基于移動終端的油氣開發數據采集模式探索

張蘇 張桂鳳 黎萌 張華義 陳果

[摘? ? 要] 為了實現油氣開發生產環節中產生的數據得到及時、準確、全面的采集，避免在基層存在多個相互獨立的系統均有數據采集模塊，導致員工重復錄入和錯誤錄入等問題，通過調研某油田企業目前數據資源管理現狀，剖析了傳統的數據采集模式，即“生產物聯網系統或SCADA系統自動采集+人工集中手動錄入”，發現其尚未在數據發生的作業區層級建立一套統一的、便利的、全面的數據采集模式。文章通過建立一套覆蓋作業區管理層級和一線操作層級的優化通用管理流程，將日常數據采集融入流程中，借助于移動終端和云網端各類應用，提出了一套全新的數據采集模式，即“生產物聯網系統或SCADA系統自動采集+日常操作中現場實時數據錄入”，徹底解決數據重復錄入和錯誤錄入等問題，減輕了員工工作量，提升了工作效率，優化了生產管理方式。

[關鍵詞] 移動終端;數據采集;通用流程;作業區

1? ? ? 信息化時代數據資源的重要性

隨著信息化時代的不斷發展，數據在行業中的重要性是不言而喻的，它是一個企業的靈魂，是精準的營銷和良性發展的支撐和探索。如果企業想持續性的發展就應該懂得重視數據、分析數據、用數據說話。在石油行業中，雪佛龍公司對儲層分析的識別過程中使用了地震數據分析，并正在尋找能夠更精確地使用更多數據的方法。巴西國家石油公司利用測井數據，來預測非常規井的產量，并通過衡量模型的預測精度，來客觀地評價模型。挪威某石油公司通過分析設備運行的大量實時數據，找出設備的最佳維保周期，對維保作業停機計劃進行優化，實現設備維保周期最大化，同時減少設備因超負載運轉而導致的故障發生。在信息化時代和大數據云計算的背景下，數據凸顯出日益重要的作用，如何準確完整快捷地采集各類數據是擺在石油行業各領域面前的重要問題。

2? ? ? 油田公司數據資源管理現狀

隨著石油勘探開發工作的不斷深入，國內油田數據呈現爆炸性增長，包括地質、測井、物探、開發等各個環節中積累的數據。在油氣開發生產環節，目前油田公司尚未建設統一的覆蓋作業區及生產一線井站的管理信息系統，未能實現各類數據分類錄入、避免數據重復錄入和二次錄入等問題。已建的各類集團統建和公司自建信息系統，僅在作業區及以下設置數據錄入和審核等業務流程，尚未考慮作業區生產信息化管理需求，且基于業務主導和垂直管理模式建設的信息系統導致信息孤島和數據重復加載，亟需轉變思路，實現數據集中采集、數據共享支撐各類業務管理信息系統。

2.1? ?信息系統運行現狀

A2系統實現了單井生產數據采集、部分動態監測數據采集和配產配注和開發井產能建設核心數據采集。A5系統主要包括采油氣工程和地面工程業務兩大部分。采油氣工程業務包括：規劃方案管理、完井管理和采油生產管理等;地面工程業務包括前期管理、地面建設管理、地面生產管理、綜合管理等。目前涉及錄入的數據包括集輸與處理系統動態、靜態數據，水處理系統動態、靜態數據，加藥記錄維護等。

一線場站基礎資料標準化系統實現的主要功能包括：數據采集、報表生成、報表審核。數據采集包括兩種方式：一是生產類數據從信息化平臺自動獲取;二是非生產類數據，系統提供錄入界面，由場站人員手動填報。實現了數據采集、報表生成和審核功能。

2.2? ?傳統數據采集模式

目前油田公司的實時數據多由物聯網或SCADA系統自動采集，其余大量的數據需要通過人工采集集中錄入，首先需要一線場站員工在巡檢或維護過程中記錄數據，再在值班室或中心井站集中錄入，如圖1所示。傳統的人工采集模式缺點：一是數據采集和上報的規范未進行控制;二是未明確數據采集和上報的崗位和時間等;三是大量的數據需要集中錄入增加了員工的工作量;四是人工記錄容易導致數據不準確。

3? ? ? 基于移動終端的作業區數據采集模式

在油氣生產過程中，一線員工使用移動終端能夠完成覆蓋生產現場核心業務的全部工作內容，本文重點研究了數據采集方面的應用。通過建設面向作業區基礎工作管理為核心的工作管理流程，強化操作（作業）過程指導，將數據采集融入工作過程。

3.1? ?移動終端應用框架設計

本文在移動應用技術架構中，保持系統整體的SOA架構思想，利用數據服務層提供的公共數據服務和專業應用數據服務支持移動應用需求。基于Android應用開發基礎技術體系實現移動端應用功能開發，如圖2所示。

數據源層：通過SOA技術平臺中的DSB產品，獲取發布在DSB服務總線上來源于A1、A2、A5、A11、井下作業管理系統的專業數據;通過SOA架構的數據訪問框架，統一安全認證，提供組件化動態配置，數據持久化透明，數據緩存機制，為應用服務層封裝了Web Service服務接口。

數據服務層：集成到企業服務總線上的基礎公共數據服務，以及按照SOA服務標準規范開發的系統基礎業務數據服務;基于SOA松耦合特性，需要對各種服務進行注冊，以方便服務提供者發布自己的服務、服務消費查找所需的服務。服務注冊中心需要提供分類管理能力，實現對服務的搜索。

移動應用技術：基礎技術（應用程序基礎框架）是Android應用開發的基礎，該層提供了很多的核心功能組件，應用程序可以直接使用其提供的組件快速應用到程序中，也可以通過繼承實現個性化的拓展。如Activity Manager管理各個應用程序的生命周期以及通常的導航回退功能。Content Provider通過內容提供器可以在不同的應用程序之間存取或者分享數據。View System構建應用程序界面的基本組件。核心模塊：提供了數據服務層和移動應用組件層之間的數據交互接口統一封裝，組件消息事件管理。

3.2? ?移動終端部署框架設計

部署架構采用“云+網+端”部署模式，部署統一的應用服務器和數據服務器，現場操作人員采用移動終端、站場人員利用PC桌面，借助于網絡來使用云端的各類應用。

應用服務器與數據庫服務器：利用虛擬服務器軟件，將應用服務器和數據服務器統一部署，實現系統云網端部署。

辦公計算機：系統各類管理用戶通過有線網絡，使用各類應用。

移動終端：在工作現場無公用網絡支持的情況下，一線井站用戶在作業區或中心站將工作有關的信息下載到移動終端上;操作時通過按照下載的操作步驟等信息，實現對現場工作的支持，記錄工作結果并進行暫存;在工作完成后，在作業區或中心站將與工作有關的操作結果上傳到系統中，如圖3所示。

3.3? ?優化管理流程，構建全新的數據采集模式

根據作業區日常工作特點，將基礎工作相關的管理流程歸納為巡回檢查、常規操作、分析處理、維護保養、檢查維修（施工作業）、變更管理、屬地監督、作業許可管理、危害因素辨識、物資管理等10大類通用管理流程。

本文以巡回檢查為例，分析如何實現數據采集。圖4為巡回檢查流程圖，此流程可完成場站和管線定期進行巡回檢查。如：單井站（井口區、藥劑加注區、水套爐加熱區、分離計量區等）、脫水站（三甘醇脫水裝置區、分子篩脫水裝置區）、電力線及電力設施巡檢等。此流程在巡檢記錄填報功能點處可以完成人工采集數據項采集，如單井員工日常巡檢，可完成藥劑加注記錄填報等數據;脫水站員工日常巡檢，可完成三甘醇脫水裝置運行日報表和分子篩脫水裝置運行日報表等數據。

4? ? ? 現場移動終端應用場景設計

如圖6所示，一線井站操作用戶根據任務來源，進行作業前準備，并由作業監督人在移動終端上進行確認。在現場操作的過程中，作業監督人員對現場操作進行作業安全風險提示和操作步驟確認。在作業過程中，系統向移動終端推送工作對象有關的運行、維護、保養及隱患信息提示，在操作完成后，作業監督根據系統推送的錄入界面進行與工作有關的數據錄入工作。

5? ? ? 結論及建議

本文研究的基于移動終端的數據采集模式，不僅可以在數據第一現場進行錄取，并按需為各類信息系統提供數據支持，減少了不必要的數據傳遞環節，提高了各層級業務管理和分析研究中的數據準確性。該模式還消除交叉重復的數據錄入，直接降低一線員工的工作量。但是要實現本文提出的數據采集模式，需要在作業區層級建立一套覆蓋作業區及生產一線井站的管理信息系統，整合作業區范圍內各類信息系統的數據采集，實現作業區層級一套系統完成所有數據采集工作，其余相關系統可以通過接口等方式接收數據，消除原來各自獨立地在作業區采集錄入數據的弊病。

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