基于远程监控技术的油田信息化管理措施

2022-12-05李俊程胡潇文

科技创新与应用 2022年34期

张娜，李俊程，章玲，胡潇文，武瑛

（中国石油新疆油田公司风城油田作业区，新疆克拉玛依 834000）

远程监控技术可以对现场运行设备进行监视控制，并可实现信号报警分析等功能。目前，远控技术应用于国民经济各个领域。以往，一些传统石油行业信息化建设落后，油田采油场通常开采荒野郊区，设施工作状态关系到油田生产稳定，同时各类油田数据采集靠人工完成，影响油田自动化管理。如今，远程监控技术用于油田管理，可以更好地实现信息化建设。

1 油田信息化管理远程监控技术

21世纪，能源产业在国家经济中的地位日益提高。国家倡导能源安全储备，实现高效安全生产，控制生产中的关键技术环节，并实现生产要求高效监控是企业的要求。目前，采油地通常分布在偏僻地区，分布地域广泛[1]。以往我国油井设备数据采集由人工完成，现场采集油井油压等生产数据劳动强度大，同时采油井生产参数受到天气变化影响自动化管理。远程监控技术可以实时监控油田生产现场，远程操作石油生产管理。

1.1 油田生产远程监控技术

远控技术是本地计算机通过网络系统对远端生产过程进行监控，完成对远程软件下载等功能，远程监控系统是实现远程监控计算机的硬件系统。油田管理中远控系统是针对生产厂站地域分散特点，利用已建自动控制系统通过油田通信网对现场控制信息进行远距离监控，完成生产管理事故诊断分析等功能。自动控制系统接入企业网便于对分散生产厂点整体管理，近期可实现企业管理信息化功能。实现远控关键环节是控制网络与企业网结合，要有稳定运行的现场监控系统，远控系统各部分建立虚拟通信关系。远程监控管理主要适用于大型分散生产系统管理，油田生产管理企业要充分利用网络信息化功能，实现无人值守生产管理。

1.2 油田建设远控技术特点

油田建设中远程视频监控系统是网络通信技术结合体，油田建设远控系统由监控终端与网络通信系统组成[2]。远程监控系统具有信息数据量大，多种网络集合性，通信系统先进性等特点。油田建设中远控系统要求传输数据信号实时性。油田远控系统网络通过多种网络系统结合，包括无线网通信系统。油田生产中远控采集多样信息，要根据监控区域情况为系统提供信息支持。我国油田远程监控系统采用GPRS通信系统，为油田远控提供良好传输环境。油田建设远控技术具有智能化特点。企业信息化建设关键是计算机技术发展成熟，是企业决策的神经中枢，信息技术拓展是应用领域的关键，搭建信息交互软件平台，使企业管理者在繁杂的市场下优化调配资源。视频监控子系统如图1所示。

图1 视频监控子系统

1.3 油田信息化管理与远控技术

企业信息化是技术进步的重要内容，其可以掌握企业运行情况[3]。企业信息化管理横向内容包括营销系统等信息化，生产系统信息化是通过对生产数据采集处理实时监控。企业信息化管理纵向分为操作层与决策层，DSS（决策支持系统）为使决策科学合理需要作为底层基础过程控制自动化系统接入。油田生产自动化目标是提高生产效率，远程监控生产操作设备；防止油气泄漏污染，及时提供完善的文件资料；自动采集生产数据，远近结合提高经济效益，通过系统监控分析实施预防性维护。企业信息化管理与油田自动化目标一致，生产自动化与企业管理信息化融合成为必然。

2 智能油田远程监控信息化管理研究

随着经济的快速发展，油田企业要不断提高原油产量同时加快信息化管理，石油勘探开发技术发展取得良好经济效益。随着油田原油产量提高，原有工艺系统暴露出控制系统落后等问题[4]。油田远控技术应用数字化建设是企业可持续发展的重要环节，需要保证信息化中各类要素资源高效配置，利用数字化改造传统石油产业。

智能油田建设是系统工程，可使经营者直接观察地下生产动态，实现各层次闭环优化管理。油田生产远控系统分析通过网络采集油井压力等数据，远程实时产液量计量，应用计算调节抽油机平衡，实现对油井闭环控制。注水井生产远控分析系统通过采集数据进行流量与配注量对比，工况分析优化服务器将采集数据进行数据统计[5]。油田远程监管要根据控制系统特点，通过编写软硬件设备适应的结构应用软件，对复杂情况进行远程监控。要以局域网资源利用为基础加强远程监管研究，收集生产现场数据后形成决策传达给生产站点。随着信息技术的进步，以及油田专业的智能井等技术发展，石油企业可以充分掌握信息，不断提高决策水平。石油行业技术发展趋势是实时性数字化与智能化。

20世纪末应用智能油田远程监控技术数字油气概念诞生，大多数学者将数字油气定义为油气田虚拟标识，可以对虚拟拟题进行互动。数字油气田被视为空间型与集成性融合系统。油气数字化是针对上游行业高层次整合，20世纪80年代掀起提高采收率研究热潮。如今，中国石油信息化经过快速发展，不断提高信息化管理水平。目前国外油气公司应用智能油田远控技术打造数字化建设。目前，我国也大力推进实施石油行业信息化建设，中石油公司已提出油田数字化建设目标。国内地区级油田区域信息化发展不均衡，仅少数油田进入高级阶段。

3 油田生产企业信息化管理现状

油田生产管辖面积大，自然环境恶劣，需要利用信息化技术为生产服务。油田企业经过多年建设在数字油田软硬件方面快速发展，实现油气井自动化数据采集，通过远程传输实时监控生产管理，油田信息化管理取得一定成绩，同时仍存在很多问题，需要分析油田生产企业信息化管理现状，研究加强企业信息化管理的有效对策。

3.1 油田企业信息化管理实践

新疆油田公司风城油田信息化建设中在生产数据、基础设施等方面采取有效措施，提升企业信息化管理水平。信息化基础设施包括计算机网络设备等，油田信息化不断建设应用取得良好成果。根据信息基础设备运行维护需要建立故障报修制度，利用计算机设备通过系统保修等流程规范办公设备管理。信息网络是数据高效传输的保证，新疆油田公司办公网络建成投用后，生产办公基地至数据中心骨干链路达千兆连接。

油田生产管理中内部相关工作围绕开发生产数据进行分析决策，数据的真实科学性是工作的基础。油田每日单井生产动态数据通过采集进入生产库。自动化系统建成后油田管辖多个区块计量站实现自动远程计量，自动化采集数据包括抽油机工作时率等。油气处理站采用集散控制系统采集生产数据，其通过发布可使管理人员获取现场信息。油田开发数据库用于存储油田生产动静态监测等数据，目前开发数据库已全面采集动静态生产相关信息。根据公司集中管理要求，将作业区生产数据进行修改。集中管理后的数据类型包括单井动静态数据及采油工程等方面数据，采集单位包括采油队，工艺所等。信息技术人员可通过用户权限对所属数据库进行修改增删维护工作。

3.2 油田企业信息化管理中的问题

油田信息化建设为管理工作提供实时数据，实现办公自动化。随着信息化需求的提升，信息化建设中的问题逐渐显现，主要包括认识层面、信息化基础建设层面等。认识层面存在业务流程优化力度不足，对信息化认识存在不足。油田企业以油气生产为目标，但是有人认为信息化是将文档电子化。由于员工计算机知识缺乏及信息化认识不足对信息化建设也会带来影响。各级领导要加强对油田信息化建设的关注度，认识信息化对油田生产管理的作用。

油田企业信息化基础建设方面存在办公设备部署维护难度大，信息系统安全性需要加强及数据准确率有待提高等问题。油田生产办公基地距离市区较远，为领导配备电脑满足办公需求，为外围站库提供电脑，及时解决站库问题。用户使用时对系统应用环境要求不同，因此处理不同配置时计算机部署测试需要耗费大量人力。基层单位办公计算机配置较少，图形工作站性能老化。由于对机器性能要求较高，图形工作站放置在办公室不能达到良好的工作环境。随着信息化建设的推进，相关工作需求更加依赖于信息系统建设。

4 油田远程监控信息化管理应用

随着计算机网络技术的发展，石油生产技术不断改进。在20世纪90年代出现数字化的油田监测系统，如果油田监测系统测量生产参数时某些数值超出预设界限，可根据现场情况采取措施，提高油田开采安全性。我国不少企业已积累大量基础资料，油田监控系统在网络环境等方面初具规模。20世纪90年代后，部分西部油田采用先进监控设备技术，但目前国内油田在安装设备后进行生产自动监控较少。油田远程监控系统可以提升生产效率，实现数据管理自动化信息化[6]。今后，智能油田要加强远程监控技术应用与信息化管理。

4.1 油田生产远程监控技术应用

抽油机工作状态产生数据参量不同，企业通过绘制数据曲线图可以掌握抽油机工作状态，并可做好故障排查维修等保障抽油机安全工作。抽油机数据采集系统发挥重要的作用，可以采集其他冗余信息，并且可以配置红外警告器及时对可疑信息发出警告提示[7]。抽油机数据采集组成见表1。

表1 抽油机数据采集组成

某油井自动化监控系统中要求对抽油机工作状态进行严格监测。油田企业要明确提出对系统软件设计要求，其中采集处理功能模块要采集处理电机电流等数据。油田企业要想提升信息精准性需要做好抗干扰处理，设置控制系统监控采油机作业状态，并对抽油机工作情况进行分析，可以实时记录抽油机运作中出现的问题[6]。数据传输中单井GPS模块具有重要作用。无线网桥传输传递数据方式对设备提出明确要求。无线通用方式在传递数据方面已得到广泛应用，其中无线局域网桥等是重要设备。

4.2 油田信息化管理措施

近年来，信息技术在油田企业管理中已向网络化方向发展，信息技术服务重要性日益突出。信息技术对油田企业管理及组织等方面产生很大影响。当前油田企业信息化管理存在应用不到位及定位不明确等问题。要充分认识企业信息化管理的重要性，结合企业特点进行信息化建设，提高企业人员综合素质。油田生产专业性强，管理人员如果不了解信息化实现方法，那么开发的产品就不能达到预期要求。信息化需要有掌握生产业务的综合性人才，企业要加大人才培养投入。

油田企业要分类整理生产数据，做好数据更新共享工作。企业要收集数据资源完善数据库建设，做好开发数据库整合工作。油田企业信息化管理中网站建设非常重要，其可分析油田中心工作，为企业决策管理提供帮助。网站内容策划要构建专题专栏，确保良好的网站系统建设效果。企业要实时采编发布信息，确保油田网站点击率提升，保证信息内容质量安全。油田企业要重视自动化管理工作，不断提升管理工作效率。积极发展油田电商。如果信息化管理系统应用中存在薄弱环节要加强软件平台开发。要与油田开发人员沟通深化系统应用，同时结合采油地质专业管理人员长期积累的经验可以快速诊断工艺故障原因。可以依托采集自动化实时数据，模拟专家推理思维过程，判断故障原因及制订优化措施，将措施方案等知识信息以特定格式存储于数据库，结合数学算法进行推算得出诊断结果。

4.3 油田信息化管理建议

油田信息化改进要结合目前信息化发展现状，实现油田生产数据自动采集，信息系统模拟分析优化生产情况，建立完备的信息标准体系，通过流程再造等规划企业流程管理，充分利用已有软件及应用成果实现智能化，帮助企业提高决策科学性。建议提高信息化的认知度，搭建集成化信息共享平台，优化部署模式，提高资源利用率，提高信息化安全管理水平。

油田企业信息化建设需要从完善管理考核机制及健全管理制度等方面采取保障措施。管理制度是对油田管理工作的执行框架，需要从强化过程管理、信息化基础设施维护和强化信息化项目管控等方面加强内部管理制度。完善油田信息化建设管理机制，激发员工信息化工作积极性。要成立信息化管理机构，依据信息项目建设需要制定应用考核管理细则，结合严格的考核制度使信息化管理制度具有可执行性。虽然信息化技术发展快速更新，但信息化建设中存在很多风险，如果在公司信息集成中对信息化内涵目标认识存在差异就会导致信息化建设缺乏整体性。油田信息化需要掌握生产业务综合性人才，想要合理进行信息化转换，企业就要培养精通油田专业知识的信息技术人员。生产管理人员要加强信息培训，技术人员要掌握信息化知识，通过和信息技术人员沟通有利于油田信息化建设。