外圍油田抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理

孫繼紅（大慶油田石油管理局有限公司技術(shù)監(jiān)督中心）

A油田所轄B、C、D區(qū)塊分布分散，探明含油面積453.81 km2，含氣面積183.9 km2。截至2016 年底，管理油水井6 626 口，計(jì)量間累計(jì)生產(chǎn)原油2 829.7×104t，設(shè)26 個(gè)礦（大隊(duì)）級(jí)單位，管理員工4 499人。

1 存在的問(wèn)題

1）故障停機(jī)次數(shù)多，影響油井生產(chǎn)時(shí)率。A 油田地處偏遠(yuǎn)、區(qū)塊零散，開(kāi)發(fā)區(qū)域覆蓋平原、凹地、水域等復(fù)雜地類。近年來(lái)，抽油機(jī)因惡劣天氣造成電網(wǎng)停電次數(shù)逐年增多，大范圍停機(jī)后，存在著各工區(qū)啟機(jī)人員不足，久停機(jī)部分油井無(wú)法順利啟抽等問(wèn)題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)時(shí)率。

2）單井生產(chǎn)用工多，生產(chǎn)成本居高不下。抽油機(jī)量油、取油/套壓、取電流、取樣化驗(yàn)、寫油井班報(bào)需要計(jì)量工完成；啟機(jī)、巡檢、調(diào)平衡、加皮帶、加盤根、春保、秋保、平整井場(chǎng)等需要采油工完成；治安防范需要保衛(wèi)人員完成。僅一臺(tái)抽油機(jī)涉及到三類工種，數(shù)量眾多的抽油機(jī)導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

3）生產(chǎn)參數(shù)采集多，人工錄取費(fèi)時(shí)費(fèi)力。油壓、套壓、功圖、電參是抽油機(jī)生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)。人工取油壓、套壓需手動(dòng)掛接沉重的250型閥門外接壓力表，一口井拆裝設(shè)備到取壓完成平均時(shí)間15 min。電參、功圖不能實(shí)時(shí)采集，需定期專業(yè)設(shè)備測(cè)量。單井量油采用人工模擬回壓法，從取樣口放油到上稱稱重，最快完成時(shí)間也要10 min。冬季雪深沒(méi)腳踝，行走困難；夏季莊稼遮擋視線，氣候悶熱，從一口井到下一口井，每口井都要錄取，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大。

4）生產(chǎn)環(huán)境條件差，治安防范形勢(shì)嚴(yán)峻。A油田大部分油井分布于松花江沿岸和池塘、葦塘、稻田內(nèi)，井在屯中高度分散、地域環(huán)境相對(duì)復(fù)雜、運(yùn)輸通道四通八達(dá)、特別是沿江地區(qū)的生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備遭到侵害，極易造成松花江流域環(huán)境污染等次生災(zāi)害性事件。多年來(lái)，油田保衛(wèi)人員采用現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)、死看死守的人工方式打擊盜油犯罪分子。部分犯罪分子反偵查能力強(qiáng)，據(jù)點(diǎn)隱蔽，逃跑路線多樣，出沒(méi)時(shí)間不定，保衛(wèi)人員工作危險(xiǎn)系數(shù)高、打擊效率低、阻止事中犯罪率低。

2 標(biāo)準(zhǔn)化管理

以標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)為核心，以人機(jī)數(shù)字化管理為手段，以數(shù)據(jù)分析云管理為保障，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)流程、調(diào)整用工模式、優(yōu)化生產(chǎn)指令，減少生產(chǎn)用工，縮短故障時(shí)間，健全安防體系，提升抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)率和效益，外圍抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理原理見(jiàn)圖1。

2.1 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)流程

抽油機(jī)分布點(diǎn)多面廣，維護(hù)、保養(yǎng)、安保各系統(tǒng)功能相對(duì)獨(dú)立，構(gòu)建抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)[1]，整合數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)保障、安保防控平臺(tái)，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)、故障報(bào)警信息、安保防控信息集中采集、統(tǒng)一存儲(chǔ)發(fā)布，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化管理效能。

圖1 外圍抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理原理

2.1.1 跨平臺(tái)有機(jī)整合，建立標(biāo)準(zhǔn)化管理中心

為統(tǒng)一抽油機(jī)生產(chǎn)、管理、決策，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中分析、處理，數(shù)據(jù)管理中心軟件開(kāi)發(fā)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，構(gòu)建生產(chǎn)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安保防控系統(tǒng)模塊。組建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，搭建服務(wù)器發(fā)布動(dòng)態(tài)信息，抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)管、故障監(jiān)測(cè)報(bào)警、安保防控統(tǒng)一在標(biāo)準(zhǔn)化管理中心實(shí)現(xiàn)。

生產(chǎn)系統(tǒng)模塊根據(jù)油田數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，按照自動(dòng)采集、自動(dòng)生成、自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)上傳和可歷史查詢的目標(biāo)進(jìn)行整合生產(chǎn)報(bào)表，建立生產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)[2]；監(jiān)測(cè)保障模塊抽油機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)泄漏報(bào)警、停機(jī)報(bào)警、工況故障信息查詢，29項(xiàng)人工填寫的設(shè)備資料實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)維護(hù)；安保防控云管理模塊整合油田保衛(wèi)安全資料，建立抽油機(jī)偷盜數(shù)據(jù)庫(kù)，將安全環(huán)保監(jiān)控、應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮數(shù)字化。預(yù)留油藏、采油、信息工程各數(shù)據(jù)接口，待日后物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建立完善后，無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理升級(jí)。

2.1.2 發(fā)揮中樞管理功能，多元數(shù)據(jù)統(tǒng)籌管理

抽油機(jī)管理中心運(yùn)用局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)，傳輸生產(chǎn)信息、故障監(jiān)測(cè)報(bào)警、安保防控?cái)?shù)據(jù)[3]。將獨(dú)立分散的生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)保障、安防系統(tǒng)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域24 h治安與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

值班人員通過(guò)瀏覽平臺(tái)信息可第一時(shí)間管理生產(chǎn)運(yùn)行動(dòng)態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，通過(guò)自身的信息和指揮功能，自動(dòng)生成初步處理預(yù)案，下達(dá)給區(qū)域生產(chǎn)調(diào)度、維保人員、監(jiān)控人員，同時(shí)聯(lián)系事發(fā)主體單位，協(xié)同管理。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、保障、安防三位一體綜合管理，平臺(tái)信息既可以集群發(fā)布，互通共享，又可以單獨(dú)下達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的信息交流，監(jiān)管平臺(tái)通過(guò)可視化、扁平化指揮提高管理效率。

為保障平臺(tái)平穩(wěn)運(yùn)行，建立了專業(yè)化維護(hù)隊(duì)伍，及時(shí)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)，通過(guò)制度保障實(shí)現(xiàn)提高平臺(tái)完好率和使用率，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)流程，確保整體效能的發(fā)揮。

2.2 人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化管理，調(diào)整用工模式

油井生產(chǎn)分散，多年來(lái)延用人工看守，車跑現(xiàn)場(chǎng)、按時(shí)巡檢、機(jī)械式的看護(hù)管理，缺乏科學(xué)有效管理手段，存在安全隱患。依托標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)，推行一體化管理，優(yōu)化用工模式，降低人力資源成本。

2.2.1 改變傳統(tǒng)巡檢，推行人員標(biāo)準(zhǔn)化管理

現(xiàn)有油井維護(hù)保養(yǎng)每?jī)尚r(shí)人工巡檢一次，井上人員每天手寫油、水井生產(chǎn)班報(bào)，下班回礦大隊(duì)后，上交資料員，由資料員統(tǒng)一匯總錄入計(jì)算機(jī)[4]。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，這種依賴人工的管理方式信息傳遞滯后失真，無(wú)法提供實(shí)時(shí)全面的生產(chǎn)決策信息，為此綜合運(yùn)用智能傳感器[5]、集群通信技術(shù)對(duì)抽油機(jī)和維護(hù)人員實(shí)施數(shù)字化管理[6]，替代傳統(tǒng)人工操作生產(chǎn)過(guò)程。

單座油井設(shè)置油壓、綜合電參、功圖采集，利用RTU數(shù)據(jù)采集裝置、視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)畫面，經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)回傳至平臺(tái)統(tǒng)一監(jiān)控。平臺(tái)能自動(dòng)生產(chǎn)油井班報(bào)，監(jiān)測(cè)運(yùn)行故障，將人工巡檢變?yōu)橐曨l巡檢，油井故障根據(jù)系統(tǒng)提示統(tǒng)一派工處理。

2.2.2 抽油井標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行，簡(jiǎn)化用工數(shù)量

通過(guò)推行抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化管理模式（圖2），抽油機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了從手工操作到全自動(dòng)處理的轉(zhuǎn)變，把員工從繁瑣、重復(fù)性工作中解脫出來(lái)，生產(chǎn)運(yùn)行效率顯著提高。

圖2 抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化管理模式

以工區(qū)為例，標(biāo)準(zhǔn)化管理前后用工量由原來(lái)40人負(fù)責(zé)的油井巡檢、生產(chǎn)、安保隊(duì)伍精簡(jiǎn)為20 人，成立巡檢維護(hù)班組（表1）。油水井巡檢班通過(guò)專業(yè)化用工模式（圖3）改造，白班10 名員工分二班，每個(gè)班組上7天，休息5天、培訓(xùn)2天；夜班9名員工分3班，上3天夜班，休息5天、培訓(xùn)1天。

表1 標(biāo)準(zhǔn)化管理前后用工量對(duì)比

圖3 專業(yè)化用工模式

按照傳統(tǒng)模式崗位設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，核定應(yīng)配置用工人數(shù)40 人，數(shù)字化轉(zhuǎn)型設(shè)置人數(shù)為20 人，現(xiàn)實(shí)際用工人數(shù)19 人，適應(yīng)了員工遞減大形勢(shì)，人工成本下降。崗位結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整充分釋放了員工工作量，降低了人力資源成本，提高了生產(chǎn)效率。

2.3 數(shù)據(jù)分析云管理，優(yōu)化生產(chǎn)指令

抽油機(jī)井生產(chǎn)環(huán)境繁雜，依靠人工量油、巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力。采集到功圖曲線不做分析，不能量油，視頻不做分析無(wú)法預(yù)警。推行以低成本為核心的功圖量油、視頻分管理，將故障報(bào)警信息集中上傳至管理平臺(tái)，優(yōu)化生產(chǎn)指令傳遞方式，提升管理效率。

2.3.1 推行功圖量油，優(yōu)化量油流程

傳統(tǒng)人工模擬回壓量油需2人現(xiàn)場(chǎng)操作，量油流程為安裝設(shè)備—打開(kāi)閥門—試驗(yàn)壓力—穩(wěn)壓放油—計(jì)時(shí)—關(guān)閥—稱重—拆卸設(shè)備—上報(bào)指令，量油過(guò)程冗余繁瑣。

針對(duì)這一現(xiàn)狀，功圖在線量油[7]與監(jiān)測(cè)管理，應(yīng)用一體化功圖儀器采集載荷、位移，通過(guò)后臺(tái)算法繪制功圖曲線，對(duì)一天的所有功圖產(chǎn)量計(jì)算[8]結(jié)果根據(jù)生產(chǎn)時(shí)率進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得出日產(chǎn)量。為油井措施提供決策依據(jù)，應(yīng)用功圖量油后，量油流程簡(jiǎn)化遠(yuǎn)程測(cè)量上報(bào)指令，降低了量油時(shí)間，將原處置時(shí)間縮短至1 min，提高了措施監(jiān)督效率。

2.3.2 推行視頻分析可視化管理，縮短巡檢時(shí)間

油田保衛(wèi)人員采用現(xiàn)場(chǎng)蹲點(diǎn)、死看死守的人工方式打擊盜油犯罪分子。部分犯罪分子反偵查能力強(qiáng)，據(jù)點(diǎn)隱蔽，逃跑路線多樣，出沒(méi)時(shí)間不定。保衛(wèi)人員工作危險(xiǎn)系數(shù)高、打擊效率低、阻止事中犯罪率低。

采用單井監(jiān)控系統(tǒng)采集油井視頻監(jiān)控畫面[9]，單井設(shè)置視頻監(jiān)控?cái)z像頭，啟停機(jī)前抓拍現(xiàn)場(chǎng)圖片，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)[10]，平臺(tái)軟件基于實(shí)時(shí)視頻圖像背景消減法原理，用將當(dāng)前幀與背景幀相減，用閾值參數(shù)對(duì)比判斷，得到圖像中偏離背景模型值較大的點(diǎn)，從而完整的分割畫面中入侵報(bào)警目標(biāo)。通過(guò)強(qiáng)化安保防控云管理，重點(diǎn)井破壞率下降80%以上，避免了涉油案件造成的重大環(huán)境污染事件。

3 實(shí)施效果

1）人力資源成本大幅降低。抽油機(jī)由人工控制改為自動(dòng)控制；由人工巡檢改為班組車輛巡檢，年均10 萬(wàn)個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表；區(qū)域運(yùn)維人員由40 人減至19 人，勞動(dòng)效率提升47.5%，降低了生產(chǎn)成本315萬(wàn)元/a。

2）安全生產(chǎn)可靠性大幅增強(qiáng)。建設(shè)區(qū)域盜油次數(shù)同比下降95.3%，被盜原油數(shù)量下降95.9%；為公安機(jī)關(guān)固定證據(jù)提供破案線索20 條；收繳被盜原油20 t 以上；挽回經(jīng)濟(jì)損失7 萬(wàn)元/a。

3）生產(chǎn)管理效率顯著提高。截至目前，建設(shè)區(qū)域10口井因惡劣天氣停電停機(jī)6次，停電后通過(guò)數(shù)字化管理平臺(tái)[11]啟機(jī)時(shí)間為50 s，同比沒(méi)有應(yīng)用該管理平臺(tái)的抽油機(jī)啟機(jī)時(shí)間縮短了59 min，累計(jì)挽回原油損失3.25 t/a。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)A 油田實(shí)施抽油機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理，解決了偏遠(yuǎn)油田人工巡檢周期長(zhǎng)、問(wèn)題參數(shù)跟蹤發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、大范圍停機(jī)后無(wú)法及時(shí)啟機(jī)等問(wèn)題，保障了外圍油田后續(xù)開(kāi)發(fā)運(yùn)行分析、處置措施及時(shí)有效實(shí)施。起到降低人力資源成本、增強(qiáng)安全生產(chǎn)可靠性、提高安全管理效率等積極作用。