油田生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐

田源 劉磊 韓江 鄭潔

摘要：針對(duì)目前大監(jiān)控管理模式下，技術(shù)人員流動(dòng)性大、工作執(zhí)行效率低、管理難度大等現(xiàn)場(chǎng)管理問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套具有數(shù)據(jù)可視化、管理高效化的生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作任務(wù)自動(dòng)推送、工作內(nèi)容自動(dòng)提醒、作業(yè)審批信息化管理、作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、重點(diǎn)環(huán)節(jié)在線確認(rèn)、工作記錄和報(bào)表自動(dòng)生成等功能，不斷壓縮管理層級(jí)，持續(xù)優(yōu)化勞動(dòng)組織架構(gòu)，完成作業(yè)區(qū)及中心站現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行工作的閉環(huán)管理，較好地支撐形成區(qū)域共享、大集體、集約型的運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：大監(jiān)控；生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)；閉環(huán)管理

一、前言

隨著油田生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，傳統(tǒng)監(jiān)控模式已無(wú)法滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)需求，向“集中監(jiān)控、少人/無(wú)人值守、故障巡檢”轉(zhuǎn)變的集中大監(jiān)控模式，成為推進(jìn)油田管理走上制度化、規(guī)范化、智能化發(fā)展的重要手段之一[1]。對(duì)推動(dòng)油田企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量原油穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)化生產(chǎn)流程、降低能源損耗，由生產(chǎn)型向生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)型轉(zhuǎn)變，形成“全員、全過(guò)程、全企業(yè)”抓經(jīng)營(yíng)、控成本的新發(fā)展格局具有重要意義。

近年來(lái)，長(zhǎng)慶油田作為全國(guó)油氣產(chǎn)量最高的油氣田，按照“共享中國(guó)石油”戰(zhàn)略部署，油田公司制定智能化油氣田“326”工程總體規(guī)劃，始終堅(jiān)持將先進(jìn)的信息化技術(shù)與油氣主營(yíng)業(yè)務(wù)深度融合，開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)建設(shè)工作。自2019年開(kāi)始不斷推進(jìn)實(shí)現(xiàn)“中心站+無(wú)人值守站”管理模式全覆蓋，解決了“無(wú)人”難題，提高了工作質(zhì)量效率、降低了員工崗位安全風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度。2020年開(kāi)始探索“作業(yè)區(qū)大監(jiān)控”管理模式，并在油田公司范圍內(nèi)率先完成“作業(yè)區(qū)大監(jiān)控”管理模式升級(jí)。2021年《長(zhǎng)慶油田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作報(bào)告》強(qiáng)調(diào)：要堅(jiān)持系統(tǒng)思維，統(tǒng)籌生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)均衡、受控、效率、效益、平穩(wěn)運(yùn)行。要強(qiáng)化生產(chǎn)運(yùn)行組織，持續(xù)提升經(jīng)營(yíng)管理水平；堅(jiān)定不移革成本之命，按照“先算后干、事前算贏、成本倒逼、效益優(yōu)先”的原則，深化提質(zhì)增效專項(xiàng)行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)完全成本壓降行動(dòng)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。經(jīng)過(guò)多年的積累發(fā)展，已在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)控制、智能分析等領(lǐng)域取得長(zhǎng)足進(jìn)步，站場(chǎng)自動(dòng)控制水平達(dá)到了較高的程度，具備了集中控制的條件[2]。因此，長(zhǎng)慶油田依托建設(shè)成果深入開(kāi)展管理與技術(shù)創(chuàng)新，按照“大調(diào)度、大集中、大監(jiān)督”的思路，通過(guò)信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控由分散向集中轉(zhuǎn)變，監(jiān)控人員從前端向后端轉(zhuǎn)移，組織機(jī)構(gòu)不斷優(yōu)化、管理方式不斷變革，逐漸形成了以作業(yè)區(qū)生產(chǎn)指揮中心為核心的“大監(jiān)控”管理模式，挖掘開(kāi)源、節(jié)流、降本、增效的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

然而，目前在用生產(chǎn)指揮管理系統(tǒng)僅能到達(dá)作業(yè)區(qū)層面，無(wú)法進(jìn)一步向下管理延伸，導(dǎo)致各單位生產(chǎn)運(yùn)行管理效率難以滿足實(shí)際生產(chǎn)管理需求，操作、技術(shù)人員流動(dòng)性大，工藝系統(tǒng)運(yùn)行存在“體系不完善、標(biāo)準(zhǔn)不清楚、制度不執(zhí)行、職責(zé)不明確、責(zé)任不落實(shí)”等薄弱環(huán)節(jié)[3]。為解決上述問(wèn)題，長(zhǎng)慶油田開(kāi)發(fā)了一套具有數(shù)據(jù)可視化、管理高效化的生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)指揮效率及生產(chǎn)運(yùn)行管控水平，進(jìn)一步壓縮了管理層級(jí)，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)區(qū)及中心站現(xiàn)場(chǎng)工作任務(wù)在手持終端的“工作任務(wù)接收、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、任務(wù)完成反饋、執(zhí)行情況分析”全過(guò)程閉環(huán)管理。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐，按照“頂層設(shè)計(jì)、問(wèn)題導(dǎo)向、以用促建、建管結(jié)合”的思路，利用大數(shù)據(jù)、算法模型等智能化技術(shù)，圍繞單井、場(chǎng)站、管線日常作業(yè)等生產(chǎn)管理相關(guān)業(yè)務(wù)，配套制度、組織、技術(shù)、運(yùn)行、安全、應(yīng)急六大業(yè)務(wù)管理的“1+6”大監(jiān)控運(yùn)行支撐保障體系，以“PC端（生產(chǎn)指揮系統(tǒng)）+手持終端（移動(dòng)App）”相配合的方式，將“井站線”更多工作由線下轉(zhuǎn)為線上，自下而上實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)工作全過(guò)程閉環(huán)管理、作業(yè)全流程在線管理，從而建成一個(gè)具有數(shù)據(jù)可視化、管理高效化的生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。

該系統(tǒng)能保證“層級(jí)責(zé)任歸位、過(guò)程閉環(huán)管控、報(bào)表自動(dòng)生成”的穩(wěn)步運(yùn)行，形成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)“看得見(jiàn)、聽(tīng)得到、控得住、摸得清”的前端數(shù)據(jù)采集、中端控制配套、后端智能應(yīng)用生產(chǎn)運(yùn)行體系，為推動(dòng)油田精益化管理，打造智能發(fā)展新高地奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（一）數(shù)據(jù)架構(gòu)

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)（見(jiàn)圖2）充分考慮數(shù)據(jù)的復(fù)用性及數(shù)據(jù)共享性，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，不重復(fù)錄入，大部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)采集和API接口的方式獲取，即打通A2、A5、SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，不增加員工數(shù)據(jù)錄入工作量，進(jìn)而建立支撐海量、異構(gòu)數(shù)據(jù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、檢索與服務(wù)等。數(shù)據(jù)發(fā)布與業(yè)務(wù)流程相互關(guān)聯(lián)，使得崗位工作人員在使用系統(tǒng)時(shí)便于查詢、處理與自己工作相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一。

（二）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

應(yīng)用及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署于辦公網(wǎng)（見(jiàn)圖3）。作業(yè)區(qū)及中心站用戶通過(guò)辦公網(wǎng)訪問(wèn)，移動(dòng)App通過(guò)APN或DMZ轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器使用公共網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)。

（三）業(yè)務(wù)流程

基于生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)運(yùn)行情況，配套“工藝運(yùn)行決策與風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)”的建設(shè)，優(yōu)化和擴(kuò)展生產(chǎn)運(yùn)行作業(yè)內(nèi)容，建成作業(yè)區(qū)級(jí)生產(chǎn)指揮及應(yīng)急管理平臺(tái)（見(jiàn)圖4）。主要應(yīng)用“信息共享、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、協(xié)同管控、運(yùn)行高效”的大監(jiān)控運(yùn)行模式，對(duì)生產(chǎn)工藝運(yùn)行過(guò)程分析決策結(jié)果經(jīng)系統(tǒng)管理人員確認(rèn)后，再以任務(wù)形式自動(dòng)推送至對(duì)應(yīng)崗位人員的手持終端App，現(xiàn)場(chǎng)操作人員則通過(guò)手持終端將現(xiàn)場(chǎng)操作的數(shù)據(jù)填報(bào)、視頻、圖像上傳至PC端，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)自動(dòng)接收、工作內(nèi)容自動(dòng)提醒、作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、重點(diǎn)環(huán)節(jié)在線確認(rèn)、工作記錄和報(bào)表自動(dòng)生成等功能及現(xiàn)場(chǎng)工作任務(wù)的全過(guò)程閉環(huán)管理流程[4]。將傳統(tǒng)分級(jí)管理轉(zhuǎn)變?yōu)椤白烂?移動(dòng)”支撐遠(yuǎn)程指揮、集中管控，深度壓縮管理層級(jí)，完成廠部生產(chǎn)指令直達(dá)運(yùn)維班組的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”大監(jiān)控精準(zhǔn)管理。

三、主要功能

（一）實(shí)現(xiàn)可視化生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理

通過(guò)技術(shù)指標(biāo)自動(dòng)生成、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)自動(dòng)分析等多維度對(duì)比，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，完成對(duì)生成原油生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)指標(biāo)、日常工作等重點(diǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)展示、趨勢(shì)跟蹤，支撐專家、部門、專業(yè)之間的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，為生產(chǎn)管理決策提供支持，將關(guān)鍵生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)變“離線”為“在線”，變“及時(shí)”為“實(shí)時(shí)”，精準(zhǔn)定位、快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行態(tài)勢(shì)精準(zhǔn)把控、過(guò)程跟蹤量化考核。生產(chǎn)指揮與應(yīng)急管理系統(tǒng)運(yùn)行界面（樊學(xué)采油作業(yè)區(qū)）如圖5所示。

（二）實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)工作管理

在功能設(shè)計(jì)上包含作業(yè)區(qū)、中心站兩個(gè)級(jí)別，功能上以“PC端系統(tǒng)+移動(dòng)終端”相配合的方式，通過(guò)指令下達(dá)與操作監(jiān)管聯(lián)動(dòng)，完成現(xiàn)場(chǎng)工作在線發(fā)布、事件處置全程留痕、重要信息分級(jí)推送、運(yùn)行效率在線分析等功能應(yīng)用，強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程的管控及支撐保障，幫助生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、工作標(biāo)準(zhǔn)、履職能力等進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行高效指揮。重點(diǎn)工作閉環(huán)管理如圖6所示。同時(shí)開(kāi)發(fā)了單井作業(yè)、站點(diǎn)作業(yè)、管線作業(yè)、隊(duì)伍建設(shè)等四大子系統(tǒng)三十多個(gè)功能模塊，通過(guò)打通數(shù)據(jù)接口，接收由采油工藝生產(chǎn)決策與風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)推送的調(diào)參、熱洗、單量、加藥、取樣、收球等多項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)工作從派工到落實(shí)，結(jié)合兩冊(cè)管理實(shí)現(xiàn)了過(guò)程線上監(jiān)督、職責(zé)劃分明確、任務(wù)有人落實(shí)，縱向延伸至公司、廠（處），橫向聯(lián)動(dòng)機(jī)關(guān)部門、科研單位的生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)“全過(guò)程數(shù)字化”閉環(huán)管理，工作效率明顯提高。

（三）實(shí)現(xiàn)智能化決策分析管理

打通專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)壁壘，對(duì)A2、A5、SCADA系統(tǒng)中的重點(diǎn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交互使用，通過(guò)算法輔助，形成了前端數(shù)據(jù)采集、中端控制配套、后端智能應(yīng)用初步目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)井、線、站工藝運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題故障進(jìn)行分析決策支持（見(jiàn)圖7），分析決策結(jié)果自動(dòng)下發(fā)至生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，以任務(wù)形式推送至各相應(yīng)的崗位進(jìn)行執(zhí)行操作和應(yīng)急處置，同時(shí)對(duì)執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)管控，確保生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全、高效、平穩(wěn)運(yùn)行。

（四）實(shí)現(xiàn)集約化日常工作管理

按照“一井一法、一線一策、一站一工藝、一崗一職責(zé)”的思路，對(duì)掃線、熱洗、調(diào)參、清水試壓、水井洗井、站點(diǎn)巡檢、管線巡護(hù)等30余項(xiàng)工作進(jìn)行統(tǒng)一資源調(diào)度，同時(shí)將相關(guān)體系文件、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、管理制度、工藝紀(jì)律、操作紀(jì)律及崗位職責(zé)所規(guī)定的內(nèi)容有效落實(shí)到井、線、站和崗位的具體管理對(duì)象上，形成固定性和周期性的具體任務(wù)推送到各對(duì)應(yīng)崗位進(jìn)行操作處置[5]。日常工作管理表如表1所示。

四、應(yīng)用效果

（一）工作落實(shí)得到保障

通過(guò)重點(diǎn)工作閉環(huán)管理、日常工作痕跡管理，確保清水試壓、巡線、掃線等30余項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)100%落實(shí)到井站、崗位。

（二）處理效率得到提升

通過(guò)工作任務(wù)線上發(fā)布、落實(shí)情況移動(dòng)端錄入，生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視、重點(diǎn)信息提示，中心站每日碰頭會(huì)、電話上傳下達(dá)等工作下降70%。

（三）勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低

與現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)落實(shí)相關(guān)的報(bào)表自動(dòng)生成，中心站監(jiān)控崗報(bào)表填報(bào)工作量消減90%以上。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式與信息化技術(shù)的深度融合，本系統(tǒng)的推廣應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)指揮調(diào)度及現(xiàn)場(chǎng)工作的管理方式，構(gòu)建廠部“大監(jiān)控”指揮調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)級(jí)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作的閉環(huán)管理，為采油工藝生產(chǎn)決策與風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)提供了前端數(shù)據(jù)支撐，有效保障“廠級(jí)大監(jiān)控”管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)。下一步要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善功能應(yīng)用，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工作在該系統(tǒng)的全覆蓋應(yīng)用，真正意義上實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)指揮。

參考文獻(xiàn)

[1]魏舒鵬.探討集中監(jiān)控技術(shù)在油田的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（13）：167-168.

[2]李晶.喇嘛甸油田北西塊地區(qū)集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].油氣田地面工程，2021，40（07）：73-76.

[3]王宏偉，董立超，劉洋，等.采油工藝生產(chǎn)決策與風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)[J].信息系統(tǒng)工程，2022（12）：23-26.

[4]李峰，辛盛，陳彥利，等.淺談數(shù)字化生產(chǎn)指揮系統(tǒng)在油田生產(chǎn)領(lǐng)域的升級(jí)完善[C]//寧夏回族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).第十六屆寧夏青年科學(xué)家論壇石化專題論壇論文集.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠，2020：4.

[5]朱磊，武海鵬，張建平，等.數(shù)字化生產(chǎn)管理移動(dòng)系統(tǒng)在氣田生產(chǎn)組織中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2019，45（11）：37-39.

基金項(xiàng)目：1.頁(yè)巖油智能化提升關(guān)鍵技術(shù)研究（項(xiàng)目編號(hào)：2023DJ0704）；2.油田廠級(jí)智能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用與分析研究（項(xiàng)目編號(hào)：2024D4SZ08）

作者單位：長(zhǎng)慶油田第八采油廠科技信息部

■ 責(zé)任編輯：張津平、尚丹