基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一線場(chǎng)站報(bào)表應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄧啟志 王偉琦 王博

中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦通過(guò)生產(chǎn)信息化、SCADA、物聯(lián)網(wǎng)等項(xiàng)目建設(shè)已基本實(shí)現(xiàn)了一線場(chǎng)站開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)傳。開發(fā)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集工作是底層數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)RTU采集后，再傳入場(chǎng)站SCS（站控系統(tǒng)），再由作業(yè)區(qū)RCC（區(qū)域控制中心）將數(shù)據(jù)傳至氣礦DCC（地區(qū)調(diào)度中心），最終將數(shù)據(jù)存放在西南油氣田公司GMC（總調(diào)指揮中心）開發(fā)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)中，供A2（油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）、A5（采油與地面管理系統(tǒng)）等各大應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)其調(diào)用，依托物聯(lián)網(wǎng)完善建設(shè)工程、作業(yè)區(qū)數(shù)字化管理平臺(tái)、設(shè)備管理系統(tǒng)等現(xiàn)有應(yīng)用技術(shù)及采集數(shù)據(jù)，以大數(shù)據(jù)分析、計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用率提供支撐。

截至2019年6月，氣礦生產(chǎn)上傳至開發(fā)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)點(diǎn)共計(jì)18732個(gè)。對(duì)A2、A5等系統(tǒng)的自動(dòng)支撐率不足50%，數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集建設(shè)不足，大多仍需要手工派生計(jì)算及錄入，數(shù)據(jù)應(yīng)用流程與高效、快速、流暢需求不匹配。對(duì)于作業(yè)區(qū)級(jí)、氣礦級(jí)乃至西南油氣田公司級(jí)決策支持、生產(chǎn)指揮等還缺乏有效支撐，數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用水平還有待提升。因此，需要在現(xiàn)有的開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)上進(jìn)一步完善，全面提高A2、A5等系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合利用率。

一、開發(fā)生產(chǎn)報(bào)表應(yīng)用現(xiàn)狀分析

川西北氣礦現(xiàn)有開發(fā)、生產(chǎn)、管理類報(bào)表共73張。其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表類18張、生產(chǎn)技術(shù)類報(bào)表25張、設(shè)備管理類報(bào)表8張、計(jì)量管理類報(bào)表10張、安全管理類報(bào)表 3張、班組管理類報(bào)表9張。報(bào)表中有55張屬于作業(yè)區(qū)及業(yè)務(wù)科室管理類報(bào)表，主要為設(shè)備的臺(tái)賬、班組活動(dòng)記錄、巡檢記錄等，不涉及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的錄入，目前在一線場(chǎng)站管理系統(tǒng)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)紙化辦公。其余18張報(bào)表主要為各井站生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、月報(bào)等，涉及氣礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)的填報(bào)，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成，采集的數(shù)據(jù)應(yīng)用效果未達(dá)到開發(fā)生產(chǎn)需求。

目前川西北氣礦在開發(fā)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中共接入18732個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)， 其中生產(chǎn)信息化接入數(shù)據(jù)點(diǎn)8223個(gè)，物聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)據(jù)點(diǎn)10509個(gè)，產(chǎn)油、產(chǎn)水、溫度等部分?jǐn)?shù)據(jù)項(xiàng)未采集，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)未完全覆蓋生產(chǎn)報(bào)表所需數(shù)據(jù)，但部分?jǐn)?shù)據(jù)可通過(guò)派生計(jì)算進(jìn)行生成。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)采氣日?qǐng)?bào)表中共有18項(xiàng)數(shù)據(jù)，其中僅有9項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集，有5項(xiàng)未采集，有4項(xiàng)可派生計(jì)算生成。采氣月報(bào)表中共有27項(xiàng)數(shù)據(jù)，其中僅有1項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集，有2項(xiàng)未采集，有24項(xiàng)可通過(guò)派生計(jì)算生成。由于派生計(jì)算同時(shí)存在計(jì)算錯(cuò)誤的問題，目前開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用情況未滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。

二、一線場(chǎng)站報(bào)表應(yīng)用系統(tǒng)需求的確定

（一）業(yè)務(wù)流程需求

通過(guò)與手工錄入平臺(tái)形成有效的整合方案，將無(wú)法采集的所需生產(chǎn)數(shù)據(jù)植入到作業(yè)區(qū)數(shù)字化管理平臺(tái)的巡檢、維保工單中，通過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)采集并推送到手工平臺(tái)中，例如開關(guān)井?dāng)?shù)據(jù)可通過(guò)開關(guān)井操作工單，將開關(guān)井前油套壓及生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行人工采集。一線員工只面對(duì)作業(yè)區(qū)數(shù)字化管理平臺(tái)一套應(yīng)用系統(tǒng)，最終完善對(duì)A2、A5等統(tǒng)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐，從而避免各個(gè)系統(tǒng)的重復(fù)錄入。

（二） 系統(tǒng)方案需求確定

1.開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)項(xiàng)需求

作業(yè)區(qū)平臺(tái)項(xiàng)目組分別從作業(yè)區(qū)、中心站、井、時(shí)間周期等緯度進(jìn)行川西北氣礦工單數(shù)量、工單填報(bào)數(shù)據(jù)項(xiàng)等內(nèi)容的梳理和統(tǒng)計(jì)。

綜合目前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)表填寫數(shù)據(jù)項(xiàng)、A2系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)項(xiàng)和一線場(chǎng)站報(bào)表，統(tǒng)一整理成一張開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)項(xiàng)需求列表，由業(yè)務(wù)主管部門對(duì)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行標(biāo)注。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)階段各系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集情況和調(diào)研成果，對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)列表中各類數(shù)據(jù)的獲取方式進(jìn)行標(biāo)注或建議（如：哪些數(shù)據(jù)已自動(dòng)采集、哪些數(shù)據(jù)可派生計(jì)算、哪些數(shù)據(jù)建議通過(guò)工單進(jìn)行采集等）。

針對(duì)A2系統(tǒng)開關(guān)井相關(guān)的11項(xiàng)數(shù)據(jù)取數(shù)規(guī)則不明確等問題，根據(jù)會(huì)議討論及作業(yè)區(qū)意見，“關(guān)井油壓、關(guān)井套壓”取關(guān)井前的瞬時(shí)油壓、套壓。

2.開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成共享與深化應(yīng)用

先針對(duì)《A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和需求分析表》中新增數(shù)據(jù)項(xiàng)開展實(shí)施工作，包括開關(guān)井相關(guān)的11項(xiàng)數(shù)據(jù)，可通過(guò)工單及派生計(jì)算方式，通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)向A2提供數(shù)據(jù)；新增的采出井加藥數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)采集加藥工單數(shù)據(jù)，向A5提供所需數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)每月匯總統(tǒng)計(jì)加藥工單數(shù)據(jù)，向A2系統(tǒng)提供所需數(shù)據(jù)。

3.業(yè)務(wù)流程和報(bào)表優(yōu)化方面

開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)深化應(yīng)用重要目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，即通過(guò)業(yè)務(wù)需求分析，用信息化支撐手段，減少手工填報(bào)和重復(fù)錄入，優(yōu)化數(shù)據(jù)匯聚流程，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，提升工作效率。主要安排如下。

優(yōu)化一線場(chǎng)站的42張報(bào)表數(shù)據(jù)，用現(xiàn)在最新的信息化支撐的視角來(lái)分析報(bào)表數(shù)據(jù)填報(bào)方式的合理性，數(shù)據(jù)項(xiàng)理解差異性等問題，例如運(yùn)油量、瞬時(shí)水量等數(shù)據(jù)，是周期性填報(bào)還是通過(guò)事件觸發(fā)。調(diào)研這些報(bào)表及數(shù)據(jù)的關(guān)注度和用戶使用情況。

從氣礦開發(fā)科、作業(yè)區(qū)、中心站等用戶層面，針對(duì)報(bào)表內(nèi)可優(yōu)化的數(shù)據(jù)項(xiàng)，制定相應(yīng)技術(shù)方案，確保高效率及高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)；精簡(jiǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)、優(yōu)化數(shù)據(jù)采集流程，可派生的數(shù)據(jù)一定要派生計(jì)算，不要再手工填報(bào)，剩下不可派生的數(shù)據(jù)，用一站一案模式，通過(guò)工單方式獲取，整體上對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用的流程進(jìn)行優(yōu)化。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（一）主要功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

一線場(chǎng)站報(bào)表應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)主要包括采集項(xiàng)管理，公式配置管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入，界面配置管理、派生計(jì)算管理，服務(wù)發(fā)布模塊，每個(gè)模塊下面均配置有子項(xiàng)模塊，從而為開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)處理提供更強(qiáng)有力的信息化技術(shù)支撐（見圖1）。

（二）數(shù)據(jù)項(xiàng)類型

數(shù)據(jù)類型分為三類。