油氣生產物聯網系統（A11）示范工程在吐哈油田的應用成效

摘要：A11是指利用物聯網技術，建立覆蓋全公司油氣水井區、計量間、集輸站、聯合站、處理廠等規范、統一的數據管理平臺，實現生產數據自動采集、生產過程遠程監控、生產預警的自動提示等功能，形成“井站一體、電子巡護、遠程監控、智能管理”的數字化油田開發管理模式，最終實現油田各單位“增產不增人”。

關鍵詞：A11;物聯網;增產不增人

前言

油氣生產物聯網系統（A11）是集團公司“十二五”期間信息化建設三大標志性工程之一，吐哈油田是第一批試點單位，項目采用總部專項投資+分公司配套方式建設。

一、項目存在問題、難點及實現的目標

（一）油田井站數字化存在問題

站庫數字化，吐哈油田重點場站已建有成熟的站控系統（DCS、PLC等），但建設時間較早、標準不統一，故障率高、兼容性較差;單井數字化，A11項目實施前僅有1512口抽油機井實現單井部分自動化數據上傳，電泵井、自噴井、螺桿泵井和注水井基本沒有實現自動化，單井自動化覆蓋率不足30%。

（二）技術難點

數據采集方案、數據有線無線傳輸方案，數據管理平臺建設方案等整體方案復雜;現有各類站控系統、井口設備兼容統一困難，已有自動化系統和井口設備類型較多，使用年限不統一，標準不統一，集成困難;工作量大，總計實現639口油水井，26座閥組間，兩套生產專網，6座無線基站，6個作業區采集與監控子系統管理平臺，三套生產管理子系統管理平臺的全新建設;施工區域分散，點多面廣，實現魯克沁全廠和吐魯番神泉、葡北和玉果工區所有油水井建設;數據安全標準高，所有現場數據采集、傳輸、存儲和數據處理均需滿足信息化數據安全管理規定，高標準，嚴要求;體系建設從零開始，A11體系建設作為油田生產管理系統新生概念，無經驗可參考，人員接收和適應周期長。

（三）實現目標

提高工作效率，降低勞動強度。實現電子巡檢，減少人工巡檢次數，降低員工勞動強度;實現數據的自動采集、自動上傳、自動分析和閉環控制，提高生產自動化水平、提高工作效率。

優化工藝流程，提升經濟效益。通過自動化手段，減少生產中的人工干預和人為操作，實現自動化遠程注水、自動化摻稀和軟件量油等，優化、簡化生產工藝，提升效益。

加強實時監控，保障安全生產。現場數據實時上傳，利用趨勢分析、故障預警等手段，對可能出現的故障防患于未然，保障油田生產的安全和平穩。

轉變管理模式，減少用工總量。實現“過程集中管理、運行集中控制、數據集中處理”，變革傳統管理模式，優化組織結構，管理層級更加扁平化。

二、關鍵技術及創新點

（一）方案設計關鍵技術

對已有的電子示功儀進行改造，原有的GPRS模塊更換為Zigbee模塊，原有示功儀和新建的RTU進行互通。原有電子示功儀利舊改造411臺，全部融合到A11系統，節省設備購置投資500萬元

1.配套資源利舊。通過配套設施利舊，直接降低工程配套投資300萬元。

2.系統平臺整合。通過A11系統，原有吐哈油田多個系統平臺、集團統建系統平臺整合為一個有機的整體。

3.無線4G生產專網。TD-LTE 4G技術，具有大帶寬低延時、無線和網絡兩層加密安全可靠的特點，是最為先進的無線技術，還是具有自主產權、政府支持的民族產業。可承載井口數據實時采集、重要井場站點視頻監控、日常管理協同作業的集群通信、移動辦公、應急指揮等業務。

4.有線光纖生產專網，高安全性。生產網與辦公網物理隔離，最大程度保障生產數據的安全性;高可靠性，骨干采用以太環網設計，環上鏈路或節點故障時可實時切換，確保數據無間斷傳輸;高帶寬，閥組等外圍站點采用百兆接入，轉接站、摻稀站等采用千兆匯聚，核心環網采用萬兆，環網設計充分保障骨干網絡滿足日益增加的視頻監控等大容量業務的應用。

（二）A11示范工程創新亮點

1.實現稠油遠程自動摻稀。A11采集監控子系統增加遠程摻稀壓力實時監控，并充分與現有摻稀閥組自控系統融合，實現遠程自動摻稀，提高稀油摻稀精度，降低稀油消耗，改變傳統操作模式，降低操作人員80%的勞動強度。

2.實現注水井遠程精細配注。通過現場新增無線壓力表及RTU遠程輸出功能，充分發揮高壓自控流量儀功能，實現水井的遠程精細配水，提高注水精細化，降低操作風險

3.工藝優化、降本增效。改變注水井原有“配水閥組”模式，積極推行注水井“管網串接，井口調注”工藝，并通過A11遠程精細配注，提高注水管網利用率，大幅降低地面工程投資（據統計原單井投資約28萬左右，現單井投資約10萬左右，投資降幅達60%以上，契合油田“低成本”戰略）

三、應用規模及效益

1.A11示范工程應用規模。A11項目共完成兩個試點采油廠639口油水井前端數據采集、26座配水及摻稀等閥組外圍站點建設、50臺視頻監控系統建設、油田公司有線生產專網和工業4G無線TD_LTE專用網絡建設，并在油田公司級、廠級搭建生產管理子系統平臺和工區級采集與監控子系統平臺，各項工作全面完成并達到數據上線要求。

2.A11示范工程建設效果。實現遠程電子巡檢、站場無人職守，減少一線用工;遠程摻稀、遠程注水等操作的創新應用，自動化代替人工操作。

A11項目在魯克沁采油廠實施后和實施前的數據對比結果井數翻番、產量翻番、人數基本不變實現“增產不增人”。2014年12月初，集團公司信息管理部、勘探與生產公司地面管理處及A11總部項目部專家組一行對吐哈油田A11項目進行了現場上線驗收，專家組成員通過專題匯報、現場抽查、資料查驗等方式對油田公司A11項目進行了實地驗收，對油田公司在A11項目中所做的工作給予了充分肯定，同時對項目建設中存在的問題提出了整改建議，驗收結果在7家示范單位中名列前茅。

3.經濟效益。注水井遠程配注節省人員勞動強度80%，注水井實現井口串接加井口配注，改變傳統配水間設計，單井注水工藝節約15萬左右，目前魯克沁采油廠已實現128口水井井口遠程配注，直接節省投資近2000萬。大幅降低用工成本，按照產量翻翻，工作量翻翻，一線員工增加50%計算，采油廠最少節省用工100人，按照人工成本15萬/人·年計算，將直接節省人工成本1500萬/年。

作者簡介：

石福桓（1983.3-）男，學士，中級，從事油氣田地面工程建設管理工作。