基于遠程監(jiān)控技術的油田信息化管理措施

張 娜，李俊程，章 玲，胡瀟文，武 瑛

（中國石油新疆油田公司風城油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）

遠程監(jiān)控技術可以對現(xiàn)場運行設備進行監(jiān)視控制，并可實現(xiàn)信號報警分析等功能。目前，遠控技術應用于國民經(jīng)濟各個領域。以往，一些傳統(tǒng)石油行業(yè)信息化建設落后，油田采油場通常開采荒野郊區(qū)，設施工作狀態(tài)關系到油田生產(chǎn)穩(wěn)定，同時各類油田數(shù)據(jù)采集靠人工完成，影響油田自動化管理。如今，遠程監(jiān)控技術用于油田管理，可以更好地實現(xiàn)信息化建設。

1 油田信息化管理遠程監(jiān)控技術

21世紀，能源產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟中的地位日益提高。國家倡導能源安全儲備，實現(xiàn)高效安全生產(chǎn)，控制生產(chǎn)中的關鍵技術環(huán)節(jié)，并實現(xiàn)生產(chǎn)要求高效監(jiān)控是企業(yè)的要求。目前，采油地通常分布在偏僻地區(qū)，分布地域廣泛[1]。以往我國油井設備數(shù)據(jù)采集由人工完成，現(xiàn)場采集油井油壓等生產(chǎn)數(shù)據(jù)勞動強度大，同時采油井生產(chǎn)參數(shù)受到天氣變化影響自動化管理。遠程監(jiān)控技術可以實時監(jiān)控油田生產(chǎn)現(xiàn)場，遠程操作石油生產(chǎn)管理。

1.1 油田生產(chǎn)遠程監(jiān)控技術

遠控技術是本地計算機通過網(wǎng)絡系統(tǒng)對遠端生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，完成對遠程軟件下載等功能，遠程監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)遠程監(jiān)控計算機的硬件系統(tǒng)。油田管理中遠控系統(tǒng)是針對生產(chǎn)廠站地域分散特點，利用已建自動控制系統(tǒng)通過油田通信網(wǎng)對現(xiàn)場控制信息進行遠距離監(jiān)控，完成生產(chǎn)管理事故診斷分析等功能。自動控制系統(tǒng)接入企業(yè)網(wǎng)便于對分散生產(chǎn)廠點整體管理，近期可實現(xiàn)企業(yè)管理信息化功能。實現(xiàn)遠控關鍵環(huán)節(jié)是控制網(wǎng)絡與企業(yè)網(wǎng)結合，要有穩(wěn)定運行的現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，遠控系統(tǒng)各部分建立虛擬通信關系。遠程監(jiān)控管理主要適用于大型分散生產(chǎn)系統(tǒng)管理，油田生產(chǎn)管理企業(yè)要充分利用網(wǎng)絡信息化功能，實現(xiàn)無人值守生產(chǎn)管理。

1.2 油田建設遠控技術特點

油田建設中遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是網(wǎng)絡通信技術結合體，油田建設遠控系統(tǒng)由監(jiān)控終端與網(wǎng)絡通信系統(tǒng)組成[2]。遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有信息數(shù)據(jù)量大，多種網(wǎng)絡集合性，通信系統(tǒng)先進性等特點。油田建設中遠控系統(tǒng)要求傳輸數(shù)據(jù)信號實時性。油田遠控系統(tǒng)網(wǎng)絡通過多種網(wǎng)絡系統(tǒng)結合，包括無線網(wǎng)通信系統(tǒng)。油田生產(chǎn)中遠控采集多樣信息，要根據(jù)監(jiān)控區(qū)域情況為系統(tǒng)提供信息支持。我國油田遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用GPRS通信系統(tǒng)，為油田遠控提供良好傳輸環(huán)境。油田建設遠控技術具有智能化特點。企業(yè)信息化建設關鍵是計算機技術發(fā)展成熟，是企業(yè)決策的神經(jīng)中樞，信息技術拓展是應用領域的關鍵，搭建信息交互軟件平臺，使企業(yè)管理者在繁雜的市場下優(yōu)化調(diào)配資源。視頻監(jiān)控子系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

1.3 油田信息化管理與遠控技術

企業(yè)信息化是技術進步的重要內(nèi)容，其可以掌握企業(yè)運行情況[3]。企業(yè)信息化管理橫向內(nèi)容包括營銷系統(tǒng)等信息化，生產(chǎn)系統(tǒng)信息化是通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集處理實時監(jiān)控。企業(yè)信息化管理縱向分為操作層與決策層，DSS（決策支持系統(tǒng)）為使決策科學合理需要作為底層基礎過程控制自動化系統(tǒng)接入。油田生產(chǎn)自動化目標是提高生產(chǎn)效率，遠程監(jiān)控生產(chǎn)操作設備；防止油氣泄漏污染，及時提供完善的文件資料；自動采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，遠近結合提高經(jīng)濟效益，通過系統(tǒng)監(jiān)控分析實施預防性維護。企業(yè)信息化管理與油田自動化目標一致，生產(chǎn)自動化與企業(yè)管理信息化融合成為必然。

2 智能油田遠程監(jiān)控信息化管理研究

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，油田企業(yè)要不斷提高原油產(chǎn)量同時加快信息化管理，石油勘探開發(fā)技術發(fā)展取得良好經(jīng)濟效益。隨著油田原油產(chǎn)量提高，原有工藝系統(tǒng)暴露出控制系統(tǒng)落后等問題[4]。油田遠控技術應用數(shù)字化建設是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，需要保證信息化中各類要素資源高效配置，利用數(shù)字化改造傳統(tǒng)石油產(chǎn)業(yè)。

智能油田建設是系統(tǒng)工程，可使經(jīng)營者直接觀察地下生產(chǎn)動態(tài)，實現(xiàn)各層次閉環(huán)優(yōu)化管理。油田生產(chǎn)遠控系統(tǒng)分析通過網(wǎng)絡采集油井壓力等數(shù)據(jù)，遠程實時產(chǎn)液量計量，應用計算調(diào)節(jié)抽油機平衡，實現(xiàn)對油井閉環(huán)控制。注水井生產(chǎn)遠控分析系統(tǒng)通過采集數(shù)據(jù)進行流量與配注量對比，工況分析優(yōu)化服務器將采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計[5]。油田遠程監(jiān)管要根據(jù)控制系統(tǒng)特點，通過編寫軟硬件設備適應的結構應用軟件，對復雜情況進行遠程監(jiān)控。要以局域網(wǎng)資源利用為基礎加強遠程監(jiān)管研究，收集生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)后形成決策傳達給生產(chǎn)站點。隨著信息技術的進步，以及油田專業(yè)的智能井等技術發(fā)展，石油企業(yè)可以充分掌握信息，不斷提高決策水平。石油行業(yè)技術發(fā)展趨勢是實時性數(shù)字化與智能化。

20世紀末應用智能油田遠程監(jiān)控技術數(shù)字油氣概念誕生，大多數(shù)學者將數(shù)字油氣定義為油氣田虛擬標識，可以對虛擬擬題進行互動。數(shù)字油氣田被視為空間型與集成性融合系統(tǒng)。油氣數(shù)字化是針對上游行業(yè)高層次整合，20世紀80年代掀起提高采收率研究熱潮。如今，中國石油信息化經(jīng)過快速發(fā)展，不斷提高信息化管理水平。目前國外油氣公司應用智能油田遠控技術打造數(shù)字化建設。目前，我國也大力推進實施石油行業(yè)信息化建設，中石油公司已提出油田數(shù)字化建設目標。國內(nèi)地區(qū)級油田區(qū)域信息化發(fā)展不均衡，僅少數(shù)油田進入高級階段。

3 油田生產(chǎn)企業(yè)信息化管理現(xiàn)狀

油田生產(chǎn)管轄面積大，自然環(huán)境惡劣，需要利用信息化技術為生產(chǎn)服務。油田企業(yè)經(jīng)過多年建設在數(shù)字油田軟硬件方面快速發(fā)展，實現(xiàn)油氣井自動化數(shù)據(jù)采集，通過遠程傳輸實時監(jiān)控生產(chǎn)管理，油田信息化管理取得一定成績，同時仍存在很多問題，需要分析油田生產(chǎn)企業(yè)信息化管理現(xiàn)狀，研究加強企業(yè)信息化管理的有效對策。

3.1 油田企業(yè)信息化管理實踐

新疆油田公司風城油田信息化建設中在生產(chǎn)數(shù)據(jù)、基礎設施等方面采取有效措施，提升企業(yè)信息化管理水平。信息化基礎設施包括計算機網(wǎng)絡設備等，油田信息化不斷建設應用取得良好成果。根據(jù)信息基礎設備運行維護需要建立故障報修制度，利用計算機設備通過系統(tǒng)保修等流程規(guī)范辦公設備管理。信息網(wǎng)絡是數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)谋ＷC，新疆油田公司辦公網(wǎng)絡建成投用后，生產(chǎn)辦公基地至數(shù)據(jù)中心骨干鏈路達千兆連接。

油田生產(chǎn)管理中內(nèi)部相關工作圍繞開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析決策，數(shù)據(jù)的真實科學性是工作的基礎。油田每日單井生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)通過采集進入生產(chǎn)庫。自動化系統(tǒng)建成后油田管轄多個區(qū)塊計量站實現(xiàn)自動遠程計量，自動化采集數(shù)據(jù)包括抽油機工作時率等。油氣處理站采用集散控制系統(tǒng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其通過發(fā)布可使管理人員獲取現(xiàn)場信息。油田開發(fā)數(shù)據(jù)庫用于存儲油田生產(chǎn)動靜態(tài)監(jiān)測等數(shù)據(jù)，目前開發(fā)數(shù)據(jù)庫已全面采集動靜態(tài)生產(chǎn)相關信息。根據(jù)公司集中管理要求，將作業(yè)區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行修改。集中管理后的數(shù)據(jù)類型包括單井動靜態(tài)數(shù)據(jù)及采油工程等方面數(shù)據(jù)，采集單位包括采油隊，工藝所等。信息技術人員可通過用戶權限對所屬數(shù)據(jù)庫進行修改增刪維護工作。

3.2 油田企業(yè)信息化管理中的問題

油田信息化建設為管理工作提供實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)辦公自動化。隨著信息化需求的提升，信息化建設中的問題逐漸顯現(xiàn)，主要包括認識層面、信息化基礎建設層面等。認識層面存在業(yè)務流程優(yōu)化力度不足，對信息化認識存在不足。油田企業(yè)以油氣生產(chǎn)為目標，但是有人認為信息化是將文檔電子化。由于員工計算機知識缺乏及信息化認識不足對信息化建設也會帶來影響。各級領導要加強對油田信息化建設的關注度，認識信息化對油田生產(chǎn)管理的作用。

油田企業(yè)信息化基礎建設方面存在辦公設備部署維護難度大，信息系統(tǒng)安全性需要加強及數(shù)據(jù)準確率有待提高等問題。油田生產(chǎn)辦公基地距離市區(qū)較遠，為領導配備電腦滿足辦公需求，為外圍站庫提供電腦，及時解決站庫問題。用戶使用時對系統(tǒng)應用環(huán)境要求不同，因此處理不同配置時計算機部署測試需要耗費大量人力?；鶎訂挝晦k公計算機配置較少，圖形工作站性能老化。由于對機器性能要求較高，圖形工作站放置在辦公室不能達到良好的工作環(huán)境。隨著信息化建設的推進，相關工作需求更加依賴于信息系統(tǒng)建設。

4 油田遠程監(jiān)控信息化管理應用

隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，石油生產(chǎn)技術不斷改進。在20世紀90年代出現(xiàn)數(shù)字化的油田監(jiān)測系統(tǒng)，如果油田監(jiān)測系統(tǒng)測量生產(chǎn)參數(shù)時某些數(shù)值超出預設界限，可根據(jù)現(xiàn)場情況采取措施，提高油田開采安全性。我國不少企業(yè)已積累大量基礎資料，油田監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡環(huán)境等方面初具規(guī)模。20世紀90年代后，部分西部油田采用先進監(jiān)控設備技術，但目前國內(nèi)油田在安裝設備后進行生產(chǎn)自動監(jiān)控較少。油田遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以提升生產(chǎn)效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理自動化信息化[6]。今后，智能油田要加強遠程監(jiān)控技術應用與信息化管理。

4.1 油田生產(chǎn)遠程監(jiān)控技術應用

抽油機工作狀態(tài)產(chǎn)生數(shù)據(jù)參量不同，企業(yè)通過繪制數(shù)據(jù)曲線圖可以掌握抽油機工作狀態(tài)，并可做好故障排查維修等保障抽油機安全工作。抽油機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)揮重要的作用，可以采集其他冗余信息，并且可以配置紅外警告器及時對可疑信息發(fā)出警告提示[7]。抽油機數(shù)據(jù)采集組成見表1。

表1 抽油機數(shù)據(jù)采集組成

某油井自動化監(jiān)控系統(tǒng)中要求對抽油機工作狀態(tài)進行嚴格監(jiān)測。油田企業(yè)要明確提出對系統(tǒng)軟件設計要求，其中采集處理功能模塊要采集處理電機電流等數(shù)據(jù)。油田企業(yè)要想提升信息精準性需要做好抗干擾處理，設置控制系統(tǒng)監(jiān)控采油機作業(yè)狀態(tài)，并對抽油機工作情況進行分析，可以實時記錄抽油機運作中出現(xiàn)的問題[6]。數(shù)據(jù)傳輸中單井GPS模塊具有重要作用。無線網(wǎng)橋傳輸傳遞數(shù)據(jù)方式對設備提出明確要求。無線通用方式在傳遞數(shù)據(jù)方面已得到廣泛應用，其中無線局域網(wǎng)橋等是重要設備。

4.2 油田信息化管理措施

近年來，信息技術在油田企業(yè)管理中已向網(wǎng)絡化方向發(fā)展，信息技術服務重要性日益突出。信息技術對油田企業(yè)管理及組織等方面產(chǎn)生很大影響。當前油田企業(yè)信息化管理存在應用不到位及定位不明確等問題。要充分認識企業(yè)信息化管理的重要性，結合企業(yè)特點進行信息化建設，提高企業(yè)人員綜合素質(zhì)。油田生產(chǎn)專業(yè)性強，管理人員如果不了解信息化實現(xiàn)方法，那么開發(fā)的產(chǎn)品就不能達到預期要求。信息化需要有掌握生產(chǎn)業(yè)務的綜合性人才，企業(yè)要加大人才培養(yǎng)投入。

油田企業(yè)要分類整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)更新共享工作。企業(yè)要收集數(shù)據(jù)資源完善數(shù)據(jù)庫建設，做好開發(fā)數(shù)據(jù)庫整合工作。油田企業(yè)信息化管理中網(wǎng)站建設非常重要，其可分析油田中心工作，為企業(yè)決策管理提供幫助。網(wǎng)站內(nèi)容策劃要構建專題專欄，確保良好的網(wǎng)站系統(tǒng)建設效果。企業(yè)要實時采編發(fā)布信息，確保油田網(wǎng)站點擊率提升，保證信息內(nèi)容質(zhì)量安全。油田企業(yè)要重視自動化管理工作，不斷提升管理工作效率。積極發(fā)展油田電商。如果信息化管理系統(tǒng)應用中存在薄弱環(huán)節(jié)要加強軟件平臺開發(fā)。要與油田開發(fā)人員溝通深化系統(tǒng)應用，同時結合采油地質(zhì)專業(yè)管理人員長期積累的經(jīng)驗可以快速診斷工藝故障原因?？梢砸劳胁杉詣踊瘜崟r數(shù)據(jù)，模擬專家推理思維過程，判斷故障原因及制訂優(yōu)化措施，將措施方案等知識信息以特定格式存儲于數(shù)據(jù)庫，結合數(shù)學算法進行推算得出診斷結果。

4.3 油田信息化管理建議

油田信息化改進要結合目前信息化發(fā)展現(xiàn)狀，實現(xiàn)油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集，信息系統(tǒng)模擬分析優(yōu)化生產(chǎn)情況，建立完備的信息標準體系，通過流程再造等規(guī)劃企業(yè)流程管理，充分利用已有軟件及應用成果實現(xiàn)智能化，幫助企業(yè)提高決策科學性。建議提高信息化的認知度，搭建集成化信息共享平臺，優(yōu)化部署模式，提高資源利用率，提高信息化安全管理水平。

油田企業(yè)信息化建設需要從完善管理考核機制及健全管理制度等方面采取保障措施。管理制度是對油田管理工作的執(zhí)行框架，需要從強化過程管理、信息化基礎設施維護和強化信息化項目管控等方面加強內(nèi)部管理制度。完善油田信息化建設管理機制，激發(fā)員工信息化工作積極性。要成立信息化管理機構，依據(jù)信息項目建設需要制定應用考核管理細則，結合嚴格的考核制度使信息化管理制度具有可執(zhí)行性。雖然信息化技術發(fā)展快速更新，但信息化建設中存在很多風險，如果在公司信息集成中對信息化內(nèi)涵目標認識存在差異就會導致信息化建設缺乏整體性。油田信息化需要掌握生產(chǎn)業(yè)務綜合性人才，想要合理進行信息化轉(zhuǎn)換，企業(yè)就要培養(yǎng)精通油田專業(yè)知識的信息技術人員。生產(chǎn)管理人員要加強信息培訓，技術人員要掌握信息化知識，通過和信息技術人員溝通有利于油田信息化建設。

5 結束語

油田智能遠程管控方案系統(tǒng)規(guī)范，能提升油藏經(jīng)營管理水平。遠程監(jiān)控技術應用于油田生產(chǎn)實踐中，是油田信息化建設的有效途徑，要配合油田生產(chǎn)規(guī)模大需求，加強對油田遠程監(jiān)控管理研究。