數字化技術在榆林氣田開采中的應用

徐 超，成行榮，李耀輝，張俊旭

（1.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000；2.長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

1 數字化氣田技術的發展

在互聯網技術、大數據技術和云計算技術發展過程中，對于制造業產業形態的影響比較大，融合工業化和信息化發展可以促進制造業的可持續發展。榆林氣田企業注重信息化建設，并且將物聯網技術和云計算技術應用到信息化建設中。榆林氣田按照總規劃的部署要求，推動信息化與工業化的深度融合，實現服務生產的創新性。將氣田勘探開發作為企業發展的根本，聯合發展效益，推廣應用人工智能技術、云計算技術和物聯網技術，全面促進數字氣田和智慧氣田建設。通過信息技術可以實現商業模式和管理模式創新，全面提升管理效率和生產率，還有助于降低油氣資源成本，嚴格控制氣田生產的安全性，大力建設高效低碳的能源體系。

數字化氣田技術是在信息化與工業化融合管理體系指導下所開展的，聯合智能化技術和數字化技術，圍繞榆林氣田的管理特點，深度融合信息技術和生產業務，發揮出信息化技術對生產業務的支持作用，建立生產運行新模式、安全管理新模式、節能降耗新模式，為氣田安全與環保運行提供保障。

2 數字化技術在榆林氣田安全生產中的應用

2.1 數字化巡檢方式

傳統訓練方式的任務量比較大，工作環境惡劣，夜間巡線的時間比較長，會相應加大人力成本，危險性比較高。通過應用云計算技術和大數據技術，可以建立數字化管理平臺和設備識別標簽，在生產運營過程中實現遠程控制管理和無人值守管理，對整個生產組織進行優化，全面提升巡檢智能化水平。同時可開展標準化和定量化的巡檢工作，全面提升巡檢效率和效益。

榆林氣田井站人員采用數字化管理平臺制定生產計劃，應用移動終端對現場巡檢點和電子標簽信息進行掃描，同時在移動數據終端中存儲巡檢結果，將巡檢結果傳輸到網絡平臺上。生產調度人員可以按照上報問題，將不同任務工單發放給員工，員工需要確認執行工單，確保生產作業區域的標準化與規范化管理。圖1為榆林氣田數字化管理平臺的工作流程。

圖1 數字化管理平臺的工作流程

2.2 智能監控

（1）管網智能化監控：榆林氣田配置管理系統采用集成數字采集與監視控制系統，通過三維可視化方式查看管線壓力溫度和流量等參數，同時可繪制實時曲線和歷史曲線，便于業務人員對管網運行狀態進行分析。配置管理系統可以統一整合區塊內的管網信息、產量信息和生產調度信息，將信息提取到一張圖紙上，為后續輔助決策和指揮調度提供參考，按照不同層級提供相應的信息。生產管理人員可以通過管理管道生產狀態，監測場站，對場站生產現狀進行合理化調度，維護生產過程的安全性。

（2）場站智能化控制：在榆林氣田數字化管理平臺上，應用場站數據采集與監控管理系統、視頻監控系統、遠程數據終端，可以全面展現出場站的生產運行信息。按照中心站作業區和氣礦級開展分層管理，同時確保生產人員和管理人員通過交互方式查看生產數據。此外，系統可支持遠程監控和同步超限報警，提升流數據可視化水平、空間數據庫可視化水平、虛擬現實可視化，全面提升場站運行的安全性和可靠性。圖2為數字化平臺監控可視化。

圖2 數字化平臺監控可視化

（3）泄漏智能化檢測：管道泄漏監測主要是針對泄漏與擴散事故所開展的專業預警技術，通過三維方式顯示出管道生產數據、管道走向和地理信息；同時可以讀取泄漏監測軟件的數據庫信息、分析風險等級、優化系統監測技術和布局；預測預警管道泄漏的擴散范圍；聯合管道現場工程技術要求，制定相應的泄漏監測系統方案。管道泄漏監測技術包括數據處理功能、成果計算功能、繪圖功能和報告輸出功能。當前國際上所存在的泄漏檢測方法比較多，且不同方法均具備優勢特點，在泄漏檢測之前，按照具體環境與要求合理選擇泄漏檢測方法。泄漏檢測所常應用的技術包括光纖監測技術和次聲波監測技術。

3 云計算和大數據存儲診斷

云計算平臺屬于新型數據存儲平臺，很少應用于管道和場站領域。該平臺的原理在于將數據分配到計算機群上，通過互聯網技術訪問系統數據。云計算的存儲量比較大，具備可擴展優勢，所以可以計算和存儲氣田場站的設備狀態信息。傳統管道場站信息主要為物理數據，例如流量參數，溫度參數和壓力參數，且數據存儲于結構化查詢語言的數據庫中。在數字化氣田發展過程中，可以對視音頻、環境信息、地理圖片等數據進行監測，并將其作為設備監測數據的重要組成。由于監測數據量不斷增長，當混合其他數據時，傳統數據庫將不能進行存儲和處理。

在氣田場站設備中，具備數據分析和智能診斷功能。設備狀態監測的數據比較多，且具備復雜性和多樣性特點，因此在大數據背景下無法應用傳統數據分析算法。由于輸氣管道場站設備比較多，極易產生相互干擾影響，發生故障問題時，會對其他設備運營造成影響，此時需要通過大數據挖掘技術處理設備信息，及時發現異常數據，對故障設備進行識別。通過故障設備狀態信息，可以智能判斷和分析故障來源與形式，按照診斷結果降低故障強度，采取有效措施予以處理。

4 結束語

氣田數字化技術可以全面應用智能化技術、信息化技術和自動化技術的優勢，有效融合工業化與信息化，同時將傳統人工巡檢方式轉變為智能化巡檢模式，建立管理鏈條、信息傳達與問題處理的閉環結構。由于數字化氣田處于初步發展階段，在具體應用中還存在較多問題，所以技術人員必須深入研究和分析數據傳輸存儲安全操作等內容。數字化氣田場站可以轉變傳統管道管理模式，有助于提升管理效率，促進資源優化配置，因此會成為氣田未來發展的主流。