“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧油氣田建設(shè)的思考與實(shí)踐

謝 軍

中國石油西南油氣田公司

謝軍.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧油氣田建設(shè)的思考與實(shí)踐.天然氣工業(yè)，2016，36（1）：137-145.

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“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧油氣田建設(shè)的思考與實(shí)踐

謝 軍

中國石油西南油氣田公司

謝軍.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧油氣田建設(shè)的思考與實(shí)踐.天然氣工業(yè)，2016，36（1）：137-145.

摘 要“互聯(lián)網(wǎng)+”正在持續(xù)地影響著整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)并促使其不斷發(fā)生深刻的變革，它已經(jīng)成功地改造了傳媒、金融、零售及服務(wù)等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，也給目前仍處于傳統(tǒng)方式下的油氣開采帶來了巨大的沖擊和機(jī)遇。為此,總結(jié)了“互聯(lián)網(wǎng)+”的內(nèi)涵特征，分析了傳統(tǒng)油氣開采方式當(dāng)下發(fā)展的現(xiàn)實(shí)困境，展望了“互聯(lián)網(wǎng)+油氣開采”形成的新的核心競爭力，全景再現(xiàn)了中國石油西南油氣田公司是如何應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的新思維來建設(shè)具有“自動(dòng)化、信息化、智能化”功能的智慧油氣田的探索實(shí)踐之路，用具體實(shí)例展示了智慧油氣田在轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式、提升決策管理效率、優(yōu)化人力資源配置、降低生產(chǎn)經(jīng)營成本等方面的顯著作用，為大變革時(shí)代油氣開采實(shí)現(xiàn)更好的轉(zhuǎn)型升級提供了借鑒。

關(guān)鍵詞互聯(lián)網(wǎng)+ 油氣開采 智慧油氣田 轉(zhuǎn)型升級 實(shí)踐 中國石油西南油氣田公司

2015年政府工作報(bào)告首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，隨后出臺(tái)了指導(dǎo)意見，明確了“智慧能源”等11項(xiàng)產(chǎn)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃，這標(biāo)志著“互聯(lián)網(wǎng)+”正式從民間智庫上升為國家戰(zhàn)略，同時(shí)也宣告了中國正式開啟“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代[1]。大部分專家認(rèn)為，“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的跨界融合，將為新常態(tài)下國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的強(qiáng)大動(dòng)力，是中國經(jīng)濟(jì)未來10年最大的發(fā)展趨勢和增值空間。作為國家經(jīng)濟(jì)命脈的能源產(chǎn)業(yè)，特別是油氣開采行業(yè)應(yīng)順時(shí)應(yīng)勢，積極推進(jìn)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的融合創(chuàng)新，走出一條適合自身特點(diǎn)的轉(zhuǎn)型升級發(fā)展道路。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代特征

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，意味著互聯(lián)網(wǎng)思維、模式、技術(shù)等方面的創(chuàng)新成果將深度融入人類社會(huì)生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

1.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”的內(nèi)涵特征及時(shí)代價(jià)值

“互聯(lián)網(wǎng)+”本質(zhì)上是構(gòu)建連接一切的新生態(tài)，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。如今更是一種以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)工具的經(jīng)濟(jì)新形態(tài)，是將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果應(yīng)用到各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)跨界融合與協(xié)同創(chuàng)新，促進(jìn)生產(chǎn)、生活方式的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)和更高的生產(chǎn)力。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)既是像水電煤一樣的基礎(chǔ)設(shè)施，又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和創(chuàng)新集聚的重要平臺(tái)，在社會(huì)資源和生產(chǎn)要素配置中發(fā)揮著不可替代的聚合、集成、優(yōu)化作用，不斷促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展[2]。在新的時(shí)期，不論是一個(gè)企業(yè)還是一個(gè)國家，如果錯(cuò)失互聯(lián)網(wǎng)的使用，就好比第二次工業(yè)革命時(shí)代拒絕使用電能，必將導(dǎo)致無法彌補(bǔ)的巨大損失和時(shí)代落伍。

1.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”促進(jìn)社會(huì)變革，衍生新生態(tài)

“互聯(lián)網(wǎng)+”深刻改變著社會(huì)生產(chǎn)、生活方式，同時(shí)為大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)和大規(guī)模社會(huì)協(xié)作提供了有利平臺(tái)，并通過跨界融合創(chuàng)造了大量新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù)和新模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”共享、協(xié)同的理念擴(kuò)展到設(shè)計(jì)、制造等領(lǐng)域，衍生了威客平臺(tái)、眾創(chuàng)空間、眾包設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制等新模式，高效匯集了各路精英、整合了智力資源。“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用到消費(fèi)、金融等領(lǐng)域，形成了B2B、C2C和O2O等電子商務(wù)模式以及P2P信貸、大數(shù)據(jù)征信等金融新業(yè)務(wù)，提高了服務(wù)效率，降低了交易成本，推動(dòng)了中小企業(yè)、實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。“互聯(lián)網(wǎng)+”還重構(gòu)了社會(huì)服務(wù)行業(yè)的業(yè)務(wù)模式，旅游云平臺(tái)、移動(dòng)打車（APP）的出現(xiàn)，形成了定制式用戶體驗(yàn)、平臺(tái)服務(wù)商輕資產(chǎn)經(jīng)營和促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量效率的商業(yè)模式?，F(xiàn)階段，“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅全面應(yīng)用到第三產(chǎn)業(yè)，也正向第一和第二產(chǎn)業(yè)滲透，未來必將對整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生革命性的影響[1-3]。

1.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)行業(yè)融合及發(fā)展

“互聯(lián)網(wǎng)+”正以一種勢不可擋又潤物無聲的姿態(tài)融入各行各業(yè)，并將不斷放大行業(yè)競爭、跨行業(yè)競爭中“彎道超車”或者“被超”的可能。許多傳統(tǒng)行業(yè)和企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到自身發(fā)展的瓶頸和局限，開始主動(dòng)尋求與“互聯(lián)網(wǎng)+”的跨界融合，積極探索轉(zhuǎn)型升級的新途徑。中國石油天然氣集團(tuán)公司已經(jīng)與騰訊公司簽署了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將在業(yè)務(wù)開發(fā)與推廣、移動(dòng)支付、O2O業(yè)務(wù)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等多領(lǐng)域開展合作。奇瑞汽車與易到用車、博泰集團(tuán)宣布成立合資公司，生產(chǎn)“只租不賣”的互聯(lián)網(wǎng)智能電動(dòng)汽車，產(chǎn)品計(jì)劃于2016年面世。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造的農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈追溯體系，正在國內(nèi)近60個(gè)城市開展試點(diǎn)建設(shè)，未來不僅有更多的綠色安全食品“從農(nóng)田到餐桌”，這些農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通效率也將大幅提高[1]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”正在重塑傳統(tǒng)行業(yè)，而傳統(tǒng)行業(yè)也有望站在“互聯(lián)網(wǎng)+”風(fēng)口上順勢而為，推動(dòng)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，形成新的競爭優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展動(dòng)力。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”催生智慧油氣田建設(shè)

油氣開采行業(yè)由于自身特點(diǎn)和歷史原因形成的傳統(tǒng)發(fā)展模式，存在著管理效率低、人工成本高、技術(shù)決策風(fēng)險(xiǎn)大等發(fā)展瓶頸。面對資源劣質(zhì)化加劇、國際油價(jià)持續(xù)低迷、市場需求增長乏力等不利因素，迫切需要轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式，降低運(yùn)營成本，提高管理效率，提升發(fā)展質(zhì)量。

2.1 油氣開采行業(yè)的特點(diǎn)及傳統(tǒng)發(fā)展模式的瓶頸

深埋數(shù)千米地下的石油天然氣資源，從發(fā)現(xiàn)到成為產(chǎn)品，要經(jīng)歷勘察、鉆井、試油、采集、輸送、處理等過程，業(yè)務(wù)流程長、管理環(huán)節(jié)多。過去主要采取集中計(jì)劃決策、逐級分解任務(wù)、直線控制推進(jìn)的方式組織生產(chǎn)，各項(xiàng)職能以單鏈條、單方向傳遞的方式自上而下貫穿到基層，因此設(shè)置了較多的管理層級和職能部門，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的業(yè)務(wù)關(guān)系和工作流程，容易產(chǎn)生管理盲區(qū)和職責(zé)交叉的問題。一項(xiàng)綜合性工作，不僅要逐級上報(bào)、請示，還要不同部門進(jìn)行審批，由于各自都強(qiáng)調(diào)分管工作的重要性，缺乏橫向交流和溝通，相互協(xié)作的程度低，導(dǎo)致組織、協(xié)調(diào)的任務(wù)相當(dāng)繁重，決策、管理和執(zhí)行的效率不高[4-5]。

油氣開采作為技術(shù)密集、信息密集型產(chǎn)業(yè)，需要地質(zhì)、油藏、鉆井、測井和采輸?shù)榷鄬I(yè)、多技術(shù)的共同配合，才能有效指導(dǎo)作業(yè)、生產(chǎn)。過去各個(gè)業(yè)務(wù)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互共享的信息量有限、時(shí)效性又差，制造了大量“沉睡”的數(shù)據(jù)庫和信息孤島，沒有形成規(guī)律、知識(shí)發(fā)現(xiàn)的有效邏輯鏈條。同時(shí)，由于缺乏高效整合分散的技術(shù)力量和智力資源的統(tǒng)一平臺(tái)，大量的預(yù)測和判斷只能依靠領(lǐng)導(dǎo)或?qū)＜业膫€(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，也難以實(shí)現(xiàn)對一線生產(chǎn)問題的遠(yuǎn)程會(huì)診和指導(dǎo)解決，導(dǎo)致決策管理的風(fēng)險(xiǎn)高、現(xiàn)場處置的效率低。

此外，與常見的集中式工廠作業(yè)以及其他礦產(chǎn)采掘行業(yè)不同的是，油氣開采的作業(yè)場所主要在野外，井站星羅棋布，管道線狀延伸、互聯(lián)成網(wǎng)，作業(yè)介質(zhì)易燃易爆、高溫高壓、有毒有害，管理范圍廣、依托條件差、管控難度大。近年來，通過技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)改造，油氣開采的自動(dòng)化、信息化程度有所提高，但生產(chǎn)場站仍以人工值守為主，一線員工的工作、生活環(huán)境較差，現(xiàn)場作業(yè)的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較高，新增的業(yè)務(wù)、工作仍需大量的人力、物力再投入來支撐。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、管理戰(zhàn)線拉長，用工總量、投資成本不斷增長、居高不下。

2.2 “互聯(lián)網(wǎng)+油氣開采”形成新的核心競爭力

面對“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來和國家“智慧能源”戰(zhàn)略的提出，油氣開采行業(yè)理應(yīng)轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，打破固有思維、管理定式，積極探索新時(shí)代、大變革背景下提高發(fā)展質(zhì)量、效益的新途徑。結(jié)合對過去自動(dòng)化、信息化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和思考[6-14]，提出了打造智慧油氣田的新思路，就是要充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的開放性、互聯(lián)性和創(chuàng)造性，打破過去油氣開采過程中相對封閉的思維模式和管理模式，實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)、跨部門、跨地域、跨行業(yè)的再連接、再融合、再創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)信息、知識(shí)、技術(shù)的實(shí)時(shí)共享和優(yōu)化集成，全面提升油氣開采企業(yè)的自動(dòng)化、信息化、智能化管理水平。通過建設(shè)智慧油氣田，從理念、戰(zhàn)略、管理、技術(shù)等各個(gè)層面與“互聯(lián)網(wǎng)+”的跨界融合與創(chuàng)新，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)在生產(chǎn)要素配置中的優(yōu)化和集成作用，革命性地轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式，改變經(jīng)營管理模式，再造業(yè)務(wù)流程，真正實(shí)現(xiàn)地質(zhì)與工程、勘探與開發(fā)、科研與生產(chǎn)、管理與經(jīng)營的數(shù)字化和智能化管理，進(jìn)一步優(yōu)化人力資源，提高管理效率，形成新的企業(yè)核心競爭優(yōu)勢和內(nèi)生增長動(dòng)力，全面實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

3 利用“互聯(lián)網(wǎng)+”建設(shè)智慧油氣田的實(shí)踐探索

3.1 “互聯(lián)網(wǎng)＋”在油氣行業(yè)應(yīng)用的使命與愿景

借力“互聯(lián)網(wǎng)+”，通過對企業(yè)內(nèi)外部資源和生產(chǎn)要素的聚合、集成、配置與優(yōu)化，改變勘探開發(fā)業(yè)務(wù)領(lǐng)域長期以來形成的“單兵作戰(zhàn)”工作模式、條塊分割的管理思維，消除信息孤島、拆除協(xié)同藩籬，催生公司體制機(jī)制演化、促進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)組織與營運(yùn)方式的變革，注入油氣田可持續(xù)發(fā)展新動(dòng)力，形成油氣田勘探開發(fā)業(yè)務(wù)管理“自動(dòng)化、信息化、智能化”的新形態(tài)（圖1）。

3.2 智慧油氣田頂層設(shè)計(jì)

智慧油氣田是在數(shù)字油氣田基礎(chǔ)上發(fā)展而來的油氣信息化管理新模式，是油氣田建設(shè)的新階段和新形態(tài)。

3.2.1 智慧油氣田總體架構(gòu)

通過“互聯(lián)網(wǎng)＋”與油氣開采業(yè)務(wù)的緊密結(jié)合，系統(tǒng)建設(shè)與新技術(shù)的有機(jī)契合，基礎(chǔ)信息系統(tǒng)與專業(yè)信息系統(tǒng)之間的廣泛聯(lián)合，業(yè)務(wù)需求與系統(tǒng)應(yīng)用的深度融合，從業(yè)務(wù)、技術(shù)、組織三個(gè)維度構(gòu)建自動(dòng)化、信息化、智能化的智慧油氣田（圖2）。

1)自動(dòng)化。自動(dòng)化技術(shù)是智慧油氣田的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的自動(dòng)采集、自動(dòng)處理、自動(dòng)傳輸和系統(tǒng)的自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)控制。

2)信息化。信息化技術(shù)是智慧油氣田的核心，實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)大數(shù)據(jù)在勘探開發(fā)生產(chǎn)各專業(yè)領(lǐng)域全過程實(shí)時(shí)的集成、共享、應(yīng)用。

3)智能化。智能化技術(shù)是智慧油氣田的靈魂，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)優(yōu)化、智能輔助決策。

智慧油氣田在前端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集與控制，在中段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳輸、安全存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)監(jiān)控，在后端實(shí)現(xiàn)技術(shù)支撐、智能分析與輔助決策（圖3）。

圖2 智慧油氣田總體架構(gòu)模型圖

圖3 “互聯(lián)網(wǎng)＋油氣勘探開發(fā)”智慧油氣田頂層設(shè)計(jì)圖

3.2.2 “互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代智慧油氣田規(guī)劃與構(gòu)想

智慧油氣田以勘探開發(fā)業(yè)務(wù)為核心，借鑒SOA理念進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，采用平臺(tái)化建設(shè)模式，整體規(guī)劃、分步實(shí)施，建設(shè)1套信息基礎(chǔ)設(shè)施，集成2個(gè)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，搭建6個(gè)業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)（圖4）。在橫向上實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)間互聯(lián)互通，模塊功能公用共享；在縱向上實(shí)現(xiàn)不同層級的信息集成整合，協(xié)同應(yīng)用。2017年完成數(shù)字化油氣田建設(shè)，2020年實(shí)現(xiàn)智慧油氣田目標(biāo)。

3.3 探索與實(shí)踐

中國石油西南油氣田公司(以下簡稱公司)緊扣油氣行業(yè)信息化發(fā)展趨勢和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代脈搏，在工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)薄弱、通信不具備條件、業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用需求復(fù)雜的背景下，按“因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃、長遠(yuǎn)結(jié)合、分步實(shí)施”的思路，歷時(shí)5年，改建并舉，完成了以油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為主要內(nèi)容的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與改造，基本構(gòu)建完成了生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中管理平臺(tái)，正穩(wěn)步推進(jìn)各類型業(yè)務(wù)管理平臺(tái)搭建工作，為公司建成智慧油氣田奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖4 智慧油氣田建設(shè)平臺(tái)框架圖

3.3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”之新基礎(chǔ)設(shè)施：“云、網(wǎng)、端”的建設(shè)

經(jīng)濟(jì)、社會(huì)活動(dòng)的正常運(yùn)行，有賴于基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮其支撐功能。隨著經(jīng)濟(jì)形態(tài)從“工業(yè)經(jīng)濟(jì)”向“信息經(jīng)濟(jì)”加速轉(zhuǎn)變，基礎(chǔ)設(shè)施的巨變也日益彰顯。

公司經(jīng)過先期系統(tǒng)評估與論證，大力提升新信息基礎(chǔ)設(shè)施水平，形成疊加于傳統(tǒng)的油氣開采設(shè)施（油氣井、管道、站場、設(shè)備）之上、連接于關(guān)鍵生產(chǎn)要素（人、資本、油氣資源）之間的“云、網(wǎng)、端”系統(tǒng)。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1 379口生產(chǎn)井（超過總數(shù)的80%）、1 189座場站（超過總數(shù)的80%）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸與監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)率100%。優(yōu)化形成“中心井站+單井無人值守”的開發(fā)生產(chǎn)新模式，減少一線用工量1 500余人。

案例一：信息化新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

中國石油西南油氣田某個(gè)作業(yè)區(qū)，下轄有氣田4個(gè)、生產(chǎn)站場54座、集輸氣管道556 km，分布于大山溝壑之中，自動(dòng)化、信息化基礎(chǔ)薄弱。原來的生產(chǎn)方式為站場一線工人7×24 h值守、手工錄取每一項(xiàng)生產(chǎn)資料、人工監(jiān)視每一臺(tái)設(shè)備狀態(tài)、電話接收每一條調(diào)控指令，“指揮部門”不能掌握前線的實(shí)時(shí)狀態(tài)，前線員工單兵作戰(zhàn)，遇到復(fù)雜問題孤立無援，安全生產(chǎn)管理水平亟待提升。2010年以來，公司以“SCADA系統(tǒng)、光通信和生產(chǎn)信息化”三類項(xiàng)目為載體，對生產(chǎn)作業(yè)場所進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了“生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、關(guān)鍵過程連鎖控制、要害節(jié)點(diǎn)自動(dòng)截?cái)?、工業(yè)流程可視化監(jiān)視、生產(chǎn)區(qū)域自動(dòng)布防”等功能，基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)單元的自動(dòng)化、信息化的管理。

依托“云（云計(jì)算）+網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)）+端（智能終端）”新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（圖5），作業(yè)區(qū)積極推進(jìn)“無人值守、電子巡井、遠(yuǎn)程管理”的一線生產(chǎn)管理新模式，提高工作質(zhì)量、效率與水平。①生產(chǎn)管理人員通過系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)時(shí)分析在線生產(chǎn)數(shù)據(jù)及站場視頻和語音等信息，即可全面監(jiān)控作業(yè)區(qū)生產(chǎn)一線，實(shí)時(shí)交互，實(shí)時(shí)指揮，遠(yuǎn)程控制；②中心井站操作人員采用移動(dòng)手持終端，依托GPS、物聯(lián)網(wǎng)RFID感知識(shí)別等系統(tǒng)，按工單任務(wù)，開展氣井、站場與管道的巡查與維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)監(jiān)控及應(yīng)急處置過程管理等；③對隱患、故障、異常、復(fù)雜情況診斷與處置等通過手持移動(dòng)終端數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)上傳功能，依托云平臺(tái)，在后方實(shí)施專業(yè)分析與支持，為問題解決提供遠(yuǎn)程指導(dǎo)和保障；④利用物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備狀態(tài)自診斷功能，各專業(yè)實(shí)時(shí)開展電子巡檢，遠(yuǎn)程定位設(shè)備故障，并進(jìn)行預(yù)測性與針對性維護(hù)，有效確保系統(tǒng)運(yùn)行安全平穩(wěn)可靠；⑤搭建“云+網(wǎng)+端”辦公體系，構(gòu)建開發(fā)生產(chǎn)“點(diǎn)、線、面”業(yè)務(wù)鏈條與數(shù)據(jù)綜合分析管理系統(tǒng)，掛鉤崗位工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)管理提效、過程受控、運(yùn)作模式轉(zhuǎn)型升級。

3.3.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”之新生產(chǎn)要素：油氣生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的共享

人類社會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng)與信息（數(shù)據(jù)）的創(chuàng)造、傳輸和使用直接相關(guān)。從“云、網(wǎng)、端”獲取的油氣開采各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)將通過優(yōu)化勞動(dòng)力、技術(shù)方案、資本資源等要素的結(jié)構(gòu)和配置來施加對生產(chǎn)力的影響。

數(shù)據(jù)的挖掘只是其價(jià)值的一個(gè)方面，更大的價(jià)值在于數(shù)據(jù)的交換、分享所創(chuàng)造的價(jià)值［15］。如何在油氣開采全過程構(gòu)建一個(gè)立體、多維、大范圍的數(shù)據(jù)交換和分享機(jī)制，是發(fā)揮大數(shù)據(jù)資源價(jià)值的關(guān)鍵所在。

案例二：油氣開采協(xié)同研究云平臺(tái)建設(shè)

公司根據(jù)科研生產(chǎn)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，以勘探開發(fā)一體化研究為主線，整合數(shù)據(jù)資源，建立“在線”數(shù)據(jù)和流轉(zhuǎn)機(jī)制，在“科研云”上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、跨平臺(tái)、跨專業(yè)的勘探開發(fā)一體化研究環(huán)境，對研究項(xiàng)目進(jìn)行全過程的有效支撐與管理，達(dá)到協(xié)同研究、提高科研效率和質(zhì)量的目的。

依托“油氣開采協(xié)同研究云平臺(tái)”（圖6），油氣開采過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)演變成企業(yè)生產(chǎn)的核心要素。①建立起數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)流程的科研工作“新生態(tài)”，形成在線“活的”大數(shù)據(jù)，可以隨時(shí)被調(diào)用和挖掘；②在線化的大數(shù)據(jù)流動(dòng)性強(qiáng)，不會(huì)像以往一樣僅僅封閉在某個(gè)部門或項(xiàng)目內(nèi)部。研究成果隨時(shí)可以在上下游、協(xié)作主體之間以最低的成本流動(dòng)和交換，創(chuàng)造價(jià)值；③加速研究成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)建成投運(yùn)后預(yù)計(jì)可減少勞動(dòng)用工30%，縮短研究周期50%，節(jié)約軟硬件投資70%。

3.3.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”之分工體系：網(wǎng)狀實(shí)時(shí)協(xié)同的新景觀

人與人之間的協(xié)作能力是人類進(jìn)化產(chǎn)生的最大財(cái)富，但這種協(xié)作的有效性由于溝通交易成本的限制，在過去很難實(shí)現(xiàn)大人群的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)[15]。

同樣，在油氣開采進(jìn)程中，當(dāng)所有研究、建設(shè)、生產(chǎn)、經(jīng)營活動(dòng)圍繞少量的重要數(shù)據(jù)展開時(shí)，企業(yè)內(nèi)的管理和部門間的協(xié)作是單向的、線性的。而當(dāng)數(shù)據(jù)是全方位、實(shí)時(shí)生成的時(shí)候，企業(yè)內(nèi)的管理和部門間的協(xié)作就越來越像互聯(lián)網(wǎng)一樣，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀、并發(fā)、實(shí)時(shí)的協(xié)同。

案例三：開發(fā)生產(chǎn)管理平臺(tái)的建設(shè)

兩年前，公司開始基于SOA思路，引入“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維，著手開發(fā)生產(chǎn)管理平臺(tái)的建設(shè)（圖7）。通過建設(shè)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，整合開發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程，集成相關(guān)專業(yè)軟件和專業(yè)信息系統(tǒng)，搭建覆蓋油氣田開發(fā)全過程的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集規(guī)劃計(jì)劃、產(chǎn)能建設(shè)、油氣藏工程、采油氣工程、油氣集輸、天然氣凈化等業(yè)務(wù)的一體化管理，建成跨專業(yè)、跨部門、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成、業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)。

依托“開發(fā)生產(chǎn)管理平臺(tái)”的建設(shè)使用，油氣勘探開發(fā)業(yè)務(wù)由流水線生產(chǎn)的被動(dòng)協(xié)作轉(zhuǎn)化為“大人群、多部門、跨地域”的實(shí)時(shí)協(xié)同。①打破了業(yè)務(wù)部門及生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的單鏈條、單方向“串聯(lián)”模式，實(shí)現(xiàn)油氣開采多專業(yè)、多部門、實(shí)時(shí)在線的大規(guī)模協(xié)同，顯著提高管理效率；②利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)將相同目的、不同專業(yè)部門的人員以中心網(wǎng)狀發(fā)散的模式聚匯到一起，發(fā)揮群體的協(xié)作力和創(chuàng)造力，最大限度提高生產(chǎn)效率；③各種資源被整合到一個(gè)公共的集成應(yīng)用平臺(tái)上，油氣開采全業(yè)務(wù)流在數(shù)據(jù)、知識(shí)、技術(shù)資源共享的和諧環(huán)境中相互支持協(xié)作，奠定了快速高效決策的基礎(chǔ)。

圖6 油氣開采協(xié)同研究云平臺(tái)架構(gòu)圖

圖7 基于SOA的西南油氣田開發(fā)生產(chǎn)管理平臺(tái)圖

3.3.4 “互聯(lián)網(wǎng)+”之新競爭力：智慧油氣田的雛形

正如100年前的電力技術(shù)、200年前的蒸汽技術(shù)給人類社會(huì)帶來的變革一樣，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使電信行業(yè)在近15年歷經(jīng)了IP化、Web化、移動(dòng)化的巨變[15]。

同樣，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的一整套信息技術(shù)（移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等配套技術(shù)）正在被不停地編織入油氣開采的全生命周期，并不斷融匯、創(chuàng)新、應(yīng)用，新的競爭力磅礴而至。

案例四：整裝氣田數(shù)字化建設(shè)與智慧氣田初探

中國石油西南油氣田國內(nèi)某最大的整裝氣田，在建設(shè)之初就確立了打造智慧油氣田的目標(biāo)。高水平設(shè)計(jì)、建成、投運(yùn)了“云、網(wǎng)、端”基礎(chǔ)設(shè)施，并同步建成了“數(shù)字化氣藏、數(shù)字化井筒、數(shù)字化地面”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了勘探開發(fā)與建設(shè)營運(yùn)全產(chǎn)業(yè)鏈條、全過程、全生命周期的數(shù)字化和智能化管理，智慧油氣田雛形初顯（圖8）。

依托數(shù)字化和智能化建設(shè)和應(yīng)用，氣田開采模式發(fā)生巨大變革。①建立起了“中心井站+單井無人值守”和“一個(gè)氣田、一個(gè)控制中心”的生產(chǎn)管理新模式，較傳統(tǒng)模式節(jié)約用工85%（該氣田產(chǎn)量規(guī)模占公司總量的50%）；②實(shí)現(xiàn)對鉆井工程、地面工程的全過程管理和實(shí)時(shí)優(yōu)化決策，提高了氣田建設(shè)水平,例如在實(shí)時(shí)環(huán)境、協(xié)同平臺(tái)上，整合地質(zhì)研究成果，結(jié)合鉆井輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對井軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和跟蹤調(diào)整，提高氣井獲氣成功率和測試產(chǎn)量；③建立物理和數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對氣田開發(fā)系統(tǒng)地實(shí)施 “地質(zhì)工程+井工程+地面工程”的實(shí)時(shí)分析、動(dòng)態(tài)預(yù)測和優(yōu)化調(diào)整，提高氣田開發(fā)效果；④利用物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)模擬和GIS技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案優(yōu)化、應(yīng)急力量合理配置和應(yīng)急處置的快速、高效；⑤利用三維建模與數(shù)字仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線、可視化和遠(yuǎn)程培訓(xùn)，提高員工技能素質(zhì)。

隨著該智慧油氣田建設(shè)的持續(xù)完善和應(yīng)用的不斷深入，在資源發(fā)現(xiàn)、氣田建設(shè)、油氣生產(chǎn)、技術(shù)決策及營運(yùn)階段資產(chǎn)管理、運(yùn)行優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)管控等業(yè)務(wù)鏈呈現(xiàn)出智能化決策勃發(fā)的新態(tài)勢，并勢必帶來企業(yè)體制機(jī)制演化與變革、生產(chǎn)要素配置效率與效力提升、人力資源活力激發(fā)與工效增強(qiáng)等“蝴蝶效應(yīng)”，提升油氣開采核心業(yè)務(wù)在企業(yè)價(jià)值鏈中的盈利能力，生成企業(yè)新的核心競爭力。

圖8 公司某整裝氣田數(shù)字化系統(tǒng)圖

4 結(jié)論

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的難得契機(jī)。智慧油氣田是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代油氣開采行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，事關(guān)核心競爭力、事關(guān)可持續(xù)發(fā)展，是各大油企競相爭占的制高點(diǎn)。中國石油西南油氣田對智慧油氣田建設(shè)進(jìn)行了積極有益的試點(diǎn)探索，取得了初步的成果，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，理應(yīng)乘勢而上、更加有為，充分運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和先進(jìn)技術(shù)，全面提升企業(yè)管理水平，持續(xù)降低運(yùn)營成本，不斷積聚新的核心競爭優(yōu)勢，努力開創(chuàng)“有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)”發(fā)展的新局面。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李易. 互聯(lián)網(wǎng)+: 中國步入互聯(lián)網(wǎng)紅利時(shí)代[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2015: 60-69. Li Yi. Internet Plus: China has been entering the era of internet dividend[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2015: 60-69.

[2] 馬化騰. 互聯(lián)網(wǎng)+: 國家戰(zhàn)略行動(dòng)路線圖[M]. 北京: 中信出版集團(tuán), 2015: 18-23. Ma Huateng. Internet Plus: National strategic action roadmap[M]. Beijing: Citic Press Group, 2015: 18-23.

[3] 馬云, 曾鳴, 高紅冰, 金建杭, 周其仁, 陳志武, 等. 讀懂互聯(lián)網(wǎng)+[M]. 北京: 中信出版集團(tuán), 2015: 174-187. Ma Yun, Zeng Ming, Gao Hongbing, Jin Jianhang, Zhou Qiren, Chen Zhiwu, et al. To Understand the Internet Plus[M]. Beijing: Citic Press Group, 2015: 174-187.

[4] 田煒. 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制技術(shù)下油氣開采企業(yè)生產(chǎn)管理模式研究[D]. 天津: 天津大學(xué), 2008. Tian Wei. Research on the production management mode for oil and gas exploitation enterprises under network automatic control technology[D]. Tianjin: Tianjin University, 2008.

[5] 高志亮, 梁寶娟. 數(shù)字油田在中國——油田物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與進(jìn)展[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013: 2-11. Gao Zhiliang, Liang Baojuan. Digital oilfields in China—internet of things technology and progress in oilfields[M]. Beijing: Science Press, 2013: 2-11.

[6] 李安琪, 吳志宇. 油氣田數(shù)字化管理(采油)[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2013: 20-26. Li Anqi, Wu Zhiyu. Oil and gas field digital management (oil production)[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2013: 20-26.

[7] 陳新發(fā), 曾穎, 李清輝, 支志英. 開啟智能油氣田[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2013: 9-19. Chen Xinfa, Zeng Ying, Li Qinghui, Zhi Zhiying. Open intelligent oil and gas field[M]. Beijing: Science Press, 2013: 9-19.

[8] 賈愛林, 郭建林. 智能化油氣田建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與認(rèn)識(shí)[J]. 石油勘探與開發(fā), 2012, 39(1): 118-122. Jia Ailin, Guo Jianlin. Key technologies and understandings on the construction of smart fields[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(1):118-122.

[9] 王洪福. 大慶油田數(shù)字化建設(shè)研究[D]. 大慶: 東北石油大學(xué), 2013. Wang Hongfu. The research of digital construction of Daqing Oil field[D]. Daqing: Northeast Petroleum University, 2013.

[10] 張偉, 周進(jìn)生, 楊毅. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中的作用與發(fā)展趨勢[J]. 中國礦業(yè), 2013, 22(4): 94-97. Zhang Wei, Zhou Jinsheng, Yang Yi. Internet of things promotes the upgrade of the natural gas industry chain[J]. China Mining Magazine, 2013, 22(4): 94-97.

[11] 李建華, 薛廣民, 陳冰．油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]．自動(dòng)化博覽, 2013, (11): 62-65. Li Jianhua, Xue Guangmin, Chen Bing. The application of oil and gas production IOT technology in oil and gas production[J]．Automation Panorama, 2013, (11): 62-65.

[12] 崔降宇. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[D]. 大慶: 東北石油大學(xué), 2013. Cui Xiangyu. Application research of the internet of things technology in the production of oil field[D]. Daqing: Northeast Petroleum University, 2013.

[13] 容濤. 延長油氣田勘探開發(fā)信息化建設(shè)研究[D]. 西安: 西安石油大學(xué), 2013. Rong Tao. Research on the building of exploration & development of information technology for oil & gas field in Yanchang[D]. Xi'an: Xi'an Shiyou University, 2013.

[14] 于順安. 石油勘探開發(fā)信息化須依靠物聯(lián)網(wǎng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的完美結(jié)合[J]. 天然氣勘探與開發(fā), 2014, 37(3): 78-81. Yu Shun'an. E&P informatization relies on perfect combination of internet of things and virtual reality technology[J]. Natural Gas Exploration and Development, 2014, 37(3): 78-81.

[15] 阿里研究院. 互聯(lián)網(wǎng)+: 從IT到DT[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2015 Ali Research. Internet Plus: From IT to DT[M]. Beijing: China Machine Press, 2015.

Construction of smart oil and gas fields in the “Internet Plus” era

Xie Jun
(PetroChina Southwest Oil and Gas field Company, Chengdu, Sichuan 610051, China)
NATUR．GAS IND．VOLUME 36，ISSUE 1，pp.137-145， 1/25/2016．(ISSN 1000-0976；In Chinese)

Abstract:The notion of “Internet Plus” is continuously influencing the whole economic society and impelling its profound transformation. It has triggered the successful change in many industries and domains, such as media, finance, retail and service. It also brings challenges and opportunities to the traditional oil and gas exploitation. In this paper, the implications and characteristics of “Internet Plus” were described. Moreover, the difficulties in the current development of traditional oil and gas exploitation were discussed, and the new core competitiveness based on Internet Plus oil/gas exploitation was prospected. Especially, this paper presented the practice of PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company in constructing smart oil and gas fields with the functions of automation, information orientation and intellectualization based on Internet Plus. With specific examples, the remarkable effects of smart oil and gas fields on production organization mode transformation, decision management efficiency improvement, human resource distribution optimization and operation cost reduction were illustrated. The study provides the reference for better transformation and upgrading of oil and gas exploitation in the changing times.

Keywords:Internet Plus; Oil and gas exploitation; Smart oil and gas fields; Transformation and upgrading; Practice; PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company

(收稿日期2015-11-09 編輯 韓曉渝)

作者簡介：謝軍，1968年生，教授級高級工程師；主要從事常規(guī)和非常規(guī)油氣開發(fā)管理及研究工作。地址：（610051）四川省成都市成華區(qū)府青路一段5號。ORCID:0000-0002-0048-3714。E-mail: xiejun01@petrochina.com.cn

基金項(xiàng)目：中國石油天然氣集團(tuán)公司信息化建設(shè)項(xiàng)目。

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2016.01.018