準化”。作業區生產管理平臺借助信息化手段，實現對工作過程的實時管理，提高工作效率，減少員工收集、匯總、整理信息的工作量，自動積累數據庫、生產案例和工作經驗，實現知識積累和智慧傳承。

1作業區生產管理模塊

為滿足作業區日常生產集中監控、集中管控、統一調度、統一指揮的需求，強化生產管控，全面提升作業區級生產管理水平，夯實物聯感知基礎，建設作業區生產管理平臺，打造作業區級生產管控中心，通過油氣生產物聯網建設，實現數據源頭采集，規范基層生產管理，強化生產受控，實現井-管道-站場自動化生產監控與視頻監控集成融合；實現作業區生產現場全生命周期實時管控[2]。通過梳理作業區業務流程，作業區生產管理平臺建設實現路徑包括：分解崗位管理手冊，建立標準化作業區工作平臺；固化現場工作流程，實現現場工作流程化管理；實現移動端和計算機端數據采集，將基礎數據采集融入站場日產操作；站隊行為數據實現作業區基礎工作精細管理和量化考核；系統整體應用集成，支撐作業區綜合管理工作的標準化。通過建立生產一體化運營管理新模式，提高油氣水井、管道、站庫生產運行安全管控能力。通過梳理數據接口，打通數據通道，實現多系統多業務高度集成的應用共享。作業區生產管理平臺建設包括4大功能模塊，即集中監控、智能分析、集中管控統一調度和統一指揮。其共涉及12個子功能模塊，包括井生產監控、管道生產監控、站庫生產監控、數據采集規范控制、生產井變化綜合對比、注水系統效率優化分析、生產井運行監控與可視化報警管理、管道與站場完整性管理、站庫安全預警可視化管理、生產調度管理、生產運行、綜合管理子功能模塊。

1.1集中監控模塊

包括井生產監控、管道生產監控、站庫生產監控子模塊。1.1.1井生產監控子模塊。通過對井的生產壓力、流量、溫度、沖程、沖次、轉速、載荷、電量、電流等參數進行實時監控、液量實時計算、視頻監控，實現對采油井、注水井生產運行狀態的實時監控，實現對采油井遠程啟停、自動調參，及注水井自動調配注等功能。1.1.2管道生產監控子模塊。通過對管道兩端壓力、流量、溫度、聲壓、智能測試樁、恒電位儀等運行數據的監控，實現對井到站、站內、站間的管道運行狀態的實時監控、視頻監控。1.1.3站庫生產監控子模塊通過對站庫生產壓力、流量、溫度、液量等生產參數的實時監控、視頻監控，對基于全站工藝流程的剩余處理能力、剩余處理時間采取實時計算，實現對站庫安全生產運行實時監控。通過站控系統，實現自動調節液位、泵排量、自動反沖洗等。

1.2智能分析模塊

包括數據采集規范控制、生產井變化綜合對比、注水系統效率優化分析子模塊。1.2.1數據采集規范控制子模塊。包括數據統一采集管理、數據質量檢測管理、數據審核提交管理、數據服務統一單元。數據統一采集管理：通過自動采集的數據以及人工補錄、人工審核的方式，實現唯一點數據錄入，多系統提取，減少多個系統、多種報表的重復錄入的工作量，將未電子化數據進行梳理，采用OCR等輔助手段快速錄入系統。數據質量檢測管理：建立面向作業源數據采集的質量綜合控制和審計平臺，全面提高作業區采集數據質量，確保數據的完整性、及時性、準確性等。數據審核提交管理：在作業區數據統一采集與數據質量檢測和清洗的基礎上，采用工作流的方式進行人工審核。數據服務統一：系統以微服務的方式提供統一接口，其他應用系統可以按照配置的服務接口訪問系統并獲取數據。1.2.2生產井變化綜合對比子模塊。生產井變化綜合對比子系統是作業區生產管理平臺智能化核心系統，包括5個單元：生產井指標變化自動監測、生產井變化工單流程管理、生產井變化歷史趨勢統計、生產井變化綜合統計分析與生產井變化報表管理。生產井指標變化自動監測分析：通過對生產數據的實時監測，實現了對變化井的報警。生產井變化工單流程管理：當生產井變化產生閾值預警時，系統將實現基于生產井變化信息，自動生產現場落實的工單。生產井變化歷史趨勢統計：以組織單位、區塊及單井為單位，對生產井歷史指標、歷史壓力、歷史工況變化趨勢進行統計分析。生產井變化綜合統計分析：以抽油機井、電潛泵井、螺桿泵井及注水井不同井型進行區分，對不同井型的生產變化進行統計匯總。生產井變化報表管理：以報表工具為基礎，構建靈活的生產井變化日報統計功能，實現不同生產井變化的日報分析、月報分析；以報表工具為基礎，構建靈活的生產井處置效果統計分析功能。通過生產井變化綜合對比分析模塊，可以徹底改變作業區生產管理人員的手工分析模式，將生產井的變化信息進行實時分析與推送，建立變化井管理的標準流程，減少變化井分析用戶40%的數據整理時間，將更多的時間用于問題落實與解決。1.2.3注水系統效率優化分析子模塊包括生產監控、效率分析、設備管理、報表管理單元。生產監控：基于實時數據采集分析，實現注水生產全過程監控，保障生產安全平穩運行。效率分析：利用大數據分析技術，實現注水效率自動分析，挖掘效率提升點，提升注水效率。設備管理：基于實時數據采集分析，實現注水設備全生命周期管理，降低運維成本。報表管理：基于靈活報表工具，實現報表靈活自定義，簡化日常報表維護工作量。

1.3集中管控統一調度模塊

包括生產井運行監控可視化報警管理、管道與站場完整性管理、站庫安全預警可視化管理、生產調度管理子模塊。1.3.1生產井運行監控可視化報警管理子模塊包括生產預警報警、生產故障聯動分析、生產故障實時診斷、生產故障實時處置、專家知識庫單元。生產預警報警：預報警信息以列表的方式展示，展示預報警等級、類型、風險源、所屬系統或單井、時間、次數、內容、處理狀態，實現集中展示、集中處置、統一調度。1.3.2管道與站場完整性管理子模塊。包括基礎數據管理、管道風險評價、失效管理、管道的檢測與修復、專家知識庫單元。1.3.3站庫安全預警可視化管理子模塊。包括生產監控預警報警、生產趨勢預判、異常工況分析、設備檢維修、專家知識庫單元。1.3.4生產調度管理子模塊。包括生產信息收集報送、電子巡檢、移動巡檢、事件管理、重點工作、交接班管理單元。電子巡檢管理：制定生產情況巡檢工作規則，基于A11、A4、利用大數據分析技術，對生產狀態實時數據進行提取，聚類，上下游關聯分析等，實現對井生產狀態、管道生產狀態、設施設備運行狀態的數字化電子巡檢。移動巡檢管理：梳理巡檢業務流程，規劃移動巡檢路線，實現對巡檢各環節巡檢數據的采集，報送，記錄。移動巡檢管理用于單井巡檢、站庫巡檢、管線巡檢等業務場景。事件管理：包括事件名稱、發生時間、發生地點、事件情況、事件等級、事件類型、事件報告人、事件處理時間、事件處理人、事件處理情況、事件處置狀態等內容，實現生產事件信息動態采集，實時傳遞，快速處理和綜合查詢分析。重點工作：包括新井進度、修井進度、工程（項目）進度、防洪排澇、冬防保溫、突發事件、接地檢測、節能監測、設備維修等，以進度條的形式進行展示，便于跟蹤和掌握，能夠一目了然地查詢到當前進展情況。交接班管理：包括記錄值班信息、值班時間、值班部門、值班人員、值班電話、交班人員、接班人員、交接重點情況等信息，支持按時間、部門篩選查詢歷史值班信息，便于追溯相關內容。

1.4統一指揮模塊

包括生產運行、綜合管理子模塊。1.4.1生產運行子模塊。包括生產運行管理、應急管理、車輛管理、HSE管理單元。生產運行管理：包括產能建設情況、重點井生產情況、原油集輸注水動態、鉆井動態、修井作業動態、開井停井情況跟蹤、產量變化原因分析、生產信息收集報送、生產工作任務通知單等內容。應急管理：在出現應急事件時，現場人員快速啟動數字化預案，及時通知相關人員。管理人員能夠查看到現場人員實時分布并和現場人員進行音視頻通訊，進行調度、組織救援。車輛管理：包括車輛狀態、駕駛人、乘車人、出車事由、行駛路線、出車回場記錄、里程記錄、油量記錄等內容。HSE管理：HSE負責隱患識別與上報，對隱患和問題的閉環整改形成記錄。1.4.2綜合管理子模塊。包括移動推送管理、計劃管理、任務管理單元。移動推送管理：將應急事件、代辦信息通過多種渠道自動推送。計劃管理：實現對各類計劃的管理，包括制定計劃的起止時間，計劃是否提醒，執行的崗位和人員等相關信息。自定義工作計劃，支持按照組織機構、崗位等多維度定義周期性巡檢路線及工作任務，可以將任務分解成多級子任務，單獨指派。任務管理：實現對任務的列表展示、任務執行情況的查看。

2預期效果

作業區生產數字化管理以油氣生產物聯網為基礎，集成工業視頻平臺、各油水井數據采集平臺，實現生產智能預警，生產參數動態監測，加強作業區基層管理人員對油水井生產運行的安全管控，提升對油水井應急工況的處置效率，提高生產井運行效率與作業區HSE管理水平。破解基層工作“上邊千根線，下邊一根針”的困境。將基層的生產和管理信息納入統一的作業區生產管理平臺，避免一線人員交叉重復工作，解決作業區多系統重復錄入的問題。改變現有知識管理和技術支持模式，不再需要繁瑣的案例收集、整理、下發，系統自動生成圖文并茂的案例庫，既可以自助學習、討論，還可以通過點擊人名即刻找到當事人獲得遠程協助，省去四處詢問過程，為關鍵問題的解決節省寶貴時間，提高各級人員的工作效率。員工工作管理實現精準管理，數據上報實現實時處理，現場問題實時求助，整體數據實時匯總，自動實現數據整理和分析。支撐作業區基層建設管理，把作業區員工從繁雜的數據采集、錄入、分析、上報工作中解放出來，將員工精力投入到維修、維護、改造、提升工作中來，實現基層員工減負提效[3]。

作者:郭亞男 單位:大港油田公司第五采油廠