胜利油田生产信息化智能管控APP研发与应用

马承杰

（中国石化胜利油田分公司信息化管理中心 山东省东营市 257015）

近年来，国内各油气田企业面临着国际油价持续低迷、油气生产成本管控难度逐年加大、企业效益差的巨大困难，各企业按照国家两化融合、中国制造2025 强国战略行动纲领的指导，遵照国家“十三五”信息化规划和“互联网+”行动指导意见，研究部署企业智能化发展规划，引入最新实用的信息技术，促进深化改革，助力企业突破当前困境、进一步提升企业核心竞争力。

1 建设背景

“十三五”以来，中国石化贯彻落实国家“两化融合、用信息技术提升传统产业”的信息化战略，与油田企业机制建设相结合，有针对性的对油气生产管理实施可视化改造、自动化升级、智能化建设，全面实现油气生产过程可视化、生产运行状态全面感知、生产实时监控和高效运行指挥，全面提高油气生产管理水平，促进油田管理效率和经济效益的提升。

胜利油田分面向油气田生产业务需求，引入智能生产模型、大数据技术、云平台技术等先进信息技术，以油田企业为主阵地，启动“油气田生产信息化智能管控APP”的自主研发。该项目建设遵循“顶层设计、统一平台、信息共享、多级监视、分散控制”的原则，业务覆盖油气生产领域的信息化需求，包括现场自动化采集与控制、生产视频系统、工业物联网、生产数据服务、智能化生产管控应用以及各个环节的信息化采集标准建设等内容，形成了以油气生产指挥中心为核心的油气生产信息化智能管控模式，满足全面感知、精准管控、超前预警、高效协同、智能优化、科学决策的油气生产管理需求，全面支撑了油公司体制机制改革及新型管理模式建设，进一步提升生产运行效率和劳动生产率，为企业可持续发展提供强劲助力，智能引领油气田信息化建设。

2 建设目标及建设内容

2.1 技术架构

油气田生产信息化智能管控APP 建设，基于中国石化油田智云的总体架构，围绕油气田生产运行管理业务，在生产信息化标准体系和工控安全管理规范的支撑下，集成生产现场的数据采集与自控，视频监控、以及网络建设成果，满足总部、分公司、采油厂、管理区等不同层级的生产管理需要，智能引领油气生产运行新模式。如图1 所示。

中国石化油田智云（简称“SSCO”）采用“数据+平台+应用”的建设模式，通过标准化设计、模块化开发、集成化管理、定制化应用等集成方式，着力打造“两化融合新生态”，推进跨专业、跨层级、跨系统的共享应用，全面支撑跨专业协同共享、一体化融合决策。

2.2 技术路线

按照油气田生产信息化采集标准，在采油、注水、集输、作业等生产现场安装智能传感器、智能仪器仪表、RTU、摄像头、射频识别标签等数据采集设备，实现生产参数的实时采集。基于工控网络实现生产数据的传输、存储、计算以及控制命令的实时发送。

依托基础设施云对服务器、存储、网络等基础设施进行虚拟化配置，支撑油田智能生产管控应用。基于数据服务云，通过生产数据建模、大数据实时计算、离线计算、数据处理及存储、数据服务技术应用，规范生产信息化数据的“采、存、管、用”全部环节。依托云平台的用户、权限、流程、日志、门户等服务，按照统一的开发框架，实现APP 的组件化建设，解决应用扩展及集成问题，支撑各应用场景的灵活组建。

按照工业APP 的标准规范，建设包括生产监控、报警预警、生产动态、调度运行、生产管理、应急处置共六大功能模块的智能管控APP，实现对生产运行全过程的可视化实时监控、远程管控、平台化集成、专业化应用。

2.3 建设内容

2.3.1 建设生产监控功能模块实现生产实时感知

建设完善油井单井、计量站、接转站、注水站、注水井、配水间、联合站等生产监控子模块，对监控对象的生产参数进行实时采集，并配合视频监控系统和功图计量技术，实现对生产流程、重点区域、重点工程施工、重点要害部位及设备设施的跨采油厂、跨管理区的实时监控，对生产现场情况实时感知、远程巡检、自动调控。

2.3.2 建设报警预警功能模块实现智能联动预警

建设完善报警预警设置、报警预警处置、报警预警汇总查询等子模块。通过研究开发规律和总结专家经验，计算推演预警判断模型，建立针对不同监控对象的趋势预警和问题诊断模式，通过多参数的阈值设置，实现对油水井、管网、站库等生产参数的智能联动趋势预警。

2.3.3 建设生产动态功能模块实现生产过程智能分析

利用前端数据自动采集，对采油、注水、集输等生产实时动态数据进行处理转换，与GIS、现场视频监控系统结合，实时汇总采油、注入、作业、集输、用电、钻井、海上生产等各类生产业务的运行趋势、队伍人员分布、施工进度等动态情况。

2.3.4 建设调度运行功能模块实现三级指挥联动

建设完善生产晨报、调度日志、生产会议、重点工作跟踪、岗位人员动态、岗位业务流程、管网运行、电网运行、拉油运行、运行考核等子模块，结合GIS 平台对开采生产、重点项目运行、重点工作协调等进行调度指挥管理和问题处理辅助。

2.3.5 建设生产管理功能模块实现智能分析决策

建设完善采油、注水、开发、集输等四大生产管理子模块。建立综合分析、实时诊断的智能分析决策流程，为生产管控、技术和管理人员的集中精细决策创造条件。总结历史经验，整合专家知识库，优化生产问题分析诊断模型。

2.3.6 建设应急处置功能模块实现快速联动处置

基于物联网和GIS 系统，建设完善应急资源、应急预案、应急通讯、事件定位、事故案例等子模块。建立对管道泄漏、大面积污染、硫化氢泄漏等12 项应急预案的处置流程，保障分公司、采油厂、管理区三级应急快速响应，实现现场到后方决策指挥精确联动，做到发现问题快、预案准备快、指令下达快、落实资源快、现场处置快。

2.4 技术创新性

图1：油气生产信息化智能管控APP 技术架构图

运用或协同运用多样化的实时感知技术，构建异构网络互联互通的能力，深度融入智能化信息处理技术，通过可管可控等机制保障网络的安全可信，实现对油气田生产现场的全面感知和可信管理。

（1）油气生产现场采用实时数据采集技术，集成多种通信协议，支持与国内外主流的PLC、SCADA 软硬件、DCS、PAC 等设备通讯与联网，解决了油气生产动态管控的技术难题，具有实时计算、实时分析、实时处理、实时调用功能。

（2）利用油气生产组态集成技术，实现不同生产现场、不同业务流程的快速定制，实现对生产现场的SCADA 监视功能，并利用组态WEB 发布功能实现网络化多级应用无缝集成。

（3）利用大数据处理分析技术，通过实时计算、离线计算集群调度和在线监控，提高实时数据质量。通过分类、回归、聚类等机器学习方法，实现智能单井的实时工况分析和智能报警。

（4）采用组合预警技术，按照油田生产流程，建立表征生产状态和异常表征的监控模型，以及实时递变的预警体系，实现生产现场的智能管控和自我学习。

3 应用效果

3.1 实现了油田生产管理水平的全面提升

通过生产信息化规范应用模式的推行，全面提升油田的生产信息化应用水平，支撑了生产管理和经营决策的高效运行，同时产生了显著的社会效益。

（1）充分挖掘功能潜力，提高生产运行水平，通过对各功能模块的规范应用，充分发挥生产过程实时监控、分析预警、快速响应、精准处置的作用，提升生产运行效率和运行质量，示范管理区油井时率从96.6%提升至97.1%，提高0.5 个百分点。

（2）促进工作协同，提升创效能力，通过生产信息化规范、深化应用，提升跨专业、跨岗位高效协同，支撑扁平化生产管理组织架构高效运行，实现机构简化，示范管理区共优化劳动用工353人。优化后富余人员外闯市场创效，按照年人工成本10 万元/人计算，预计可创效3530 万元。

（3）优化生产经营决策，提升生产信息化运营效益，通过生产信息化建设应用水平的提升，全面提升经营决策优化支持能力，实现生产信息化的精细化运营，大幅提升生产信息化运营效益，降低能耗5.2%。

（4）社会效益显著提高，油气生产现场从“没有围墙的工厂”变成“电子井场”，安全环保管理关口前移，对重点区域闯入、参数运行异常、管道泄漏等超前预警，实时处置，实现发现问题快、预案准备快、指令下达快、落实资源快、现场处置快，安全环保风险得到有效控制。

3.2 积极推动了胜利油田的转型发展

生产信息化应用模式对胜利油田带来的变化是全方位的，也是深层次的，对胜利油田的转型发展产生了积极而深远的影响。

（1）对员工思想观念转变影响深远。生产信息化规范应用模式在推进过程中，突出反映的效益效率理念、质量标准理念、统筹优优化理念、精细管控理念，正在深刻影响和改变着广大干部员工的思维模式和工作方式，客观要求员工队伍必须积极转变思想观念，加快提升素质能力。

（2）对促进老油田精细管理影响深远。信息化技术的应用，实时海量数据的集成分析，实现了精细掌握动态、精准调控措施、精确预警防控，对老油田精细挖潜、提高开发效益提供了现代化手段支撑。

（3）对优化劳动组织形式、提高劳动生产率影响深远。以生产管理流程再造，带动劳动组织形式的变革，极大地促进了劳动生产率的提高，把一线员工从简单重复的劳动中解放出来，为促进老油田人力资源优化拓展了渠道。

（4）对老油田转变发展方式、提升质量效益影响深远。生产信息化规范应用模式正在引导生产经营聚焦质量效益，推动体制机制创新，积极探索油公司发展之路，对促进老油田转型发展具有示范意义。

4 结论

以“两化”融合的战略思想为指导，按照中国石化“十三五”信息化规划，集成油气生产信息化前端建设成果，充分利用云计算、大数据等新技术，建设国内领先的油气田生产信息化智能管控APP，满足全面感知、精准管控、超前预警、高效协同、智能优化、科学决策的管理需求，支撑油公司管理新模式，智能引领中国石化信息化建设，为智能油田建设奠定基础。