長慶油田的數字化應用及發展趨勢

莊號+于小龍+馬向

摘要：長慶油田目前的數字化覆蓋率達到了90%以上，通過建設數字化系統逐步實現了“同一平臺、信息共享、多級監視、分散控制”的目標，大大提高了油田的生產和管理水平，為油田創造了巨大的效益。文章結合長慶油田的實際情況，就其數字化應用及發展趨勢進行了論述。

關鍵詞：長慶油田；數字化應用；MIS系統；SCADA系統；自動化控制

中圖分類號：F426文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）21-0024-02

在石油工業領域，數字化油田的建設取得了可喜的成績，現已進入了數宇化、網絡化、可視化、自動化閉環新階段。數字化油田系統可以實時觀察并掌握油田的各種信息以及參數，并通過這些信息和參數做出相應的調整，以使油田開發達到比較理想的狀態。

長慶油田的礦產資源登記面積大，管理的油、氣、水井多，并且較為分散，企業的管理難度很大，管理成本也很高，為了改善企業的管理，進一步降低企業的管理成本，增強石油企業的競爭力，長慶油田實施了數字化建設工程，建立了全油田統一的生產管理、綜合研究的數字化管理系統，逐步實現了“同一平臺、信息共享、多級監視、分散控制”的目標，使油田的產量不斷的提高，降低了生產成本，節約了人力資源，降低了油田員工的勞動強度，改善了員工的工作環境，提高了工作效率。經過多年的發展與改進，數學化油田的各項潛能正在不斷地發揮和實現，為石油企業的發展帶來了強大的動力。

1數字化油田的定義

數字化油田是針對油田勘探開發信息化管理專門開發，以滿足日常生產運行、生產管理、生產監控、設備管理、成果展示的需求，是一套集石油勘探開發生產信息的采集、傳輸、存儲、處理、分析、發布、管理、控制和應用于一體，規范、統一、安全、高效的全新現代化生產經營綜合數據一體化管理應用平臺。

數字化油田有廣義與狹義之分，狹義的數字油田是指以數字地球為技術指導，以油田實體為對象，以地理空間坐標為依據，收集海量的數據，并進行多種數據融合，運用多媒體和虛擬技術進行多維表達的技術系統，這個系統具有空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化的特征。廣義的數字油田不僅是技術目標，更是管理目標，是油田企業總體發展戰略重要組成部分，是全面信息化的油田。

2長慶油田數字化系統的組成

油田數字化系統是一個涉及到硬件系統、軟件系統、通信網絡的復雜系統平臺。硬件系統完成前端數據采集、遙控、遙測功能。軟件系統用于后臺進行數據顯示、匯總分析等功能。網絡系統用于將前端硬件系統和后臺的軟件系統進行聯絡起來，達到數據上傳下達的

目的。

長慶油田的數字化系統的硬件系統主要由現場儀表級、前端采集器與RTU/PLC層級組成。現場儀表級主要是指安裝于現場的各種傳感器，用于采集抽油機井負荷、角位移信號、井場油管壓力、注水井流量及壓力數據和站點常規壓力、液位、溫度等數據。前端采集器主要是指為了完成某些特定功能而在儀表附近安裝的設備，它具備與上層RTU通信的能力，主要有井口采集控制器和注水井協議轉換器兩種。RTU/PLC層級是指具備可編程能力，同時具備數據傳輸接口的智能設備，一方面為上位機提供前端采集器采集到的各種數據，另一方面接收上位機發送的各種指令并發送到各個前端采集器內，以完成數字化所要求的各項功能。

長慶油田數字化系統的軟件系統可分為數據采集與監視控制系統（SCADA）和信息管理系統（MIS）。SCADA系統直接與現場采集信號相聯系，負責采集現場儀表信號、在各個值班點平臺通過人機界面進行顯示，并且提供標準的OPC、Net server接口，為MIS系統提供接口。SCADA從層次上分為三個層次：驅動層、數據庫層、界面顯示層。MIS系統是信息管理系統的簡稱，由于SCADA采集上來的數據其內容比較是比較粗放的，需要對SCADA采集到的數據進行歸納、統計、分析等一系列操作，最終以一種用戶最為方便的瀏覽方式－WEB瀏覽方式呈現給各個層級的管理者。MIS系統就承擔了這樣的功能，主要由功圖法量油計產模塊、中心數據服務器模塊和WEB發布模塊組成。

3長慶油田數字化系統的應用

長慶油田現已完成90%的油、氣、水井的數字化配套工作，實現了對主要參數的實時采集，對重要場所進行視頻監控，遠程控制關鍵設備，安全生產智能預警，緊急狀況連鎖制動的目標。

3.1生產運行中的實時監控

將油田數字化系統收集到各種實時數據進行分析，然后通過站控系統、調控中心、生產指揮中心對這些主要的生產參數進行實時監控與調整。功圖計量系統每隔十分鐘采集油井地面示功圖并進行分析判斷，計算抽油泵的有效沖程和產量，還可根據工況嚴重程度進行分級預警，較傳統的示功圖采集法減少大量車輛、人員和地面設備的配置，最主要的是實現了實時數據采集與監控。通過采集站點外輸壓力、溫度及流量的曲線變化，通過站控系統進行監控與分析，實現了對長輸管線狀態的實時監控，及時對管線泄漏預警并預測泄漏點位置，較傳統的步行巡線，提高了效率，減少了原油泄漏

損失。

3.2視頻監控

利用攝像機等監控設備對重要場所圖像進行實時監控，集成圖像觸發技術、車輛抓拍、車牌識別、數據庫技術、GPS車輛安全管理技術等，對進入油區的車輛自動識別，可實現闖入報警、智能跟蹤、實時圖像抓拍，有力地打擊了非法盜油。

3.3自動化控制技術

自動化控制技術主要體現在數字化抽油機、智能配注、水源井智能控制與撬裝化站點上，這些技術與設備的應用，實現了多種設備的操作自動化，并可對設備進行遠程的啟動與停止，基本實現了無人值守，降低了建設和運行成本。

3.4智能預警技術

長慶油田數字化系統實現了油井工況預警、工藝參數超限報警、可燃氣體濃度超限預警、設備狀態預警及連鎖制動的功能，有效避免關鍵設備運行異常可能出現的安全環保事故，提高了生產的安全性。

4長慶油田數字化的發展方向

長慶油田的數字化系統經過不斷的改進，取得了較好的成效，但仍存在一些問題，使數字化系統的優勢不能得到充分的發揮，比如整體規劃問題、數據標準問題、數據孤島問題及數據資產管理制度的問題等，所以在今后的發展中，要注意以下三個方面：

首先，數字化系統的建設不僅僅是硬件與軟件系統建設，更主要的是生產運作模式的變革和經營管理理念的更新，所以石油企業要借鑒先進的管理思想和管理技術，創新企業的管理體制，從而推動油田數字化系統的進一步發展與應用。

其次，要進一步完善油田數字化系統，以降低系統對應用環境的要求，減少故障數量。對系統中不適應實際情況或有缺陷的部分進行改進，以增強系統的實用性和安全性。

最后，建立統一的技術標準、工作標準和管理標準，并嚴格執行，促進數字化技術與生產的進一步融合。隨著油氣資源的勘探開發難度不斷加大，石油行業的新技術對信息技術的依賴越來越強，所以石油企業必須積極促進信息技術與勘探開發業務的融合，才能發揮出油田數字化系統的真正作用。

總之，油田數字化系統的應用是油田發展的必然需求，它解決了目前阻礙油田發展的一些問題，大大提高了油田的生產和管理水平，為油田創造了巨大的效益，但我們也要清醒地認識到油田數字化建設中存在的問題，找準油田數字化的發展方向，使油田數字化系統更適應我國油田發展的實際情況，進一步推動油田數字化建設。

參考文獻

[1]李劍峰，李恕中，張志檁．數字油田[M]．北京：化學工業出版社，2006．

[2]呂瓊瑩，劉晗，王曉博，等．國內外油田與技術途徑[J]．長春理工大學學報，2011，（10）．

[3]汪俊華．國內石油企業“數字化油田”建設的研究

[J]．中國管理信息化，2013，（8）．

endprint