油气田作业区管理数字化转型发展

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摘要：为落实油田数字化转型智能化发展要求，建立了新型作业区生产管理模块，依据作业区内部管理流程规范，设计了生产技术、生产运行、生产现场、安全环保、综合管理五大业务场景，以物联网生产数据源头采集，实现一键录入，多个系统同时调用，报表自动生成；以设定单井生产参数阀值，实现生产参数自动对比报警，改变人工比对查找的工作方式，减轻员工劳动强度；以工作流引擎技术，实现工单化过程管控等信息化管理手段，综合提升基层作业区生产运行效率和基础管理水平。

关键词：作业区；基层生产；管理平台；物联网；基层建设

0引言

作业区主要承担采油、注水和输油的生产任务，担负生产运行、油藏管理、工艺管理、设备管理、质量安全环保管理、党群管理等工作内容，管理油井、水井、输油站、注水站、单井点、增压点、输油管道、注水管道、天然气管道、供水管道等生产设施，管理机泵、工艺装置、生产管道、仪器仪表、电力线路及设施、安全监测、车辆等设备。作业区工作内容包括：油水井的实时监控，设备运转的例行巡检，以及对设备的操作和控制，生产数据的计量和录入，设备设施的维护维修保养，仪器仪表检测，生产现场安全问题的检查消减等。作业区级的生产管理，作为油田生产最前线与油气田企业生产经营管理的“最后一公里”，是企业生产经营管理中最复杂、最困难的部分。由于没有使用统一的信息化手段，作业区生产管理一直处于“较原始”的状态。作业区各级管理人员无法及时全面把控生产动态，生产记录只有部分实现了网络化的管理系统，部分停留在电子数据阶段，少部分为手写的纸质记录，对生产信息的下达、落实和反馈还停留在电话沟通阶段，没有形成统一的生产管理系统；对现场情况视频化、音频化、图像化生产信息资料的记录和存储没有统一完善的管理信息平台。目前，各项数据之间存在信息孤岛和碎片化的现象，各项数据之间没有任何链路联系；信息获取的及时性差，存在信息失真和检索困难现象；对信息的分析和判断工作效率低下，制约着生产经营管理工作向组织高效、快捷、规范化方向发展[1]。作业区生产管理涉及到的已经建成的管理系统有：油气水井生产数据管理系统（A2）、油水井生产信息采集与管理平台、地理信息系统（A4）、采油与地面工程运行管理系统（A5）、ERP管理系统、视频会议系统、油气生产物联网系统（A11）、经营管理系统、特殊作业管理系统、钻井井史查询系统、上传网络的会议纪要、地质措施计划，钻井、试油、修井日报，及各项工作的周报、月报和总结文档等。作业区为保证生产需要，有多达数百种的电子文档，日常数据上报和传达靠即时通讯软件，单个文件的发送多达数十人次。作业区生产调度每日生产动态、生产运行记录、单井点数据记录等电子文档多达36个。作业区内部各岗位员工根据上级要求和自己的岗位职责，记录设备台账、工艺台账、特种设备台账、各种仪表台账，管理记录、洗井洗干线周期表和计划、总结、各种生产动态的检测数据等电子数据。若对数据进行分析，要调阅各种资料，打开多个系统和表格。若对电子文档数据掌握不全或难以收集，分析结论容易产生偏差，影响生产和决策。例如对停产井、变化井进行分析，要查询动态数据需查阅A2的采油日报、采油月报、油水井生产采集和管理平台与油井护理措施等，查阅A5的地质设计、工艺设计和施工总结等[1]。为满足作业区生产管理效率提升而搭建作业区生产管理平台，实现作业区基层工作“管理数字化、属地规范化、岗位标准化”。作业区生产管理平台借助信息化手段，实现对工作过程的实时管理，提高工作效率，减少员工收集、汇总、整理信息的工作量，自动积累数据库、生产案例和工作经验，实现知识积累和智慧传承。

1作业区生产管理模块

为满足作业区日常生产集中监控、集中管控、统一调度、统一指挥的需求，强化生产管控，全面提升作业区级生产管理水平，夯实物联感知基础，建设作业区生产管理平台，打造作业区级生产管控中心，通过油气生产物联网建设，实现数据源头采集，规范基层生产管理，强化生产受控，实现井-管道-站场自动化生产监控与视频监控集成融合；实现作业区生产现场全生命周期实时管控[2]。通过梳理作业区业务流程，作业区生产管理平台建设实现路径包括：分解岗位管理手册，建立标准化作业区工作平台；固化现场工作流程，实现现场工作流程化管理；实现移动端和计算机端数据采集，将基础数据采集融入站场日产操作；站队行为数据实现作业区基础工作精细管理和量化考核；系统整体应用集成，支撑作业区综合管理工作的标准化。通过建立生产一体化运营管理新模式，提高油气水井、管道、站库生产运行安全管控能力。通过梳理数据接口，打通数据通道，实现多系统多业务高度集成的应用共享。作业区生产管理平台建设包括4大功能模块，即集中监控、智能分析、集中管控统一调度和统一指挥。其共涉及12个子功能模块，包括井生产监控、管道生产监控、站库生产监控、数据采集规范控制、生产井变化综合对比、注水系统效率优化分析、生产井运行监控与可视化报警管理、管道与站场完整性管理、站库安全预警可视化管理、生产调度管理、生产运行、综合管理子功能模块。

1.1集中监控模块

包括井生产监控、管道生产监控、站库生产监控子模块。1.1.1井生产监控子模块。通过对井的生产压力、流量、温度、冲程、冲次、转速、载荷、电量、电流等参数进行实时监控、液量实时计算、视频监控，实现对采油井、注水井生产运行状态的实时监控，实现对采油井远程启停、自动调参，及注水井自动调配注等功能。1.1.2管道生产监控子模块。通过对管道两端压力、流量、温度、声压、智能测试桩、恒电位仪等运行数据的监控，实现对井到站、站内、站间的管道运行状态的实时监控、视频监控。1.1.3站库生产监控子模块通过对站库生产压力、流量、温度、液量等生产参数的实时监控、视频监控，对基于全站工艺流程的剩余处理能力、剩余处理时间采取实时计算，实现对站库安全生产运行实时监控。通过站控系统，实现自动调节液位、泵排量、自动反冲洗等。

1.2智能分析模块

包括数据采集规范控制、生产井变化综合对比、注水系统效率优化分析子模块。1.2.1数据采集规范控制子模块。包括数据统一采集管理、数据质量检测管理、数据审核提交管理、数据服务统一单元。数据统一采集管理：通过自动采集的数据以及人工补录、人工审核的方式，实现唯一点数据录入，多系统提取，减少多个系统、多种报表的重复录入的工作量，将未电子化数据进行梳理，采用OCR等辅助手段快速录入系统。数据质量检测管理：建立面向作业源数据采集的质量综合控制和审计平台，全面提高作业区采集数据质量，确保数据的完整性、及时性、准确性等。数据审核提交管理：在作业区数据统一采集与数据质量检测和清洗的基础上，采用工作流的方式进行人工审核。数据服务统一：系统以微服务的方式提供统一接口，其他应用系统可以按照配置的服务接口访问系统并获取数据。1.2.2生产井变化综合对比子模块。生产井变化综合对比子系统是作业区生产管理平台智能化核心系统，包括5个单元：生产井指标变化自动监测、生产井变化工单流程管理、生产井变化历史趋势统计、生产井变化综合统计分析与生产井变化报表管理。生产井指标变化自动监测分析：通过对生产数据的实时监测，实现了对变化井的报警。生产井变化工单流程管理：当生产井变化产生阈值预警时，系统将实现基于生产井变化信息，自动生产现场落实的工单。生产井变化历史趋势统计：以组织单位、区块及单井为单位，对生产井历史指标、历史压力、历史工况变化趋势进行统计分析。生产井变化综合统计分析：以抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井及注水井不同井型进行区分，对不同井型的生产变化进行统计汇总。生产井变化报表管理：以报表工具为基础，构建灵活的生产井变化日报统计功能，实现不同生产井变化的日报分析、月报分析；以报表工具为基础，构建灵活的生产井处置效果统计分析功能。通过生产井变化综合对比分析模块，可以彻底改变作业区生产管理人员的手工分析模式，将生产井的变化信息进行实时分析与推送，建立变化井管理的标准流程，减少变化井分析用户40%的数据整理时间，将更多的时间用于问题落实与解决。1.2.3注水系统效率优化分析子模块包括生产监控、效率分析、设备管理、报表管理单元。生产监控：基于实时数据采集分析，实现注水生产全过程监控，保障生产安全平稳运行。效率分析：利用大数据分析技术，实现注水效率自动分析，挖掘效率提升点，提升注水效率。设备管理：基于实时数据采集分析，实现注水设备全生命周期管理，降低运维成本。报表管理：基于灵活报表工具，实现报表灵活自定义，简化日常报表维护工作量。

1.3集中管控统一调度模块

包括生产井运行监控可视化报警管理、管道与站场完整性管理、站库安全预警可视化管理、生产调度管理子模块。1.3.1生产井运行监控可视化报警管理子模块包括生产预警报警、生产故障联动分析、生产故障实时诊断、生产故障实时处置、专家知识库单元。生产预警报警：预报警信息以列表的方式展示，展示预报警等级、类型、风险源、所属系统或单井、时间、次数、内容、处理状态，实现集中展示、集中处置、统一调度。1.3.2管道与站场完整性管理子模块。包括基础数据管理、管道风险评价、失效管理、管道的检测与修复、专家知识库单元。1.3.3站库安全预警可视化管理子模块。包括生产监控预警报警、生产趋势预判、异常工况分析、设备检维修、专家知识库单元。1.3.4生产调度管理子模块。包括生产信息收集报送、电子巡检、移动巡检、事件管理、重点工作、交接班管理单元。电子巡检管理：制定生产情况巡检工作规则，基于A11、A4、利用大数据分析技术，对生产状态实时数据进行提取，聚类，上下游关联分析等，实现对井生产状态、管道生产状态、设施设备运行状态的数字化电子巡检。移动巡检管理：梳理巡检业务流程，规划移动巡检路线，实现对巡检各环节巡检数据的采集，报送，记录。移动巡检管理用于单井巡检、站库巡检、管线巡检等业务场景。事件管理：包括事件名称、发生时间、发生地点、事件情况、事件等级、事件类型、事件报告人、事件处理时间、事件处理人、事件处理情况、事件处置状态等内容，实现生产事件信息动态采集，实时传递，快速处理和综合查询分析。重点工作：包括新井进度、修井进度、工程（项目）进度、防洪排涝、冬防保温、突发事件、接地检测、节能监测、设备维修等，以进度条的形式进行展示，便于跟踪和掌握，能够一目了然地查询到当前进展情况。交接班管理：包括记录值班信息、值班时间、值班部门、值班人员、值班电话、交班人员、接班人员、交接重点情况等信息，支持按时间、部门筛选查询历史值班信息，便于追溯相关内容。

1.4统一指挥模块

包括生产运行、综合管理子模块。1.4.1生产运行子模块。包括生产运行管理、应急管理、车辆管理、HSE管理单元。生产运行管理：包括产能建设情况、重点井生产情况、原油集输注水动态、钻井动态、修井作业动态、开井停井情况跟踪、产量变化原因分析、生产信息收集报送、生产工作任务通知单等内容。应急管理：在出现应急事件时，现场人员快速启动数字化预案，及时通知相关人员。管理人员能够查看到现场人员实时分布并和现场人员进行音视频通讯，进行调度、组织救援。车辆管理：包括车辆状态、驾驶人、乘车人、出车事由、行驶路线、出车回场记录、里程记录、油量记录等内容。HSE管理：HSE负责隐患识别与上报，对隐患和问题的闭环整改形成记录。1.4.2综合管理子模块。包括移动推送管理、计划管理、任务管理单元。移动推送管理：将应急事件、代办信息通过多种渠道自动推送。计划管理：实现对各类计划的管理，包括制定计划的起止时间，计划是否提醒，执行的岗位和人员等相关信息。自定义工作计划，支持按照组织机构、岗位等多维度定义周期性巡检路线及工作任务，可以将任务分解成多级子任务，单独指派。任务管理：实现对任务的列表展示、任务执行情况的查看。

2预期效果

作业区生产数字化管理以油气生产物联网为基础，集成工业视频平台、各油水井数据采集平台，实现生产智能预警，生产参数动态监测，加强作业区基层管理人员对油水井生产运行的安全管控，提升对油水井应急工况的处置效率，提高生产井运行效率与作业区HSE管理水平。破解基层工作“上边千根线，下边一根针”的困境。将基层的生产和管理信息纳入统一的作业区生产管理平台，避免一线人员交叉重复工作，解决作业区多系统重复录入的问题。改变现有知识管理和技术支持模式，不再需要繁琐的案例收集、整理、下发，系统自动生成图文并茂的案例库，既可以自助学习、讨论，还可以通过点击人名即刻找到当事人获得远程协助，省去四处询问过程，为关键问题的解决节省宝贵时间，提高各级人员的工作效率。员工工作管理实现精准管理，数据上报实现实时处理，现场问题实时求助，整体数据实时汇总，自动实现数据整理和分析。支撑作业区基层建设管理，把作业区员工从繁杂的数据采集、录入、分析、上报工作中解放出来，将员工精力投入到维修、维护、改造、提升工作中来，实现基层员工减负提效[3]。

作者:郭亚男 单位:大港油田公司第五采油厂