長慶：數(shù)字油田的三端架構(gòu)

張越

中國石油所屬的地區(qū)分公司——長慶油田，地處陜、甘、寧、內(nèi)蒙古、晉五省（區(qū)），特殊的自然環(huán)境使已開發(fā)的數(shù)萬口油氣井上千座井站和數(shù)千米輸油管、線分散在大山深溝和戈壁荒灘。面對2013年“5000萬噸油氣當量”的發(fā)展目標，長慶油田立足于油氣生產(chǎn)實際，用信息化改造傳統(tǒng)石油工業(yè)，積極探索與實踐低成本的油氣田數(shù)字化管理建設(shè)模式，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強有力支撐。

物聯(lián)網(wǎng)三端架構(gòu)

由于油氣井分散地廣，長期以來，長慶油田井口數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計分析、油樣采集、投球收球、儲油罐液位計量和井口啟停等工作，需要大量的人員到現(xiàn)場才能完成。隨著全面推進油氣田數(shù)字化建設(shè)進程加快，步入“大油田管理、大規(guī)模建設(shè)”的長慶油田，按照數(shù)字化建設(shè)“三端五系統(tǒng)三輔助”的總體架構(gòu)，在生產(chǎn)指揮、現(xiàn)場作業(yè)、油藏開發(fā)三個層面實施了數(shù)字化管理。

據(jù)介紹，“三端”是指在生產(chǎn)過程，重點按照整體性和規(guī)模性的要求，推進數(shù)字化作業(yè)區(qū)建設(shè)，加快老油田數(shù)字化改造。前端以基本生產(chǎn)單元過程控制為核心，以站（增壓點、集氣站、轉(zhuǎn)油站等）為中心輻射到井，構(gòu)成基本生產(chǎn)單元。按照地面裝備小型化、集成化、橇裝化的技術(shù)思路，圍繞“井、線、站”一體化、“供、注、配”一體化，研發(fā)油氣井生產(chǎn)控制所需的系列配套裝備，推廣應(yīng)用數(shù)字化新設(shè)備新工藝，使油氣水井與場站實現(xiàn)標準化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，把沒有圍墻的工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橛袊鷫Φ墓S式管理。截止目前，油田數(shù)字化覆蓋率已達到91%，基本實現(xiàn)了油氣田的數(shù)字化管理。

中端以基本集輸單元運行管理為核心，以聯(lián)合站（凈化廠/處理廠）為中心，輻射到站（轉(zhuǎn)油站、集氣站）和外輸管線，構(gòu)成基本集輸單元。利用前端采集的實時數(shù)據(jù)，建設(shè)油氣集輸、安全環(huán)保與應(yīng)急搶險一體化的安全環(huán)保風(fēng)險感知和預(yù)警系統(tǒng)，形成輸油泵、集輸管線與環(huán)境敏感區(qū)的安全環(huán)?！叭婪谰€”和公司、廠（處）、作業(yè)區(qū)、崗位“四級責(zé)任”體系，提高生產(chǎn)運行系統(tǒng)的風(fēng)險預(yù)警和遠程控制能力，實現(xiàn)“讓數(shù)字說話，聽數(shù)字指揮”。

后端以油氣藏研究為核心，以數(shù)據(jù)鏈技術(shù)為手段，建設(shè)業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流相統(tǒng)一的油氣藏研究與決策支持系統(tǒng)，對油氣藏實時監(jiān)測、動態(tài)優(yōu)化和及時調(diào)整，實現(xiàn)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的協(xié)同研究與決策，有效提升油氣藏開發(fā)管理的科學(xué)化水平。配套推進ERP和MIS的應(yīng)用，提高油氣田開發(fā)決策管理的科學(xué)化水平。

在信息化引領(lǐng)之路上，長慶油田正以前端井、站和管線等為物聯(lián)對象，結(jié)合裝備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展趨勢，開展底層嵌入式技術(shù)集成應(yīng)用，研發(fā)了數(shù)字化抽油機、一體化集成裝置等一系列新的裝備；形成了智能分析、自動調(diào)節(jié)、集成嵌入數(shù)字傳輸?shù)攘笙盗?，穩(wěn)流配水、氣井智能保護、井場視頻智能闖入分析、標準站控技術(shù)、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全管理等25項技術(shù)，有效提升了油氣生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。

數(shù)字管理變革

對長慶油田來說，信息化建設(shè)目前已經(jīng)步入了集成應(yīng)用階段。在管理方面，長慶油田從信息化源頭做起，建成了生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)運行指揮和決策分析的數(shù)字化管理系統(tǒng)，達到了業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流統(tǒng)一，行政管理與業(yè)務(wù)管理統(tǒng)一。從井、站——作業(yè)區(qū)——廠——公司四個層面，經(jīng)歷了流程檢測、分析優(yōu)化到流程再造。比如，長慶油田取消井區(qū)、集輸隊，采油作業(yè)區(qū)管理層級由過去的“四級”簡化為“三級”；全面使用數(shù)字化增壓橇和注水橇后，管理層級簡化為“二級”，減少用工30%。氣田推行數(shù)字化無人值守集氣站，優(yōu)化勞動組織架構(gòu)，構(gòu)建“作業(yè)區(qū)—監(jiān)控中心—單井”的生產(chǎn)管理模式，將作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理終端直接由區(qū)域監(jiān)控中心延伸至氣井井口。

同時，數(shù)字化管理變革了信息采集、傳遞、控制與反饋方式，使傳統(tǒng)的經(jīng)驗管理、人工巡檢式的被動方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾?、精確制導(dǎo)。采油單位建成以廠生產(chǎn)指揮中心、作業(yè)區(qū)調(diào)控中心和場站站控中心“三個中心”為一體的新型生產(chǎn)運行模式；采氣單位建成廠、作業(yè)區(qū)兩級監(jiān)控體系，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流與業(yè)務(wù)流的統(tǒng)一，進一步優(yōu)化簡化了生產(chǎn)流程，實現(xiàn)組織架構(gòu)扁平化管理。

據(jù)介紹，在長慶油田在西峰示范油田的開發(fā)建設(shè)中，油井生產(chǎn)實現(xiàn)了實時監(jiān)控和自動計量，注水井達到了遠端配水和無人值守，場、站關(guān)鍵部位的壓力、溫度、流量、大罐液位等參數(shù)實現(xiàn)了圖象監(jiān)測，并可自動采集、處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)超限報警、設(shè)備故障報警和報表打印等功能。信息化建設(shè)，極大提高了油田的生產(chǎn)效率，使“增產(chǎn)不增人”成為現(xiàn)實，目前長慶油田的油氣當量生產(chǎn)能力從10年前的1000萬噸增長到5000萬噸，而用工總量卻保持7萬人不變，促進油田百萬噸產(chǎn)能勞動用工減少40%以上。

在經(jīng)營管理方面，電子商務(wù)系統(tǒng)已成為長慶油田物資采購的電子交易平臺。合同管理系統(tǒng)、審計管理系統(tǒng)為油田內(nèi)控管理與風(fēng)險防范發(fā)揮了積極作用；造價管理、設(shè)備管理、技術(shù)發(fā)展、行政事務(wù)、紀檢監(jiān)察、油氣銷售等綜合管理軟件開發(fā)，有效提升了業(yè)務(wù)管理水平和工作效率。

安全環(huán)保監(jiān)控

長慶油田的信息化建設(shè)，從80年代末90年代初期的以業(yè)務(wù)部門各自建設(shè)管理信息系統(tǒng)的第一個發(fā)展階段，2000年之后的統(tǒng)一規(guī)劃集中建設(shè)階段，步入了目前的信息技術(shù)與傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)深度融合時期。如今，油田專業(yè)人員參與信息化融合的程度，信息化在安全風(fēng)險、環(huán)保監(jiān)測、應(yīng)急處置方面的能力，對油田信息化的意義越來越突出。

長慶油田作業(yè)區(qū)多位于生態(tài)脆弱的鄂爾多斯地區(qū)，十年九旱、水土流失嚴重的環(huán)境問題，安全環(huán)保監(jiān)控對長慶油田信息化建設(shè)的意義更加重要。為此，長慶油田建成輸油泵、集輸管線與環(huán)境敏感區(qū)的安全環(huán)?！叭婪谰€”和公司、廠（處）、作業(yè)區(qū)、崗位的“四級責(zé)任”體系，共監(jiān)控13類設(shè)備近1.3萬臺，監(jiān)控12類參數(shù)2萬多條，提高生產(chǎn)運行系統(tǒng)的風(fēng)險預(yù)警和遠程管控能力。建成了安全環(huán)保監(jiān)控和生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)警處理網(wǎng)絡(luò)，對油氣集輸系統(tǒng)245座重點站、563臺泵實施遠程截斷和自動監(jiān)控；在10條長輸管線安裝62處智能截斷閥；對15條河流、水域設(shè)置36處視頻監(jiān)控和6處浮油監(jiān)測裝置，對127處環(huán)境敏感區(qū)建設(shè)183道攔油設(shè)施，設(shè)立50座應(yīng)急物資儲備庫。從而達到多級監(jiān)視為主、分級監(jiān)控輔助，遇到險情快速反應(yīng)、及時處置，確保重要站庫、集輸管線、重要風(fēng)險源有效受控。