分析油田生产智能运行管理平台

2018-12-06王宏仂李娟娟

中国管理信息化 2018年9期

王宏仂，李娟娟

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，西安 710018）

0 引言

智能化运行管理系统内作为提高油田生产企业工作效率和经济效益的重要方法，特别是在节能减排、绿色城市、能源结构调整的背景下，传统的生产管理模式已经无法满足现代化产业的发展要求，这就需要推出并完善智能化运行平台，提出更加精确的数字化建设标准，创新生产管理流程，优化内部生产系统结构，从而推动企业健康发展。智能生产管理系统虽然与理论上的“智能系统”还存在一定差距，这是因为当今技术所限，但是可以从其他方面给予加强，如加强基础设施的完善工作、制定长期完善计划、构建智能化运行体制等，这样才能够充分发挥智能管理平台的积极作用。

1 油田生产智能运行管理的主要内容

1.1 智能运输管道

对于油田生产厂来说，运输管道优化是极为重要的。想要实现油气的智能化运输与管理，就必须要从硬件结构做起，构建数字化管道。数字化管道可以通过计算机虚拟显示内部情况，汇集自然和人文信息，人们也可以通过智能化平台对相关信息进行互动和探查，通过全方位的收集信息、多分变率、多维空间等，从而获取大范围信息资料，使用地理模型所衍生出的高级决策系统，对资源、环境、经济、社会等复杂系统进行整合集成。并在可视化条件下为技术人员与管理人员提供相应的服务和技术支持。

1.1.1 构建基本数据库

为了能够形成空间信息和集成信息的统一化数据库系统，并实现查询、定位、分析、搜索等功能，可以让其与其他系统相连接，对油田生产系统做出风险评价、改造扩建，并以可视化技术减少模糊信息。这就需要结合地理信息、人文信息、硬件参数等，最终形成高精度的生产流程图。

1.1.2 采集生产参数

为了能够对整个油田生产系统进行仿真调度、优化诊断等，需要实时测试油田传输管道的节点压力、流量、温度、阀门等数据。整个采集系统的性能直接影响智能化管理效果与质量；数据通信的及时性与同步性直接影响智能管理系统是否可以正常运作。简单来说，运行参数就是描述管道的运行状态，当今绝大部分生产企业都采用SCADA系统，该系统在实际应用中更加成熟、使用方便。SCADA系统主要包括的子系统有：站控修通、调动控制、通信等，站控系统主要是PLC、RTU、工控机、变动器构成，实现了油田生产参数的采集与传输，站控系统主要是通过实时通信设备，将管道运行参数传输到智能平台终端中进行处理，并根据用户实际发出的操控指令，从而实现远程操控的功能。

1.2 智能化管理的主要内容

1.2.1 仿真技术

在智能化管理系统运行当中，由于供给油气量在不断变化，阀门开关、压缩机启动、停止运行，从而导致管网系统一直处于不稳定的运行状态，这就需要对整个生产流程进行仿真分析，让管理人员可以掌握油气系统的运行状态，提高生产系统日常运行中的科技含量。当今，仿真技术主要是应用在油田生产系统不稳定研究上，在管网调峰和储油气层面上，可以针对性地对生产系统进行维护和改造，构建新的生产模式和优化生产方案。

1.2.2 系统运行优化

系统运行优化就是针对现有的生产系统，在一定资源条件下，以不同的销售价格和不同用户需求制定指定的配气方案，从而保障日常生产效益。整个系统优化当中，可以划分为两个方面：

第一，优化数学模型，也就是将一个复杂的职能生产工程问题转化为一个数学模型。

第二，数学模型求解，也就是对已经建立的数学模型进行深入分析，采用适当的优化方法、编程进行求解计算。

1.2.3 系统硬件问题检测

在系统硬件问题检测当中，由于不同硬件系统故障问题不同，这就需要采用多元化的处理方法：

第一，基于物质的平衡方法，也就是通过系统生产终端的流量信号，采用计算机流入和流出管道流量和残存物进行判断是否出现了系统硬件问题。

第二，结合信号处理方法，如相关分析法、负压波法、统计检漏法等，这样即可通过提取故障发生后所产生的数据变化来判定故障程度和故障位置。

第三，数学模型法，像是故障模型滤波器、瞬态模型、实时模型等方法，通过构建流体在管道流动的数学模型，结合设备运行的实际压力、温度、流量等，从而通过仿真模拟技术拟定整个生产流程的运行状态。

1.2.4 压缩机站故障诊断

压缩机站设备在整个系统运行当中起着极大的作用，针对压气站设备进行故障检测，保证该设备可以正常运行，避免出现突发性的故障与事故，这样即可避免因压缩机站损坏而被迫停产。同时，要完善智能系统的故障诊断能力，通过数据采集与分析可以精准地找出故障类型和部位，保证维修工作的针对性，从而大大缩短施工周期。

1.2.5 管道腐蚀性监测

在油气生产当中，由于油气都是一些腐蚀性物体，这就需要做好管道腐蚀监测，采用阴极保护电位、缓蚀剂浓度、管道壁变化参数等，从而判定管道的腐蚀程度，管理人员也要完善管道防腐措施，从而延长设备的使用寿命。由于油气田生产管道运行环境恶劣且复杂，外防护通常是绝缘层、阴极保护负责，这就要对阴极保护参数进行分析，从而判定管道防护层的磨损度，掌握管道实际腐蚀情况。当然，如何选用正确的非开挖技术尤为重要，当今较为完善和合理的技术为漏磁通法、超声波检测法等。

2 油田生产智能运行现存的问题

公司智能化运行管理系统适应了集成、智能、数字化的发展趋势，可以大大减少一线劳力的工作强度，减少生产中的安全隐患，实现企业经济效益和社会效益的双赢。但是在智能化管理实际应用中，同样也出现了很多问题，这些不完善之处会直接影响企业生产，其主要表现在如下几个方面。

2.1 抗风险能力差

从宏观层面出发，由于当今我国智能化技术发展还不够完善，在实际生产当中势必会出现一些问题。同时，油田生产环境非常的恶劣、复杂，再加上自然因素问题，导致智能化设备难以长时间保持良好的运行状态，使用寿命也会有所缩减，这也是当今智能运行管理平台需要解决的问题。可见，当今智能化生产管理平台抗风险能力较差，对环境适应性也有待提高。此外，从智能运行管理软件层面出发，系统安全问题也尤为重要，如果木马病毒入了计算机终端，会严重影响系统的运行精度，会严重影响整个系统的安全性，甚至会瘫痪，这些都是整个智能重点抗风险能力较差的表现。

2.2 工作人员素质问题

虽然针对现代化油田生产进行了一系列的培训工作，构建了多媒体培训教室，但是在操作层面上依然存在着问题。老员工培训力度不足、青年员工适应能力有待增强等，所以在人力资源层面上就无法全面满足智能化生产要求。从考核层面上分析，考虑工作存在着平均主义现象，无法突出个人的贡献，未能调动工作人员的积极性。

2.3 资源开发力度有待提高

自我公司智能运行管理建立以来，大力开展数据资源开发建设工作，长时间累积了大量宝贵的生产数据和开发成果信息。但很多油田企业依然存在着一定问题，如数据库共享程度较低、各个生产部门之间缺乏联动性等，造成内容数据不齐全、不精准问题。很多单位录入人员素良莠不齐，在录入信息数据时，也存在应付的现象。

3 提高油田生产智能运行管理的有效对策

3.1 构建完善的基础设施和服务保障体系

基础设施对整个油田生产有着非常重要的作用。这就需要切实推动油田又好又快发展。同时，由于油田生产规模大、环境复杂，所以完善生产指挥系统平台尤为重要，构建完善的智能平台运行保障体系，提高系统的稳定性与精准性，最大限度地减少油田生产风险问题，减少工作人员的劳动强度，提高生产效率。构建完善的数字化服务体系是保障油田智能化生产平台良性运作的基础。此外，结合油田生产的网络环境，构建全套的智能化集成装置与数字化设备远程服务系统，扩大整个油气开发区的服务网络点。当然，也需要针对整个数字化系统网络安全问题设置防火墙、防毒软件等，配备防火墙路由器，软硬结合才可以保障整个系统的安全性。

3.2 制定智能化管理平台的战略规划

智能技术战略规划是我公司信息规划中的重要组成部分，对企业智能化战略发展有着重要的指导意义。首先，结合企业发展战略需求，明确信息化的发展方向与目标，评估智能系统发展现状，之后制定未来某个阶段的重要发展点；其次，完善智能生产指挥系统，通过对油田生产的在线监控、输送监控、产能动态管理、安全环保应急等控制，从而实现智能管理功能；最后，加强油气贮藏管理，完善油气存储相关组织机构，规范贮藏流程，通过网络在线监控系统构建一个权责利更清晰的信息建设框架，提高管理效率和决策能力，全面发挥智能技术的优势，做好生产经验成果的分享工作。

3.3 构建完善的管理体制和运行体制

积极探索新型的智能化管理手段，选择计算机模型时要突破常规，同时也要结合企业自身的基本发展情况。同时，构建高效数据与应用的系统资源共享机制，特别是要强化数据中心建设速率，避免出现重复建设问题，最大限度地减少资本浪费，保证智能管理系统的运行效益。此外，需要构建长效运行机制，结合生产厂和油田实际情况，对劳动组织方案进行改革，新建油田块要按照新方案开展施工，老油田改造工作也要符合新方案的要求。