油田生产指挥与应急管理系统应用与实践

田源 刘磊 韩江 郑洁

摘要：针对目前大监控管理模式下，技术人员流动性大、工作执行效率低、管理难度大等现场管理问题，开发了一套具有数据可视化、管理高效化的生产指挥与应急管理系统，实现工作任务自动推送、工作内容自动提醒、作业审批信息化管理、作业过程实时监控、重点环节在线确认、工作记录和报表自动生成等功能，不断压缩管理层级，持续优化劳动组织架构，完成作业区及中心站现场生产运行工作的闭环管理，较好地支撑形成区域共享、大集体、集约型的运行方式。

关键词：大监控；生产指挥与应急管理系统；闭环管理

一、前言

随着油田生产规模的日益扩大，传统监控模式已无法满足现代化石油生产需求，向“集中监控、少人/无人值守、故障巡检”转变的集中大监控模式，成为推进油田管理走上制度化、规范化、智能化发展的重要手段之一[1]。对推动油田企业实现高效、高质量原油稳产、优化生产流程、降低能源损耗，由生产型向生产经营型转变，形成“全员、全过程、全企业”抓经营、控成本的新发展格局具有重要意义。

近年来，长庆油田作为全国油气产量最高的油气田，按照“共享中国石油”战略部署，油田公司制定智能化油气田“326”工程总体规划，始终坚持将先进的信息化技术与油气主营业务深度融合，开展数字化转型和智能化升级建设工作。自2019年开始不断推进实现“中心站+无人值守站”管理模式全覆盖，解决了“无人”难题，提高了工作质量效率、降低了员工岗位安全风险和劳动强度。2020年开始探索“作业区大监控”管理模式，并在油田公司范围内率先完成“作业区大监控”管理模式升级。2021年《长庆油田生产经营工作报告》强调：要坚持系统思维，统筹生产经营关键环节，实现均衡、受控、效率、效益、平稳运行。要强化生产运行组织，持续提升经营管理水平；坚定不移革成本之命，按照“先算后干、事前算赢、成本倒逼、效益优先”的原则，深化提质增效专项行动，实现完全成本压降行动节点目标。经过多年的积累发展，已在生产现场的实时监控、自动控制、智能分析等领域取得长足进步，站场自动控制水平达到了较高的程度，具备了集中控制的条件[2]。因此，长庆油田依托建设成果深入开展管理与技术创新，按照“大调度、大集中、大监督”的思路，通过信息化、网络化技术推动生产运行监控由分散向集中转变，监控人员从前端向后端转移，组织机构不断优化、管理方式不断变革，逐渐形成了以作业区生产指挥中心为核心的“大监控”管理模式，挖掘开源、节流、降本、增效的新增长点。

然而，目前在用生产指挥管理系统仅能到达作业区层面，无法进一步向下管理延伸，导致各单位生产运行管理效率难以满足实际生产管理需求，操作、技术人员流动性大，工艺系统运行存在“体系不完善、标准不清楚、制度不执行、职责不明确、责任不落实”等薄弱环节[3]。为解决上述问题，长庆油田开发了一套具有数据可视化、管理高效化的生产指挥与应急管理系统，提高了生产指挥效率及生产运行管控水平，进一步压缩了管理层级，实现了作业区及中心站现场工作任务在手持终端的“工作任务接收、现场数据采集、任务完成反馈、执行情况分析”全过程闭环管理。

二、系统架构

本系统充分结合现场生产实践，按照“顶层设计、问题导向、以用促建、建管结合”的思路，利用大数据、算法模型等智能化技术，围绕单井、场站、管线日常作业等生产管理相关业务，配套制度、组织、技术、运行、安全、应急六大业务管理的“1+6”大监控运行支撑保障体系，以“PC端（生产指挥系统）+手持终端（移动App）”相配合的方式，将“井站线”更多工作由线下转为线上，自下而上实现重点工作全过程闭环管理、作业全流程在线管理，从而建成一个具有数据可视化、管理高效化的生产指挥与应急管理系统（见图1）。

该系统能保证“层级责任归位、过程闭环管控、报表自动生成”的稳步运行，形成生产现场“看得见、听得到、控得住、摸得清”的前端数据采集、中端控制配套、后端智能应用生产运行体系，为推动油田精益化管理，打造智能发展新高地奠定了坚实基础。

（一）数据架构

该系统数据架构（见图2）充分考虑数据的复用性及数据共享性，利用现有数据资源，不重复录入，大部分数据通过自动采集和API接口的方式获取，即打通A2、A5、SCADA系统数据接口，不增加员工数据录入工作量，进而建立支撑海量、异构数据的关系型数据库、实时数据库，实现快速数据处理、存储、检索与服务等。数据发布与业务流程相互关联，使得岗位工作人员在使用系统时便于查询、处理与自己工作相关的数据，进而实现业务流与数据流的统一。

（二）网络架构

应用及关系数据库服务器部署于办公网（见图3）。作业区及中心站用户通过办公网访问，移动App通过APN或DMZ转发服务器使用公共网进行访问。

（三）业务流程

基于生产指挥与应急管理系统运行情况，配套“工艺运行决策与风险管控系统”的建设，优化和扩展生产运行作业内容，建成作业区级生产指挥及应急管理平台（见图4）。主要应用“信息共享、系统联动、协同管控、运行高效”的大监控运行模式，对生产工艺运行过程分析决策结果经系统管理人员确认后，再以任务形式自动推送至对应岗位人员的手持终端App，现场操作人员则通过手持终端将现场操作的数据填报、视频、图像上传至PC端，实现了任务自动接收、工作内容自动提醒、作业过程实时监控、重点环节在线确认、工作记录和报表自动生成等功能及现场工作任务的全过程闭环管理流程[4]。将传统分级管理转变为“桌面+移动”支撑远程指挥、集中管控，深度压缩管理层级，完成厂部生产指令直达运维班组的“点对点”大监控精准管理。

三、主要功能

（一）实现可视化生产数据管理

通过技术指标自动生成、数据关联自动分析等多维度对比，充分挖掘数据价值，完成对生成原油生产、经营指标、日常工作等重点参数的实时展示、趋势跟踪，支撑专家、部门、专业之间的协同联动，为生产管理决策提供支持，将关键生产管理数据变“离线”为“在线”，变“及时”为“实时”，精准定位、快速响应，实现运行态势精准把控、过程跟踪量化考核。生产指挥与应急管理系统运行界面（樊学采油作业区）如图5所示。

（二）实现高效化生产工作管理

在功能设计上包含作业区、中心站两个级别，功能上以“PC端系统+移动终端”相配合的方式，通过指令下达与操作监管联动，完成现场工作在线发布、事件处置全程留痕、重要信息分级推送、运行效率在线分析等功能应用，强化生产过程的管控及支撑保障，帮助生产现场管理、工作标准、履职能力等进一步提升，实现生产运行高效指挥。重点工作闭环管理如图6所示。同时开发了单井作业、站点作业、管线作业、队伍建设等四大子系统三十多个功能模块，通过打通数据接口，接收由采油工艺生产决策与风险管控系统推送的调参、热洗、单量、加药、取样、收球等多项现场工作从派工到落实，结合两册管理实现了过程线上监督、职责划分明确、任务有人落实，纵向延伸至公司、厂（处），横向联动机关部门、科研单位的生产调度业务“全过程数字化”闭环管理，工作效率明显提高。

（三）实现智能化决策分析管理

打通专业业务系统壁垒，对A2、A5、SCADA系统中的重点数据信息进行交互使用，通过算法辅助，形成了前端数据采集、中端控制配套、后端智能应用初步目标，实现对生产现场井、线、站工艺运行过程中存在的问题故障进行分析决策支持（见图7），分析决策结果自动下发至生产指挥系统，以任务形式推送至各相应的岗位进行执行操作和应急处置，同时对执行过程进行闭环管控，确保生产现场安全、高效、平稳运行。

（四）实现集约化日常工作管理

按照“一井一法、一线一策、一站一工艺、一岗一职责”的思路，对扫线、热洗、调参、清水试压、水井洗井、站点巡检、管线巡护等30余项工作进行统一资源调度，同时将相关体系文件、规范标准、管理制度、工艺纪律、操作纪律及岗位职责所规定的内容有效落实到井、线、站和岗位的具体管理对象上，形成固定性和周期性的具体任务推送到各对应岗位进行操作处置[5]。日常工作管理表如表1所示。

四、应用效果

（一）工作落实得到保障

通过重点工作闭环管理、日常工作痕迹管理，确保清水试压、巡线、扫线等30余项生产任务100%落实到井站、岗位。

（二）处理效率得到提升

通过工作任务线上发布、落实情况移动端录入，生产数据可视、重点信息提示，中心站每日碰头会、电话上传下达等工作下降70%。

（三）劳动强度得到降低

与现场任务落实相关的报表自动生成，中心站监控岗报表填报工作量消减90%以上。

五、结语

通过传统生产管理模式与信息化技术的深度融合，本系统的推广应用改变了传统的生产指挥调度及现场工作的管理方式，构建厂部“大监控”指挥调度中心，实现作业区级生产现场工作的闭环管理，为采油工艺生产决策与风险管控系统提供了前端数据支撑，有效保障“厂级大监控”管理模式转型升级。下一步要在此基础上进一步完善功能应用，争取实现现场工作在该系统的全覆盖应用，真正意义上实现智能化的生产指挥。

参考文献

[1]魏舒鹏.探讨集中监控技术在油田的应用[J].中国设备工程，2020（13）：167-168.

[2]李晶.喇嘛甸油田北西块地区集中监控系统应用研究[J].油气田地面工程，2021，40（07）：73-76.

[3]王宏伟，董立超，刘洋，等.采油工艺生产决策与风险管控系统[J].信息系统工程，2022（12）：23-26.

[4]李峰，辛盛，陈彦利，等.浅谈数字化生产指挥系统在油田生产领域的升级完善[C]//宁夏回族自治区科学技术协会.第十六届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集.中国石油长庆油田分公司第三采油厂，2020：4.

[5]朱磊，武海鹏，张建平，等.数字化生产管理移动系统在气田生产组织中的设计及应用[J].内蒙古石油化工，2019，45（11）：37-39.

基金项目：1.页岩油智能化提升关键技术研究（项目编号：2023DJ0704）；2.油田厂级智能监控数据融合技术应用与分析研究（项目编号：2024D4SZ08）

作者单位：长庆油田第八采油厂科技信息部

■ 责任编辑：张津平、尚丹