油氣田作業(yè)區(qū)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型智能化發(fā)展探析

郭亞男

（大港油田公司 第五采油廠，天津 300280）

0 引言

作業(yè)區(qū)主要承擔(dān)采油、注水和輸油的生產(chǎn)任務(wù)，擔(dān)負(fù)生產(chǎn)運行、油藏管理、工藝管理、設(shè)備管理、質(zhì)量安全環(huán)保管理、黨群管理等工作內(nèi)容，管理油井、水井、輸油站、注水站、單井點、增壓點、輸油管道、注水管道、天然氣管道、供水管道等生產(chǎn)設(shè)施，管理機泵、工藝裝置、生產(chǎn)管道、儀器儀表、電力線路及設(shè)施、安全監(jiān)測、車輛等設(shè)備。作業(yè)區(qū)工作內(nèi)容包括：油水井的實時監(jiān)控，設(shè)備運轉(zhuǎn)的例行巡檢，以及對設(shè)備的操作和控制，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的計量和錄入，設(shè)備設(shè)施的維護維修保養(yǎng)，儀器儀表檢測，生產(chǎn)現(xiàn)場安全問題的檢查消減等。

作業(yè)區(qū)級的生產(chǎn)管理，作為油田生產(chǎn)最前線與油氣田企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的“最后一公里”，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理中最復(fù)雜、最困難的部分。由于沒有使用統(tǒng)一的信息化手段，作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理一直處于“較原始”的狀態(tài)。作業(yè)區(qū)各級管理人員無法及時全面把控生產(chǎn)動態(tài)，生產(chǎn)記錄只有部分實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的管理系統(tǒng)，部分停留在電子數(shù)據(jù)階段，少部分為手寫的紙質(zhì)記錄，對生產(chǎn)信息的下達(dá)、落實和反饋還停留在電話溝通階段，沒有形成統(tǒng)一的生產(chǎn)管理系統(tǒng)；對現(xiàn)場情況視頻化、音頻化、圖像化生產(chǎn)信息資料的記錄和存儲沒有統(tǒng)一完善的管理信息平臺。目前，各項數(shù)據(jù)之間存在信息孤島和碎片化的現(xiàn)象，各項數(shù)據(jù)之間沒有任何鏈路聯(lián)系；信息獲取的及時性差，存在信息失真和檢索困難現(xiàn)象；對信息的分析和判斷工作效率低下，制約著生產(chǎn)經(jīng)營管理工作向組織高效、快捷、規(guī)范化方向發(fā)展[1]。

作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理涉及到的已經(jīng)建成的管理系統(tǒng)有：油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（A2）、油水井生產(chǎn)信息采集與管理平臺、地理信息系統(tǒng)（A4）、采油與地面工程運行管理系統(tǒng)（A5）、ERP 管理系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）、經(jīng)營管理系統(tǒng)、特殊作業(yè)管理系統(tǒng)、鉆井井史查詢系統(tǒng)、上傳網(wǎng)絡(luò)的會議紀(jì)要、地質(zhì)措施計劃，鉆井、試油、修井日報，及各項工作的周報、月報和總結(jié)文檔等。作業(yè)區(qū)為保證生產(chǎn)需要，有多達(dá)數(shù)百種的電子文檔，日常數(shù)據(jù)上報和傳達(dá)靠即時通訊軟件，單個文件的發(fā)送多達(dá)數(shù)十人次。作業(yè)區(qū)生產(chǎn)調(diào)度每日生產(chǎn)動態(tài)、生產(chǎn)運行記錄、單井點數(shù)據(jù)記錄等電子文檔多達(dá)36 個。作業(yè)區(qū)內(nèi)部各崗位員工根據(jù)上級要求和自己的崗位職責(zé)，記錄設(shè)備臺賬、工藝臺賬、特種設(shè)備臺賬、各種儀表臺賬，管理記錄、洗井洗干線周期表和計劃、總結(jié)、各種生產(chǎn)動態(tài)的檢測數(shù)據(jù)等電子數(shù)據(jù)。

若對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，要調(diào)閱各種資料，打開多個系統(tǒng)和表格。若對電子文檔數(shù)據(jù)掌握不全或難以收集，分析結(jié)論容易產(chǎn)生偏差，影響生產(chǎn)和決策。例如對停產(chǎn)井、變化井進(jìn)行分析，要查詢動態(tài)數(shù)據(jù)需查閱A2 的采油日報、采油月報、油水井生產(chǎn)采集和管理平臺與油井護理措施等，查閱A5 的地質(zhì)設(shè)計、工藝設(shè)計和施工總結(jié)等[1]。

為滿足作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理效率提升而搭建作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺，實現(xiàn)作業(yè)區(qū)基層工作“管理數(shù)字化、屬地規(guī)范化、崗位標(biāo)準(zhǔn)化”。作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺借助信息化手段，實現(xiàn)對工作過程的實時管理，提高工作效率，減少員工收集、匯總、整理信息的工作量，自動積累數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)案例和工作經(jīng)驗，實現(xiàn)知識積累和智慧傳承。

1 作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理模塊

為滿足作業(yè)區(qū)日常生產(chǎn)集中監(jiān)控、集中管控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮的需求，強化生產(chǎn)管控，全面提升作業(yè)區(qū)級生產(chǎn)管理水平，夯實物聯(lián)感知基礎(chǔ)，建設(shè)作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺，打造作業(yè)區(qū)級生產(chǎn)管控中心，通過油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭采集，規(guī)范基層生產(chǎn)管理，強化生產(chǎn)受控，實現(xiàn)井-管道-站場自動化生產(chǎn)監(jiān)控與視頻監(jiān)控集成融合；實現(xiàn)作業(yè)區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)場全生命周期實時管控[2]。

通過梳理作業(yè)區(qū)業(yè)務(wù)流程，作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺建設(shè)實現(xiàn)路徑包括：分解崗位管理手冊，建立標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)區(qū)工作平臺；固化現(xiàn)場工作流程，實現(xiàn)現(xiàn)場工作流程化管理；實現(xiàn)移動端和計算機端數(shù)據(jù)采集，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集融入站場日產(chǎn)操作；站隊行為數(shù)據(jù)實現(xiàn)作業(yè)區(qū)基礎(chǔ)工作精細(xì)管理和量化考核；系統(tǒng)整體應(yīng)用集成，支撐作業(yè)區(qū)綜合管理工作的標(biāo)準(zhǔn)化。通過建立生產(chǎn)一體化運營管理新模式，提高油氣水井、管道、站庫生產(chǎn)運行安全管控能力。通過梳理數(shù)據(jù)接口，打通數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)多系統(tǒng)多業(yè)務(wù)高度集成的應(yīng)用共享。

作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺建設(shè)包括4 大功能模塊，即集中監(jiān)控、智能分析、集中管控統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一指揮。其共涉及12 個子功能模塊，包括井生產(chǎn)監(jiān)控、管道生產(chǎn)監(jiān)控、站庫生產(chǎn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集規(guī)范控制、生產(chǎn)井變化綜合對比、注水系統(tǒng)效率優(yōu)化分析、生產(chǎn)井運行監(jiān)控與可視化報警管理、管道與站場完整性管理、站庫安全預(yù)警可視化管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、生產(chǎn)運行、綜合管理子功能模塊。

1.1 集中監(jiān)控模塊

包括井生產(chǎn)監(jiān)控、管道生產(chǎn)監(jiān)控、站庫生產(chǎn)監(jiān)控子模塊。

1.1.1 井生產(chǎn)監(jiān)控子模塊

通過對井的生產(chǎn)壓力、流量、溫度、沖程、沖次、轉(zhuǎn)速、載荷、電量、電流等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控、液量實時計算、視頻監(jiān)控，實現(xiàn)對采油井、注水井生產(chǎn)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，實現(xiàn)對采油井遠(yuǎn)程啟停、自動調(diào)參，及注水井自動調(diào)配注等功能。

1.1.2 管道生產(chǎn)監(jiān)控子模塊

通過對管道兩端壓力、流量、溫度、聲壓、智能測試樁、恒電位儀等運行數(shù)據(jù)的監(jiān)控，實現(xiàn)對井到站、站內(nèi)、站間的管道運行狀態(tài)的實時監(jiān)控、視頻監(jiān)控。

1.1.3 站庫生產(chǎn)監(jiān)控子模塊

通過對站庫生產(chǎn)壓力、流量、溫度、液量等生產(chǎn)參數(shù)的實時監(jiān)控、視頻監(jiān)控，對基于全站工藝流程的剩余處理能力、剩余處理時間采取實時計算，實現(xiàn)對站庫安全生產(chǎn)運行實時監(jiān)控。通過站控系統(tǒng)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)液位、泵排量、自動反沖洗等。

1.2 智能分析模塊

包括數(shù)據(jù)采集規(guī)范控制、生產(chǎn)井變化綜合對比、注水系統(tǒng)效率優(yōu)化分析子模塊。

1.2.1 數(shù)據(jù)采集規(guī)范控制子模塊

包括數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測管理、數(shù)據(jù)審核提交管理、數(shù)據(jù)服務(wù)統(tǒng)一發(fā)布單元。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集管理：通過自動采集的數(shù)據(jù)以及人工補錄、人工審核的方式，實現(xiàn)唯一點數(shù)據(jù)錄入，多系統(tǒng)提取，減少多個系統(tǒng)、多種報表的重復(fù)錄入的工作量，將未電子化數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，采用OCR 等輔助手段快速錄入系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測管理：建立面向作業(yè)源數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量綜合控制和審計平臺，全面提高作業(yè)區(qū)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的完整性、及時性、準(zhǔn)確性等。

數(shù)據(jù)審核提交管理：在作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集與數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測和清洗的基礎(chǔ)上，采用工作流的方式進(jìn)行人工審核。

數(shù)據(jù)服務(wù)統(tǒng)一發(fā)布：系統(tǒng)以微服務(wù)的方式提供統(tǒng)一發(fā)布接口，其他應(yīng)用系統(tǒng)可以按照配置的服務(wù)接口訪問系統(tǒng)并獲取數(shù)據(jù)。

1.2.2 生產(chǎn)井變化綜合對比子模塊

生產(chǎn)井變化綜合對比子系統(tǒng)是作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺智能化核心系統(tǒng)，包括5 個單元：生產(chǎn)井指標(biāo)變化自動監(jiān)測、生產(chǎn)井變化工單流程管理、生產(chǎn)井變化歷史趨勢統(tǒng)計、生產(chǎn)井變化綜合統(tǒng)計分析與生產(chǎn)井變化報表管理。

生產(chǎn)井指標(biāo)變化自動監(jiān)測分析：通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，實現(xiàn)了對變化井的報警。

生產(chǎn)井變化工單流程管理：當(dāng)生產(chǎn)井變化產(chǎn)生閾值預(yù)警時，系統(tǒng)將實現(xiàn)基于生產(chǎn)井變化信息，自動生產(chǎn)現(xiàn)場落實的工單。

生產(chǎn)井變化歷史趨勢統(tǒng)計：以組織單位、區(qū)塊及單井為單位，對生產(chǎn)井歷史指標(biāo)、歷史壓力、歷史工況變化趨勢進(jìn)行統(tǒng)計分析。

生產(chǎn)井變化綜合統(tǒng)計分析：以抽油機井、電潛泵井、螺桿泵井及注水井不同井型進(jìn)行區(qū)分，對不同井型的生產(chǎn)變化進(jìn)行統(tǒng)計匯總。

生產(chǎn)井變化報表管理：以報表工具為基礎(chǔ)，構(gòu)建靈活的生產(chǎn)井變化日報統(tǒng)計功能，實現(xiàn)不同生產(chǎn)井變化的日報分析、月報分析；以報表工具為基礎(chǔ)，構(gòu)建靈活的生產(chǎn)井處置效果統(tǒng)計分析功能。

通過生產(chǎn)井變化綜合對比分析模塊，可以徹底改變作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理人員的手工分析模式，將生產(chǎn)井的變化信息進(jìn)行實時分析與推送，建立變化井管理的標(biāo)準(zhǔn)流程，減少變化井分析用戶40%的數(shù)據(jù)整理時間，將更多的時間用于問題落實與解決。

1.2.3 注水系統(tǒng)效率優(yōu)化分析子模塊

包括生產(chǎn)監(jiān)控、效率分析、設(shè)備管理、報表管理單元。

生產(chǎn)監(jiān)控：基于實時數(shù)據(jù)采集分析，實現(xiàn)注水生產(chǎn)全過程監(jiān)控，保障生產(chǎn)安全平穩(wěn)運行。

效率分析：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)注水效率自動分析，挖掘效率提升點，提升注水效率。

設(shè)備管理：基于實時數(shù)據(jù)采集分析，實現(xiàn)注水設(shè)備全生命周期管理，降低運維成本。

報表管理：基于靈活報表工具，實現(xiàn)報表靈活自定義，簡化日常報表維護工作量。

1.3 集中管控統(tǒng)一調(diào)度模塊

包括生產(chǎn)井運行監(jiān)控可視化報警管理、管道與站場完整性管理、站庫安全預(yù)警可視化管理、生產(chǎn)調(diào)度管理子模塊。

1.3.1 生產(chǎn)井運行監(jiān)控可視化報警管理子模塊

包括生產(chǎn)預(yù)警報警、生產(chǎn)故障聯(lián)動分析、生產(chǎn)故障實時診斷、生產(chǎn)故障實時處置、專家知識庫單元。

生產(chǎn)預(yù)警報警：預(yù)報警信息以列表的方式展示，展示預(yù)報警等級、類型、風(fēng)險源、所屬系統(tǒng)或單井、時間、次數(shù)、內(nèi)容、處理狀態(tài)，實現(xiàn)集中展示、集中處置、統(tǒng)一調(diào)度。

1.3.2 管道與站場完整性管理子模塊

包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、管道風(fēng)險評價、失效管理、管道的檢測與修復(fù)、專家知識庫單元。

1.3.3 站庫安全預(yù)警可視化管理子模塊

包括生產(chǎn)監(jiān)控預(yù)警報警、生產(chǎn)趨勢預(yù)判、異常工況分析、設(shè)備檢維修、專家知識庫單元。

1.3.4 生產(chǎn)調(diào)度管理子模塊

包括生產(chǎn)信息收集報送、電子巡檢、移動巡檢、事件管理、重點工作、交接班管理單元。

電子巡檢管理：制定生產(chǎn)情況巡檢工作規(guī)則，基于A11、A4、利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對生產(chǎn)狀態(tài)實時數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，聚類，上下游關(guān)聯(lián)分析等，實現(xiàn)對井生產(chǎn)狀態(tài)、管道生產(chǎn)狀態(tài)、設(shè)施設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)字化電子巡檢。

移動巡檢管理：梳理巡檢業(yè)務(wù)流程，規(guī)劃移動巡檢路線，實現(xiàn)對巡檢各環(huán)節(jié)巡檢數(shù)據(jù)的采集，報送，記錄。移動巡檢管理用于單井巡檢、站庫巡檢、管線巡檢等業(yè)務(wù)場景。

事件管理：包括事件名稱、發(fā)生時間、發(fā)生地點、事件情況、事件等級、事件類型、事件報告人、事件處理時間、事件處理人、事件處理情況、事件處置狀態(tài)等內(nèi)容，實現(xiàn)生產(chǎn)事件信息動態(tài)采集，實時傳遞，快速處理和綜合查詢分析。

重點工作：包括新井進(jìn)度、修井進(jìn)度、工程（項目）進(jìn)度、防洪排澇、冬防保溫、突發(fā)事件、接地檢測、節(jié)能監(jiān)測、設(shè)備維修等，以進(jìn)度條的形式進(jìn)行展示，便于跟蹤和掌握，能夠一目了然地查詢到當(dāng)前進(jìn)展情況。

交接班管理：包括記錄值班信息、值班時間、值班部門、值班人員、值班電話、交班人員、接班人員、交接重點情況等信息，支持按時間、部門篩選查詢歷史值班信息，便于追溯相關(guān)內(nèi)容。

1.4 統(tǒng)一指揮模塊

包括生產(chǎn)運行、綜合管理子模塊。

1.4.1 生產(chǎn)運行子模塊

包括生產(chǎn)運行管理、應(yīng)急管理、車輛管理、HSE 管理單元。

生產(chǎn)運行管理：包括產(chǎn)能建設(shè)情況、重點井生產(chǎn)情況、原油集輸注水動態(tài)、鉆井動態(tài)、修井作業(yè)動態(tài)、開井停井情況跟蹤、產(chǎn)量變化原因分析、生產(chǎn)信息收集報送、生產(chǎn)工作任務(wù)通知單等內(nèi)容。

應(yīng)急管理：在出現(xiàn)應(yīng)急事件時，現(xiàn)場人員快速啟動數(shù)字化預(yù)案，及時通知相關(guān)人員。管理人員能夠查看到現(xiàn)場人員實時分布并和現(xiàn)場人員進(jìn)行音視頻通訊，進(jìn)行調(diào)度、組織救援。

車輛管理：包括車輛狀態(tài)、駕駛?cè)恕⒊塑嚾?、出車事由、行駛路線、出車回場記錄、里程記錄、油量記錄等內(nèi)容。

HSE 管理：HSE 負(fù)責(zé)隱患識別與上報，對隱患和問題的閉環(huán)整改形成記錄。

1.4.2 綜合管理子模塊

包括移動推送管理、計劃管理、任務(wù)管理單元。

移動推送管理：將應(yīng)急事件、代辦信息通過多種渠道自動推送。

計劃管理：實現(xiàn)對各類計劃的管理，包括制定計劃的起止時間，計劃是否提醒，執(zhí)行的崗位和人員等相關(guān)信息。自定義工作計劃，支持按照組織機構(gòu)、崗位等多維度定義周期性巡檢路線及工作任務(wù)，可以將任務(wù)分解成多級子任務(wù)，單獨指派。

任務(wù)管理：實現(xiàn)對任務(wù)的列表展示、任務(wù)執(zhí)行情況的查看。

2 預(yù)期效果

作業(yè)區(qū)生產(chǎn)數(shù)字化管理以油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，集成工業(yè)視頻平臺、各油水井?dāng)?shù)據(jù)采集平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)智能預(yù)警，生產(chǎn)參數(shù)動態(tài)監(jiān)測，加強作業(yè)區(qū)基層管理人員對油水井生產(chǎn)運行的安全管控，提升對油水井應(yīng)急工況的處置效率，提高生產(chǎn)井運行效率與作業(yè)區(qū)HSE 管理水平。破解基層工作“上邊千根線，下邊一根針”的困境。將基層的生產(chǎn)和管理信息納入統(tǒng)一的作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺，避免一線人員交叉重復(fù)工作，解決作業(yè)區(qū)多系統(tǒng)重復(fù)錄入的問題。改變現(xiàn)有知識管理和技術(shù)支持模式，不再需要繁瑣的案例收集、整理、下發(fā)，系統(tǒng)自動生成圖文并茂的案例庫，既可以自助學(xué)習(xí)、討論，還可以通過點擊人名即刻找到當(dāng)事人獲得遠(yuǎn)程協(xié)助，省去四處詢問過程，為關(guān)鍵問題的解決節(jié)省寶貴時間，提高各級人員的工作效率。員工工作管理實現(xiàn)精準(zhǔn)管理，數(shù)據(jù)上報實現(xiàn)實時處理，現(xiàn)場問題實時求助，整體數(shù)據(jù)實時匯總，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和分析。支撐作業(yè)區(qū)基層建設(shè)管理，把作業(yè)區(qū)員工從繁雜的數(shù)據(jù)采集、錄入、分析、上報工作中解放出來，將員工精力投入到維修、維護、改造、提升工作中來，實現(xiàn)基層員工減負(fù)提效[3]。