油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）示范工程在吐哈油田的應(yīng)用成效

摘要：A11是指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立覆蓋全公司油氣水井區(qū)、計(jì)量間、集輸站、聯(lián)合站、處理廠等規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程監(jiān)控、生產(chǎn)預(yù)警的自動(dòng)提示等功能，形成“井站一體、電子巡護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能管理”的數(shù)字化油田開發(fā)管理模式，最終實(shí)現(xiàn)油田各單位“增產(chǎn)不增人”。

關(guān)鍵詞：A11;物聯(lián)網(wǎng);增產(chǎn)不增人

前言

油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）是集團(tuán)公司“十二五”期間信息化建設(shè)三大標(biāo)志性工程之一，吐哈油田是第一批試點(diǎn)單位，項(xiàng)目采用總部專項(xiàng)投資+分公司配套方式建設(shè)。

一、項(xiàng)目存在問題、難點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

（一）油田井站數(shù)字化存在問題

站庫數(shù)字化，吐哈油田重點(diǎn)場站已建有成熟的站控系統(tǒng)（DCS、PLC等），但建設(shè)時(shí)間較早、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，故障率高、兼容性較差;單井?dāng)?shù)字化，A11項(xiàng)目實(shí)施前僅有1512口抽油機(jī)井實(shí)現(xiàn)單井部分自動(dòng)化數(shù)據(jù)上傳，電泵井、自噴井、螺桿泵井和注水井基本沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，單井自動(dòng)化覆蓋率不足30%。

（二）技術(shù)難點(diǎn)

數(shù)據(jù)采集方案、數(shù)據(jù)有線無線傳輸方案，數(shù)據(jù)管理平臺(tái)建設(shè)方案等整體方案復(fù)雜;現(xiàn)有各類站控系統(tǒng)、井口設(shè)備兼容統(tǒng)一困難，已有自動(dòng)化系統(tǒng)和井口設(shè)備類型較多，使用年限不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，集成困難;工作量大，總計(jì)實(shí)現(xiàn)639口油水井，26座閥組間，兩套生產(chǎn)專網(wǎng)，6座無線基站，6個(gè)作業(yè)區(qū)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)管理平臺(tái)，三套生產(chǎn)管理子系統(tǒng)管理平臺(tái)的全新建設(shè);施工區(qū)域分散，點(diǎn)多面廣，實(shí)現(xiàn)魯克沁全廠和吐魯番神泉、葡北和玉果工區(qū)所有油水井建設(shè);數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)高，所有現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理均需滿足信息化數(shù)據(jù)安全管理規(guī)定，高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求;體系建設(shè)從零開始，A11體系建設(shè)作為油田生產(chǎn)管理系統(tǒng)新生概念，無經(jīng)驗(yàn)可參考，人員接收和適應(yīng)周期長。

（三）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)電子巡檢，減少人工巡檢次數(shù)，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)上傳、自動(dòng)分析和閉環(huán)控制，提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平、提高工作效率。

優(yōu)化工藝流程，提升經(jīng)濟(jì)效益。通過自動(dòng)化手段，減少生產(chǎn)中的人工干預(yù)和人為操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程注水、自動(dòng)化摻稀和軟件量油等，優(yōu)化、簡化生產(chǎn)工藝，提升效益。

加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障安全生產(chǎn)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，利用趨勢分析、故障預(yù)警等手段，對(duì)可能出現(xiàn)的故障防患于未然，保障油田生產(chǎn)的安全和平穩(wěn)。

轉(zhuǎn)變管理模式，減少用工總量。實(shí)現(xiàn)“過程集中管理、運(yùn)行集中控制、數(shù)據(jù)集中處理”，變革傳統(tǒng)管理模式，優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，管理層級(jí)更加扁平化。

二、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

（一）方案設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)已有的電子示功儀進(jìn)行改造，原有的GPRS模塊更換為Zigbee模塊，原有示功儀和新建的RTU進(jìn)行互通。原有電子示功儀利舊改造411臺(tái)，全部融合到A11系統(tǒng)，節(jié)省設(shè)備購置投資500萬元

1.配套資源利舊。通過配套設(shè)施利舊，直接降低工程配套投資300萬元。

2.系統(tǒng)平臺(tái)整合。通過A11系統(tǒng)，原有吐哈油田多個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)、集團(tuán)統(tǒng)建系統(tǒng)平臺(tái)整合為一個(gè)有機(jī)的整體。

3.無線4G生產(chǎn)專網(wǎng)。TD-LTE 4G技術(shù)，具有大帶寬低延時(shí)、無線和網(wǎng)絡(luò)兩層加密安全可靠的特點(diǎn)，是最為先進(jìn)的無線技術(shù)，還是具有自主產(chǎn)權(quán)、政府支持的民族產(chǎn)業(yè)?？沙休d井口數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、重要井場站點(diǎn)視頻監(jiān)控、日常管理協(xié)同作業(yè)的集群通信、移動(dòng)辦公、應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)。

4.有線光纖生產(chǎn)專網(wǎng)，高安全性。生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)物理隔離，最大程度保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性;高可靠性，骨干采用以太環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，環(huán)上鏈路或節(jié)點(diǎn)故障時(shí)可實(shí)時(shí)切換，確保數(shù)據(jù)無間斷傳輸;高帶寬，閥組等外圍站點(diǎn)采用百兆接入，轉(zhuǎn)接站、摻稀站等采用千兆匯聚，核心環(huán)網(wǎng)采用萬兆，環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)充分保障骨干網(wǎng)絡(luò)滿足日益增加的視頻監(jiān)控等大容量業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

（二）A11示范工程創(chuàng)新亮點(diǎn)

1.實(shí)現(xiàn)稠油遠(yuǎn)程自動(dòng)摻稀。A11采集監(jiān)控子系統(tǒng)增加遠(yuǎn)程摻稀壓力實(shí)時(shí)監(jiān)控，并充分與現(xiàn)有摻稀閥組自控系統(tǒng)融合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)摻稀，提高稀油摻稀精度，降低稀油消耗，改變傳統(tǒng)操作模式，降低操作人員80%的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.實(shí)現(xiàn)注水井遠(yuǎn)程精細(xì)配注。通過現(xiàn)場新增無線壓力表及RTU遠(yuǎn)程輸出功能，充分發(fā)揮高壓自控流量儀功能，實(shí)現(xiàn)水井的遠(yuǎn)程精細(xì)配水，提高注水精細(xì)化，降低操作風(fēng)險(xiǎn)

3.工藝優(yōu)化、降本增效。改變注水井原有“配水閥組”模式，積極推行注水井“管網(wǎng)串接，井口調(diào)注”工藝，并通過A11遠(yuǎn)程精細(xì)配注，提高注水管網(wǎng)利用率，大幅降低地面工程投資（據(jù)統(tǒng)計(jì)原單井投資約28萬左右，現(xiàn)單井投資約10萬左右，投資降幅達(dá)60%以上，契合油田“低成本”戰(zhàn)略）

三、應(yīng)用規(guī)模及效益

1.A11示范工程應(yīng)用規(guī)模。A11項(xiàng)目共完成兩個(gè)試點(diǎn)采油廠639口油水井前端數(shù)據(jù)采集、26座配水及摻稀等閥組外圍站點(diǎn)建設(shè)、50臺(tái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、油田公司有線生產(chǎn)專網(wǎng)和工業(yè)4G無線TD_LTE專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并在油田公司級(jí)、廠級(jí)搭建生產(chǎn)管理子系統(tǒng)平臺(tái)和工區(qū)級(jí)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)平臺(tái)，各項(xiàng)工作全面完成并達(dá)到數(shù)據(jù)上線要求。

2.A11示范工程建設(shè)效果。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電子巡檢、站場無人職守，減少一線用工;遠(yuǎn)程摻稀、遠(yuǎn)程注水等操作的創(chuàng)新應(yīng)用，自動(dòng)化代替人工操作。

A11項(xiàng)目在魯克沁采油廠實(shí)施后和實(shí)施前的數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果井?dāng)?shù)翻番、產(chǎn)量翻番、人數(shù)基本不變實(shí)現(xiàn)“增產(chǎn)不增人”。2014年12月初，集團(tuán)公司信息管理部、勘探與生產(chǎn)公司地面管理處及A11總部項(xiàng)目部專家組一行對(duì)吐哈油田A11項(xiàng)目進(jìn)行了現(xiàn)場上線驗(yàn)收，專家組成員通過專題匯報(bào)、現(xiàn)場抽查、資料查驗(yàn)等方式對(duì)油田公司A11項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)地驗(yàn)收，對(duì)油田公司在A11項(xiàng)目中所做的工作給予了充分肯定，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中存在的問題提出了整改建議，驗(yàn)收結(jié)果在7家示范單位中名列前茅。

3.經(jīng)濟(jì)效益。注水井遠(yuǎn)程配注節(jié)省人員勞動(dòng)強(qiáng)度80%，注水井實(shí)現(xiàn)井口串接加井口配注，改變傳統(tǒng)配水間設(shè)計(jì)，單井注水工藝節(jié)約15萬左右，目前魯克沁采油廠已實(shí)現(xiàn)128口水井井口遠(yuǎn)程配注，直接節(jié)省投資近2000萬。大幅降低用工成本，按照產(chǎn)量翻翻，工作量翻翻，一線員工增加50%計(jì)算，采油廠最少節(jié)省用工100人，按照人工成本15萬/人·年計(jì)算，將直接節(jié)省人工成本1500萬/年。

作者簡介：

石福桓（1983.3-）男，學(xué)士，中級(jí)，從事油氣田地面工程建設(shè)管理工作。