智能油田建設(shè)構(gòu)想

劉寶軍

(勝利油田信息中心,山東東營257001)

智能油田建設(shè)構(gòu)想

劉寶軍

(勝利油田信息中心,山東東營257001)

目前,國際上智能油田的發(fā)展朝著綜合研究虛擬化和可視化、決策部署協(xié)同化和高效化、生產(chǎn)管理遠(yuǎn)程化和實時化、業(yè)務(wù)管理一體化和精細(xì)化、信息資源集成化和共享化方向發(fā)展。對比來看,國內(nèi)油田智能建設(shè)在信息資源共享、管理和經(jīng)營等方面存在不足,暴露出主動意識、頂層設(shè)計、應(yīng)用層面、基礎(chǔ)保障、安全防護(hù)等方面的問題。為此,在緊跟國際發(fā)展趨勢的總體目標(biāo)下,需著力建設(shè)“4113”工程,提升智能決策、智能生產(chǎn)管理、一體化經(jīng)營管理、智能礦區(qū)服務(wù)四個應(yīng)用,建成信息資源共享服務(wù)中心,打造基礎(chǔ)運維平臺,完善標(biāo)準(zhǔn)、管理保障、人才隊伍建設(shè)三個體系。

油田;企業(yè)現(xiàn)代管理;智能化

智能油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上,借助業(yè)務(wù)模型和專家系統(tǒng),全面感知油田動態(tài),自動操控油田活動,預(yù)測油田變化趨勢,持續(xù)優(yōu)化油田管理,虛擬專家輔助油田決策,用計算機(jī)系統(tǒng)智能地管理油田。智能油田是勘探開發(fā)專有技術(shù)智能化、配套產(chǎn)業(yè)智能化、經(jīng)營管理現(xiàn)代化、信息應(yīng)用智能化協(xié)同發(fā)展的必然結(jié)果。

一、智能油田發(fā)展趨勢

國際各大石油公司根據(jù)自身發(fā)展需求,已經(jīng)不同程度地開展了“智能油田”建設(shè),總體上呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:

1.綜合研究虛擬化、可視化。將地質(zhì)、井筒、地面、實時信息進(jìn)行高度集成,構(gòu)建構(gòu)造、油藏三維可視化地質(zhì)模型,直觀、準(zhǔn)確地刻畫構(gòu)造情況和剩余油分布,實現(xiàn)了“虛擬現(xiàn)實”環(huán)境中進(jìn)行研究、分析與決策,通過人機(jī)交互,完成勘探開發(fā)方案的編制。比較先進(jìn)的企業(yè)已達(dá)到油藏管理的三維實時動態(tài)模擬、監(jiān)視、分析、控制階段。

?？松梨诶米钕冗M(jìn)的地震成像技術(shù),通過3D指示器(操縱虛擬環(huán)境中物體的設(shè)備),可以規(guī)劃出新的礦井,油儲的效果和變化一目了然。在此基礎(chǔ)上,提升添加了時間元素,產(chǎn)生4D效果。通過匯聚不同月份、不同年份的地震數(shù)據(jù),工程師就能追蹤油儲的變化。

2.決策部署協(xié)同化、高效化。集中各專業(yè)專家就具體問題進(jìn)行在線討論,決策視角更加完整,通過集成化的決策平臺,使決策信息更加豐富,增強(qiáng)了決策的實效性、科學(xué)性,減少了溝通成本,專家知識得到有效的積累和傳遞。

斯倫貝謝公司創(chuàng)建了一體化的協(xié)同工作平臺和環(huán)境,信息充分共享,直觀展示,便于專家協(xié)同,迅速做出決策,實時指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè),有效推進(jìn)決策進(jìn)度和效率。如,當(dāng)一口井出砂時,基于三維模型展示,支持出砂原因分析、同井及鄰井歷史出砂防砂案例分析、防砂措施方案研究、效果預(yù)測與評價等各個層面,并把決策分析過程記載入庫。該項目實施后,解決技術(shù)問題時間縮短了95%,工程修正時間縮短75%,每年節(jié)省費用1.5億美元。

3.生產(chǎn)管理遠(yuǎn)程化、實時化?？缭綍r空限制,對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時診斷分析,及時制定措施、調(diào)整方案,有效規(guī)避各類風(fēng)險,降低損失。

埃克森創(chuàng)建了虛擬鉆井中心,殼牌公司建立了實時作業(yè)中心(RTOC),各地施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳輸?shù)街行?實現(xiàn)對施工項目的實時監(jiān)控和遠(yuǎn)程協(xié)同會診,快速拿出最優(yōu)解決方案,指導(dǎo)現(xiàn)場施工,從而大大降低了事故損失和風(fēng)險。

4.業(yè)務(wù)管理一體化、精細(xì)化。將業(yè)務(wù)運轉(zhuǎn)全部通過網(wǎng)上實現(xiàn),首先,使各項制度通過規(guī)范的節(jié)點得以落實,真正做到制度e化,確保業(yè)務(wù)操作合規(guī);其次,通過網(wǎng)上協(xié)作、信息共享提高了業(yè)務(wù)辦理效率;第三,業(yè)務(wù)全過程得到有效監(jiān)控,對各業(yè)務(wù)節(jié)點的考核得以量化。

挪威國家石油公司對內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營管理流程進(jìn)行了全面的梳理和優(yōu)化,以流程為指引進(jìn)行信息的有效組織,實現(xiàn)了從勘探到開發(fā)直到廢棄,所有的生產(chǎn)、運營、設(shè)計都在計算機(jī)上完成,已經(jīng)達(dá)到了全業(yè)務(wù)流程管理的數(shù)字化,推進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同和精細(xì)化管控。

5.信息資源集成化、共享化。通過資源的集中配置、共享使用,極大地提高了資源的服務(wù)能力和使用效率,信息安全能力顯著提升。

挪威國家石油公司、BP、道達(dá)爾、雪伏龍、康菲等石油公司都建立起了公司級的數(shù)據(jù)中心,建立統(tǒng)一的管理和服務(wù)平臺,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化管理和集成應(yīng)用,研究人員不受時間、地域限制可實時進(jìn)行遠(yuǎn)程資料調(diào)用和分析。斯倫貝謝、CGG等公司實施了軟硬件裝備集中化共享應(yīng)用,后臺軟硬件統(tǒng)一管理配置,提高了軟硬件資源的使用效率,大大降低了軟硬件的維護(hù)成本。

二、油田信息化建設(shè)差距及問題

通過國內(nèi)外先進(jìn)石油企業(yè)對標(biāo)找差距,勝利油田信息化建設(shè)覆蓋面比較完整,特別在勘探開發(fā)信息化方面融合程度比較深,但與行業(yè)一流相比,在多個方面還有差距。

1.差距。一是信息資源共享方面。對于經(jīng)營信息、人文信息的管理與服務(wù)還欠缺,基礎(chǔ)設(shè)施云環(huán)境和云安全建設(shè)仍需完善,基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)一步向生產(chǎn)現(xiàn)場特別是海上生產(chǎn)區(qū)域覆蓋。二是勘探開發(fā)方面。勘探模型、采油工藝模型還在探索階段,油藏模型的易用性需要提升,油藏實時監(jiān)測和預(yù)警分析、診斷優(yōu)化需要攻關(guān),方案決策、工藝優(yōu)化、注采優(yōu)化能力需要提升。三是生產(chǎn)管理方面。生產(chǎn)實時感知覆蓋面需要拓展,“油藏—井筒—地面”一體化分析模型需要建立,多因素生產(chǎn)分析需要加強(qiáng),遠(yuǎn)程指揮支持能力需要提升,油公司模式下的生產(chǎn)管理流程需要通過系統(tǒng)固化。四是經(jīng)營管理方面,核心流程梳理和e化處于起步階段,風(fēng)險管控信息化需要加強(qiáng),缺乏核心指標(biāo)建模和綜合效益決策支持。

2.問題。一是信息化主動性不夠進(jìn)展參差不齊。由于對信息化認(rèn)識程度不一,對信息化建設(shè)的主動性不夠,一定程度上存在需求不落地、建設(shè)消極應(yīng)付、應(yīng)用實施推動不力等問題,造成各專業(yè)之間、各單位之間信息化應(yīng)用水平差異較大。二是頂層設(shè)計和統(tǒng)一管理仍需加強(qiáng)。分散建設(shè)和信息孤島依然存在,一些項目建設(shè)沒有落實“六統(tǒng)一”要求,造成系統(tǒng)集成和資源共享難度大,管控缺乏部門協(xié)作和相應(yīng)手段。三是信息化應(yīng)用層面和深度還不夠。業(yè)務(wù)全生命周期管理與協(xié)同處于起步階段,挖掘大數(shù)據(jù)輔助專業(yè)決策和企業(yè)總體決策能力不足,支撐油公司管理體制機(jī)制建立的支撐還需加強(qiáng),需要充分研究和利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等新技術(shù)、新理念,提升信息化應(yīng)用和服務(wù)水平。四是基礎(chǔ)保障能力有待提高。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還需要加大力度,軟硬件資源還難以快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求,運維資源分散、能力參差不齊、亟需完善運維服務(wù)體系。五是信息安全防護(hù)能力亟需加固。全員信息安全意識仍需提高,安全防護(hù)能力還不足,需要從數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全進(jìn)行總體考慮,從安全意識、管理配套、技術(shù)防護(hù)總體設(shè)計和實施,提升信息安全管理水平。

三、智能油田總體構(gòu)想

1.實現(xiàn)生產(chǎn)實時化。實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋,實時獲取油田油氣生產(chǎn)、鉆錄井、管網(wǎng)/站庫等生產(chǎn)設(shè)施、重點生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況,解決過去生產(chǎn)動態(tài)手工采集、反應(yīng)滯后的問題。

2.實現(xiàn)過程自動化。對油田管理難度大、環(huán)保影響大、安全要求高、經(jīng)濟(jì)價值高、民生涉及面廣的重點生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,根據(jù)工藝流程實現(xiàn)生產(chǎn)裝置的自我優(yōu)化和裝置之間的連鎖保護(hù)。

3.實現(xiàn)油田可視化。建立“構(gòu)造—油藏—井筒—地面”一體化的直觀展示環(huán)境,集成生產(chǎn)動態(tài)、知識成果等信息,實現(xiàn)實體油田的數(shù)字化描述。

4.實現(xiàn)管理協(xié)同化。優(yōu)化再造油田管理流程,細(xì)化節(jié)點業(yè)務(wù)規(guī)范,基于完整的業(yè)務(wù)流程,實現(xiàn)油田業(yè)務(wù)的全生命周期網(wǎng)上協(xié)同。

5.實現(xiàn)分析模型化。借助儲量評價、油藏分析、生產(chǎn)預(yù)警、經(jīng)營評估、績效考核等一系列數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)油田勘探開發(fā)生產(chǎn)、各項經(jīng)濟(jì)活動的模擬、預(yù)測、優(yōu)化。

6.實現(xiàn)決策科學(xué)化。挖掘知識成果,建立專家決策輔助模型,真正做到業(yè)務(wù)、計算機(jī)系統(tǒng)與人的智能相融合,輔助油田進(jìn)行科學(xué)決策、優(yōu)化管理。

四、智能油田重點建設(shè)“4113”工程

系統(tǒng)開展智能油田“4113”工程:即提升四個應(yīng)用,建成一個中心,打造一個平臺,完善三個體系。

1.四個應(yīng)用。一是智能研究決策。按照勘探開發(fā)一體化、油藏工程一體化、技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化的要求,通過一體化設(shè)計、分專業(yè)實施、集成服務(wù),打破專業(yè)壁壘和應(yīng)用“孤島”,實現(xiàn)勘探開發(fā)業(yè)務(wù)信息、成果文檔等的共享和勘探開發(fā)一體化管理與協(xié)作。建立基于3D模型的可視化虛擬研究與決策環(huán)境,支持多學(xué)科專家的集中決策。建立完善的典型案例庫、專家知識庫、方法規(guī)律庫,探索利用智能模擬技術(shù),實現(xiàn)多方案對比、模擬優(yōu)化,方案實施全過程跟蹤和分析評價。

二是智能生產(chǎn)管理。以“管控實時化、運行一體化、分析智能化、應(yīng)急快捷化、效率更優(yōu)化”為目標(biāo),建立局級—廠級—管理區(qū)(區(qū)域)三級生產(chǎn)管理模式,在工程板塊建立遠(yuǎn)程作業(yè)中心—井場操作監(jiān)控中心。全面開展生產(chǎn)過程物聯(lián)化,通過電子巡井、電子執(zhí)勤、機(jī)動巡護(hù)、智能控制,實現(xiàn)由人工操作向自動操控的轉(zhuǎn)變,通過集中監(jiān)控、智能分析,支持專家在線會診和遠(yuǎn)程指揮。建立標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)管理、安全管控、應(yīng)急處置流程,支持以預(yù)警為觸發(fā)的快速反應(yīng)機(jī)制,實現(xiàn)“監(jiān)控—預(yù)警—分析—處置—反饋—評價”的網(wǎng)上聯(lián)動。將實時信息與專家經(jīng)驗相融合,建立生產(chǎn)問題識別模型,輔助生產(chǎn)問題的快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)。建立采油、注水、注汽、集輸?shù)壬a(chǎn)工藝系統(tǒng)模型,自動進(jìn)行能流計算,分層次把握關(guān)鍵耗能工藝環(huán)節(jié)和關(guān)鍵耗能設(shè)備的用能薄弱根源,提出經(jīng)濟(jì)合理的生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化措施或工藝流程改造方案。

三是一體化經(jīng)營管理。按照“一體化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化”的理念,以“業(yè)務(wù)顯性化、進(jìn)度形象化、控制實時化、管理規(guī)范化”為目標(biāo),以制度定節(jié)點、以節(jié)點串流程、以流程促協(xié)作,對管理流程進(jìn)行優(yōu)化再造,實現(xiàn)油田經(jīng)營業(yè)務(wù)的全生命周期的“閉環(huán)管理”和業(yè)務(wù)節(jié)點的有效監(jiān)管。充分挖掘?qū)嵨锪繑?shù)據(jù)和價值量數(shù)據(jù),建立量價匹配分析模型,細(xì)分核算單元,進(jìn)行投入產(chǎn)出的精細(xì)核算,對單井、區(qū)塊、重點生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備等進(jìn)行效益評價,為生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化提供支持。對油田生產(chǎn)經(jīng)營管理指標(biāo)進(jìn)行動態(tài)分析、超前預(yù)測,對油田經(jīng)濟(jì)活動進(jìn)行綜合模擬評價,尋找最佳投入產(chǎn)出組合,實現(xiàn)投入—產(chǎn)出效益最大化。

四是智能礦區(qū)服務(wù)。按照構(gòu)建和諧社會,打造社區(qū)服務(wù)油田生產(chǎn)生活“大本營”的要求,以重民生、倡文化、促和諧為宗旨,著力開展智能小區(qū)、智能醫(yī)療、網(wǎng)上教育、網(wǎng)上便民服務(wù)管理、網(wǎng)上美麗家園建設(shè),建立面向居民水、電、氣、暖、物業(yè)服務(wù)的統(tǒng)一呼叫中心,大力開展便民e服務(wù),創(chuàng)新便民、利民信息化服務(wù)方式。

2.一個中心:信息資源共享服務(wù)中心。構(gòu)建軟硬件資源和公用服務(wù)資源的集中部署、遠(yuǎn)程共享、按需分配、優(yōu)化使用的云服務(wù)模式。數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)集中存儲、質(zhì)量在線控制、主題式數(shù)據(jù)服務(wù)。面向應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)、安全、開放的公用服務(wù)環(huán)境,實現(xiàn)統(tǒng)一計算存儲資源服務(wù)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)、統(tǒng)一工作流服務(wù)、統(tǒng)一門戶服務(wù)、統(tǒng)一組件服務(wù),有效避免重復(fù)建設(shè),提高資源使用效率,提高安全監(jiān)管和運維水平。

3.一個平臺:基礎(chǔ)運維平臺。建立適應(yīng)云服務(wù)環(huán)境下的統(tǒng)一的基礎(chǔ)運維平臺,對信息資源進(jìn)行集中統(tǒng)一的精細(xì)化管理,實現(xiàn)資源的合理調(diào)配,運行過程的集中監(jiān)控、問題超前預(yù)警和故障準(zhǔn)確定位,運維需求統(tǒng)一受理,處理過程的實時跟蹤和質(zhì)量考核。

4.三個體系。一是標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。按照智能油田建設(shè)和應(yīng)用新要求,修訂完善涵蓋信息安全、技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)測試、部署管理等方面的技術(shù)規(guī)范。制定完善的生產(chǎn)現(xiàn)場自動化數(shù)據(jù)采集、傳輸、施工標(biāo)準(zhǔn),制定業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)節(jié)點操作規(guī)范。推進(jìn)信息標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)建設(shè)、場站建設(shè)、設(shè)備購置、業(yè)務(wù)操作等深度融合,實現(xiàn)基礎(chǔ)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、信息應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化。二是管理保障體系建設(shè)。建立與智能油田建設(shè)相適應(yīng)的組織保障體系,強(qiáng)化智能油田的頂層設(shè)計和分工協(xié)作,將智能油田建設(shè)任務(wù)分解到每個部門、每個單位、每個員工,強(qiáng)化智能油田建設(shè)與應(yīng)用的制度保障和考核,確保智能油田所帶來的集約高效的管理模式和工作模式落到實處、見到實效。三是人才隊伍體系建設(shè)。打造智能油田建設(shè)專家團(tuán)隊、管理隊伍、技術(shù)隊伍和應(yīng)用隊伍,建立有利于穩(wěn)定信息化隊伍、提高創(chuàng)新能力的激勵機(jī)制,開展豐富多彩的學(xué)術(shù)研討、技術(shù)交流、應(yīng)用競賽、技術(shù)比武等活動,全方位、多層次開展相關(guān)培訓(xùn)。

Conception of Intelligent Oilfield(IOF)Construction

LIU Baojun
(Information Center,Shengli Oilfield,Dongying 257000,China)

Currently,the international intelligent oilfield is developing toward a virtualization of integrated research and visualization,synergy and efficiency of decision-making and planning,remote and realtime production management,integration and itemization of business management,and integration and sharing of information resources.By contrast,the domestic construction of intelligent oilfield has some shortages in information resource sharing,management and business,exposing the problems in initiative awareness,top design,application level,basic guarantee and safety protection,etc.For this purpose,under the general goal of following closely the international development trend,we need to enhance construction of"4113"Project and promote the application of intelligent decision-making,intelligent production management,integrated business management and intelligent field,build an information sharing center,create a basic operation and maintenance platform and improve the systems of standards,management guarantee and talent construction.

oilfield;modern management of enterprises;intelligentization

F270.7

A

1009-4326(2015)

10.13600/j.cnki.jpsslof.issn.1009-4326.2015.06.026

(責(zé)任編輯 郭 偉)

2015-10-11

劉寶軍(1973-),男,山東濟(jì)寧人,勝利油田信息中心應(yīng)用管理科高級經(jīng)濟(jì)師。研究方向:油田信息化規(guī)劃及信息系統(tǒng)管理。