外围油田抽油机生产数据标准化管理

2020-09-02孙继红大庆油田石油管理局有限公司技术监督中心

石油石化节能 2020年8期

孙继红（大庆油田石油管理局有限公司技术监督中心）

A油田所辖B、C、D区块分布分散，探明含油面积453.81 km2，含气面积183.9 km2。截至2016 年底，管理油水井6 626 口，计量间累计生产原油2 829.7×104t，设26 个矿（大队）级单位，管理员工4 499人。

1 存在的问题

1）故障停机次数多，影响油井生产时率。A 油田地处偏远、区块零散，开发区域覆盖平原、凹地、水域等复杂地类。近年来，抽油机因恶劣天气造成电网停电次数逐年增多，大范围停机后，存在着各工区启机人员不足，久停机部分油井无法顺利启抽等问题，严重影响生产时率。

2）单井生产用工多，生产成本居高不下。抽油机量油、取油/套压、取电流、取样化验、写油井班报需要计量工完成；启机、巡检、调平衡、加皮带、加盘根、春保、秋保、平整井场等需要采油工完成；治安防范需要保卫人员完成。仅一台抽油机涉及到三类工种，数量众多的抽油机导致生产成本居高不下。

3）生产参数采集多，人工录取费时费力。油压、套压、功图、电参是抽油机生产关键参数。人工取油压、套压需手动挂接沉重的250型阀门外接压力表，一口井拆装设备到取压完成平均时间15 min。电参、功图不能实时采集，需定期专业设备测量。单井量油采用人工模拟回压法，从取样口放油到上称称重，最快完成时间也要10 min。冬季雪深没脚踝，行走困难；夏季庄稼遮挡视线，气候闷热，从一口井到下一口井，每口井都要录取，员工劳动强度大。

4）生产环境条件差，治安防范形势严峻。A油田大部分油井分布于松花江沿岸和池塘、苇塘、稻田内，井在屯中高度分散、地域环境相对复杂、运输通道四通八达、特别是沿江地区的生产设施、设备遭到侵害，极易造成松花江流域环境污染等次生灾害性事件。多年来，油田保卫人员采用现场蹲点、死看死守的人工方式打击盗油犯罪分子。部分犯罪分子反侦查能力强，据点隐蔽，逃跑路线多样，出没时间不定，保卫人员工作危险系数高、打击效率低、阻止事中犯罪率低。

2 标准化管理

以标准化管理平台为核心，以人机数字化管理为手段，以数据分析云管理为保障，简化监测流程、调整用工模式、优化生产指令，减少生产用工，缩短故障时间，健全安防体系，提升抽油机运行时率和效益，外围抽油机生产数据标准化管理原理见图1。

2.1 统一标准化管理平台，简化监测流程

抽油机分布点多面广，维护、保养、安保各系统功能相对独立，构建抽油机标准化管理平台[1]，整合数据采集、生产保障、安保防控平台，将生产数据、故障报警信息、安保防控信息集中采集、统一存储发布，发挥标准化管理效能。

图1 外围抽油机生产数据标准化管理原理

2.1.1 跨平台有机整合，建立标准化管理中心

为统一抽油机生产、管理、决策，实现数据集中分析、处理，数据管理中心软件开发以物联网技术为核心，构建生产系统、监测系统、安保防控系统模块。组建数据传输网，搭建服务器发布动态信息，抽油机生产数据监管、故障监测报警、安保防控统一在标准化管理中心实现。

生产系统模块根据油田数字化建设标准，按照自动采集、自动生成、自动存储、自动上传和可历史查询的目标进行整合生产报表，建立生产数字化系统[2]；监测保障模块抽油机运行数据库，实现泄漏报警、停机报警、工况故障信息查询，29项人工填写的设备资料实现了计算机维护；安保防控云管理模块整合油田保卫安全资料，建立抽油机偷盗数据库，将安全环保监控、应急抢险指挥数字化。预留油藏、采油、信息工程各数据接口，待日后物联网平台建立完善后，无缝对接，实现数据管理升级。

2.1.2 发挥中枢管理功能，多元数据统筹管理

抽油机管理中心运用局域网通讯系统，传输生产信息、故障监测报警、安保防控数据[3]。将独立分散的生产调度指挥系统与监测保障、安防系统统一管理，实现区域24 h治安与生产动态监管。

值班人员通过浏览平台信息可第一时间管理生产运行动态，当检测到故障时，通过自身的信息和指挥功能，自动生成初步处理预案，下达给区域生产调度、维保人员、监控人员，同时联系事发主体单位，协同管理。实现了生产、保障、安防三位一体综合管理，平台信息既可以集群发布，互通共享，又可以单独下达指令，实现了点到点的信息交流，监管平台通过可视化、扁平化指挥提高管理效率。

为保障平台平稳运行，建立了专业化维护队伍，及时对平台进行维护保养，强化网络对接，数据传输节点，通过制度保障实现提高平台完好率和使用率，简化监测流程，确保整体效能的发挥。

2.2 人机标准化管理，调整用工模式

油井生产分散，多年来延用人工看守，车跑现场、按时巡检、机械式的看护管理，缺乏科学有效管理手段，存在安全隐患。依托标准化管理平台，推行一体化管理，优化用工模式，降低人力资源成本。

2.2.1 改变传统巡检，推行人员标准化管理

现有油井维护保养每两小时人工巡检一次，井上人员每天手写油、水井生产班报，下班回矿大队后，上交资料员，由资料员统一汇总录入计算机[4]。经过多年的发展，这种依赖人工的管理方式信息传递滞后失真，无法提供实时全面的生产决策信息，为此综合运用智能传感器[5]、集群通信技术对抽油机和维护人员实施数字化管理[6]，替代传统人工操作生产过程。

单座油井设置油压、综合电参、功图采集，利用RTU数据采集装置、视频监控系统采集生产数据和现场画面，经无线网络回传至平台统一监控。平台能自动生产油井班报，监测运行故障，将人工巡检变为视频巡检，油井故障根据系统提示统一派工处理。

2.2.2 抽油井标准化运行，简化用工数量

通过推行抽油机标准化管理模式（图2），抽油机生产运行实现了从手工操作到全自动处理的转变，把员工从繁琐、重复性工作中解脱出来，生产运行效率显著提高。

图2 抽油机标准化管理模式

以工区为例，标准化管理前后用工量由原来40人负责的油井巡检、生产、安保队伍精简为20 人，成立巡检维护班组（表1）。油水井巡检班通过专业化用工模式（图3）改造，白班10 名员工分二班，每个班组上7天，休息5天、培训2天；夜班9名员工分3班，上3天夜班，休息5天、培训1天。

表1 标准化管理前后用工量对比

图3 专业化用工模式

按照传统模式岗位设置标准，核定应配置用工人数40 人，数字化转型设置人数为20 人，现实际用工人数19 人，适应了员工递减大形势，人工成本下降。岗位结构优化调整充分释放了员工工作量，降低了人力资源成本，提高了生产效率。

2.3 数据分析云管理，优化生产指令

抽油机井生产环境繁杂，依靠人工量油、巡检费时费力。采集到功图曲线不做分析，不能量油，视频不做分析无法预警。推行以低成本为核心的功图量油、视频分管理，将故障报警信息集中上传至管理平台，优化生产指令传递方式，提升管理效率。

2.3.1 推行功图量油，优化量油流程

传统人工模拟回压量油需2人现场操作，量油流程为安装设备—打开阀门—试验压力—稳压放油—计时—关阀—称重—拆卸设备—上报指令，量油过程冗余繁琐。

针对这一现状，功图在线量油[7]与监测管理，应用一体化功图仪器采集载荷、位移，通过后台算法绘制功图曲线，对一天的所有功图产量计算[8]结果根据生产时率进行加权计算，得出日产量。为油井措施提供决策依据，应用功图量油后，量油流程简化远程测量上报指令，降低了量油时间，将原处置时间缩短至1 min，提高了措施监督效率。

2.3.2 推行视频分析可视化管理，缩短巡检时间

油田保卫人员采用现场蹲点、死看死守的人工方式打击盗油犯罪分子。部分犯罪分子反侦查能力强，据点隐蔽，逃跑路线多样，出没时间不定。保卫人员工作危险系数高、打击效率低、阻止事中犯罪率低。

采用单井监控系统采集油井视频监控画面[9]，单井设置视频监控摄像头，启停机前抓拍现场图片，经网络传输至监控平台[10]，平台软件基于实时视频图像背景消减法原理，用将当前帧与背景帧相减，用阈值参数对比判断，得到图像中偏离背景模型值较大的点，从而完整的分割画面中入侵报警目标。通过强化安保防控云管理，重点井破坏率下降80%以上，避免了涉油案件造成的重大环境污染事件。