气田生产自动化数据管理系统的开发与应用
2020-11-18孟亮王伟崔新强王俊丽乌嵘
孟亮 王伟 崔新强 王俊丽 乌嵘
[摘 要]气田建设生产对于保障国家能源供应稳定和安全，促进国家经济建设发挥着至关重要的作用。目前，我国的气田建设生产取得了巨大的成就。在信息化背景下，我国气田日益重视实施数字化管理系统。然而，多数气田仍沿袭传统滞后的生产及管理报表抄录手段，影响了数据采集分析工作，难以为气田生产决策管理提供有力的信息数据支持。因此，在新时期，气田有必要加强对生产自动化数据管理系统的开发应用。基于此，本文以新疆油田公司采气一厂为例，分析了生产自动化数据管理系统在气田的开发与应用，以期为气田开发利用生产自动化数据管理系统提供参考。
[关键词]生产自动化;数据管理;气田
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.043
[中图分类号]F270.7;TP315[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2020）18-00-03
0 引 言
采气一厂下辖的各气田已经实现了数字化的生产运行，但仍沿袭传统方式依靠人员手动抄录生产及管理报表，各岗位人员需要耗费大量时间和精力从多个系统中收集生产运行数据。不同岗位人员对于同一类生产数据需要展开重复工作，效率极低。生产分析人员判断生产决策时，无法第一时间获取一手数据，在一定程度上导致生产决策的滞后性。采气一厂缺失自动化数据管理系统，限制生产决策的及时性和准确性，导致生产管理模式单一。为改变上述状况，采气一厂开发应用了生产自动化数据管理系统。
1 采气一厂简介
新疆油田公司于2007年12月3日在克拉玛依市成立了采气一厂。采气一厂主要负责开发管理准噶尔盆地天然气，是新疆油田公司首家专业化运作的采气厂。其中，新疆油田公司采油三厂是该采气厂的前身。采气一厂不仅是新疆油田公司的主力生产单位之一，更承担着保障新疆地区平稳供气的政治任务和社会责任。采气一厂下辖4个气田，分别是克拉玛依市的克75气田、石河子市的盆5气田、玛纳斯县的玛河气田以及福海县的克拉美丽气田，环线距离1 050千米。
2 采气一厂信息化建设的现状和需求
2.1 现状
经过多年数字化建设，采气一厂下辖各气田均建成了独立的自动化控制系统，其中，采气井口、集气站、气田处理站实现了接近100%的数字化覆盖率，数字化建设实现了对气田生产全部环节的覆盖。但采气一厂仍沿袭传统方式，依靠人员手动抄录生产及管理报表，抄录工作量大，缺乏时效性，且呈现较高的出错率。不同岗位对同一数据的使用需要重复工作，不同的收集处理方式，极易导致同一数据出现矛盾。
2.2 需求
针对上述情况，采气一厂形成如下需求：第一，根据生产需要，自动整合实时采集的各类数据，形成动态数据、日报数据和报表数据，规范数据生产、数据维护、数据审核、数据发布流程;第二，将各岗位的不同需求作为依据，规定报表格式，按岗位定制首页功能，集中展示岗位关注信息;第三，构建日报审核发布机制，提高标准化和规范化，实现与A2系统的数据推送;第四，构建报表整合模型，实现常规报表的自定义及灵活扩展。
3 生产自动化数据管理系统在气田的开发利用
加强生产自动化数据管理系统在气田的开发运用，关键是根据气田实际情况，运用先进的自动化数据管理技术，设计科学的技术方案，构建生产自动化数据管理系统。本文以新疆油田公司采气一厂生产自动化数据管理系统为例，浅析生产自动化数据管理系统的技术方案。
3.1 技术方案
3.1.1 系统总体架构
采气一厂生产自动化数据管理系统总体架构如图1所示。系统总体架构包括3层。第一，数据层。该层主要负责应用数据库相关内容，如实时数据提取、数据存储、存储过程构建、视图构建以及触发器设定等。第二，服务层。该层主要负责连接数据层和应用层，服务应用包括权限验证、功能调度以及数据读取。第三，应用层。该层为客户端。系统总体采用B/S
結构，通过浏览器对相关地址进行访问。基于该架构模式，服务器端和数据库后台完成系统业务逻辑处理工作，已大幅简化用户端的电脑负荷，且奠定移动APP开发和大幅扩展后期数据
量的基础。
3.1.2 项目目标
生产自动化数据系统主要有两大项目目标。第一，实现现场数据桌面化。系统直观显示现场数据，各厂、作业区和现场管理人员均可随时随地查看自动化生产动态，及时发现并采取有效措施解决各类问题。同时，大幅提升气田生产过程中涉及的数据和报表管理应用性能，并规范基层单位报表管理模式，大幅提升工作效率，有力支撑标准化和规范化的数据管理和应用工作。第二，实现数据应用灵活化。基于对自动化基础数据源的应用，制定不同功能板块，有效满足各层面用户的不同需求，实现高度的数据共享。
3.1.3 数据整合流程
构建从实时数据到应用数据的全过程整合机制，以代替传统滞后的人工抄录纸质报表模式，有效节约纸张等办公耗材，大幅提高数据流转效率，增强数据的准确性。其中，数据整合流程如图2所示。
3.1.4 系统结构图
生产自动化数据管理系统的结构图如图3所示。
由图3可知，生产自动化数据系统包括如下模块：第一，系统首页;第二，基础信息，包括气井、集气站、处理站、作业区和部门等基础信息;第三，动态数据，包括气井、集气站、处理站、作业区等动态数据;第四，日报数据维护，包括气井、集气站、处理站、作业区等日报数据维护;第五，日报，包括气井、集气站、处理站、作业区等日报;第六，综合报表，包括厂级生产会报表、克拉美丽处理站的主系统报表和辅助系统报表、玛河处理站的主系统报表和辅助系统报表、克75处理站的主系统报表和辅助系统报表、盆5处理站的主系统报表和辅助系统报表;第七，系统管理，包括操作员信息、角色信息以及操作日志。其中，报表统计表1所示。
3.1.5 系统首页
系统首页主要用户群体包括厂领导、气田领导、现场管理者和相关技术人员，系统首页对生产数据集中监控、跟踪和分析提供窗口，汇总展示所有信息，并辅助各级管理者进行生产运行分析和决策工作。
3.1.6 基础信息管理
基础信息管理的主要功能是管理气田生产过程涉及的各项工艺环节的基础信息，在整个报表管理和监控系统中占据基础核心地位。在基础信息管理过程中，能为生产对象的级联查询和模糊匹配、数据增删和改查操作等提供支持。基础信息管理主要管理如下信息：气井基础信息、集气间基础信息、处理站基础信息、气田基础信息、管线基础信息和网络节点基础信息等。
3.1.7 动态数据管理
动态数据管理，能对实时数据进行抽稀，并在此基础上转换为两小时一条的数据，为生产分析提供一定粒度的实时数据集。动态数据为日报数据的生成奠定了基础。通过整合动态数据，能自动生成生产日报数据。动态数据管理能查看数据，但不能修改数据。数据查看方式有两种：一种是表格方式;另一种是曲线方式。用户以自身的分析需求为依据，选择相应的生产曲线指标，并导出数据到Excel中，包括气井、集气间、处理站等生产对象，此类对象能实时采集数据。
3.1.8 日报数据
日报数据主要涉及气井日报数据表、集气间日报数据表、处理站日报数据表和气田日报数据表。以自动生成的日报数据为基础，构建日报维护、日报审核以及日报发布的规范流程，每天安排专门负责人对日报数据进行补充完善，再实施审核确认。数据审核完成后，由A2数据库进行自动推送。以规范流程为依据，大幅降低数据维护人员的实际工作量，增强数据的时效性，并提升数据质量。
3.1.9 综合报表
综合报表主要包括气田运行日报、集气站生产简报等复杂性较强的报表。对于综合报表，气田企业应实施定制化开发，根据客户需求提供报表样式，并保持原格式导出到Excel。综合报表通常需要从多张原数据表中获取数据，具有较高的复杂逻辑性，能为界面数据间的联动计算提供支持。
3.2 预期效果
生产自动化数据管理系统在采气一厂中的应用，能获得如下预期效果。第一，从实时采集数据升级为自动整合日报数据和综合报表数据，以大幅降低人工工作量。第二，各级管理者，包括厂、作业区、现场管理人员关注的数据，能及时准确获取当前涉及的关键生产数据，并有效简化数据管理流程。第三，基于实时数据，防止因不同数据来源和收集处理方式导致的数据矛盾，为生产管理决策提供准确可靠的数据保障。
4 结 语
加强生产自动化数据管理系统在气田的开发应用，能实现对日报数据和综合报表数据的自动整合，进而大幅降低人工工作量，同时还能有效简化数据管理流程，减少数据矛盾，为生产决策提供可靠的數据保障。想要加强生产自动化数据管理系统在气田的开发应用，气田企业必须设计科学高效的技术方案。生产自动化数据管理系统技术方案主要包括系统总体架构、项目目标、数据整合流程、系统结构图、系统首页、基础信息管理、动态数据管理、日报数据及综合报表等内容。其中，系统总体架构包括数据层、服务层、应用层。生产自动化数据系统包括系统首页、基础信息、动态数据、日报数据维护、日报、综合报表、系统管理等模块。
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