榆樹林油田智能化建設思路探討

大慶榆樹林油田開發有限責任公司

榆樹林油田屬于特低滲透油田，整體資源品位差，開發成本高。隨著生產規模不斷擴大、開發成本持續攀升，在國際油價長期低迷、勞動用工日趨緊張等嚴峻形勢下，逐漸暴露出精細生產管理難度大、能耗控制難、工人勞動強度大等問題。自2017年開始，榆樹林公司通過調研學習、自主創新，逐漸摸索出一條適合榆樹林油田特色的低成本數字化建設模式。通過3年建設，2020年將完成全部井、間、站數字化改造，以及生產管理指揮平臺、生產網等系統的建設。數字化油田建成后，榆樹林公司將進一步探索油田智能化建設的思路和方向，利用數據更好地輔助開發、生產、管理等業務，保證油田高效益、可持續發展。

1 油田信息化建設的三個階段

油田信息化建設的最終目標是實現智慧油田，對于智慧油田目前還沒有統一定義或確切概念。按發展階段，可分為數字化、智能化、智慧化三個階段。

1.1 數字油田

數字油田是以數字的形式形成油田信息，將油田各系統的海量數據采集入計算機系統，包括油田開發中的地下、井筒、地面、管理的相關數據、信息、圖表及油田內外環境等，經采集、錄入、解釋、處理、傳輸、存儲、管理、檢索等內容組合后，通過計算機、多媒體、可視化、遙感、全球定位等技術，實現互聯互通，最大限度地優化整合油田資源，使用者可簡潔方便、快速有效、實時準確地獲取油田信息，有序、有效地服務和滿足油田開發過程中各種初步分析需求，指導生產管理工作[1]。

1.2 智能油田

智能油田是在數字油田的基礎上利用互聯網、物聯網、云計算和監控等技術，通過賦予數據特定的算法指令，形成自主采集、分析、判斷、規劃、協調、預警等能力。通過區域數據分析，形成勘探開發、生產管理各系統所需決策和流程文件，滿足分系統技術、管理業務需求；通過整體數據分析，進行推理、預測，結合已開發過程實境和開發過程運行流程，實現油田開發過程可控、生產計劃合理、經營業務簡化、管理流程合規、風險預警可靠和頂層設計優化[1]。智能油田是人與設備的協調合作，加強數據智能分析，減少人工干預，實現油田基本業務的自動預測、自主管控、優化決策，構建高效、簡化、和諧的人機協作智能系統[2]。

1.3 智慧油田

智慧油田是智能油田更高級的發展，具備一定的思維特征。智能油田是人賦予數據“智”，智能數據提升人的思維。而油田智慧化，應是在油田開發大數據的基礎上，以高速網絡技術、高分辨率衛星影像、空間信息技術、大容量數據處理與存儲技術、科學計算以及可視化和虛擬現實技術、云計算、物聯網為手段，實現綜合、預測、評價、協同、預警、管控、決策等功能，體現系統自動思維分析、自動最佳優化資源配置、自動科學決策，達到開發效果最佳化、經濟效益最大化、安全環保科學化的目標[1]。

從數字化到智能化，再到智慧化，是信息不斷豐富、健全和深入應用的過程，這個過程是連續的、重疊的、迭代精進的，沒有明確界限的、不可分割的。

2 油田智能化建設

榆樹林公司“十三五”期間信息化取得重要進展，2020年將完成全部井、間、站數字化改造，以及生產管理指揮平臺、生產網等系統的建設，油井實現關鍵數據自動采集，取消人工巡井，并實現遠程啟停控制；各類間實現數據自動采集和無人值守模式；各類站場實現數據采集、重點區域監控、全崗合一，采用“聽令操作+定時巡檢”工作方式；生產管理指揮平臺實現生產數據分析、居中調度、運行監督監視和應急事件指揮功能。形成了“公司-作業區-站-間-井”數字化建管模式。數據采集層建設已基本完備，形成了智能油田建設基礎。

2.1 總體思路

基于油田公司的信息化建設戰略目標及定位，榆樹林油田開展了信息化建設整體規劃工作，以油田開發生產業務為核心，整體規劃，分期實施，以形成油田開發生產經營管理一體化智能應用系統為目標，搭建智能油藏開發、智能生產管理、智能經營管理、綜合研究等核心應用子系統。通過業務之間的關聯，形成全公司業務流程網絡和一體化協同環境[3]。在橫向上實現不同業務間互聯互通，模塊功能公用共享；在縱向上實現不同層級的信息集成整合，協同應用。通過管理轉變和流程優化，建立全面感知、自動分析、自主管控、智能預測、優化決策的智能油田體系[4]。

智能化總體框架主要分為生產數據層、資源管理層、綜合應用層[5]（圖1）。生產數據層和資源管理層是智能建設海量數據來源，是實現綜合應用的基礎。智能化的關鍵在于夯實數據基礎和綜合應用功能開發。

2.2 智能化關鍵節點建設思路

2.2.1 夯實數據基礎

對石油行業來說，對油氣資源的認識和掌握主要通過大量的數據來實現，通過對數據的挖掘和應用，可以提高決策的準確性和全面性，實現新的油氣增產[6]。

圖1 油田智能化總體建設框架Fig.1 Overall framework of oilfield intelligent construction

完善自有數據庫和依托油田公司“云平臺”等數據共享、計算、應用平臺，集成和共享各層級勘探開發生產數據，涵蓋源點數據、自動化數據、成果數據，實現數據的分類高效管理。通過梳理地質、工藝、管理相關業務流程，為各節點技術、管理人員主動推送所需數據，促進勘探開發研究業務的高效運行。根據實際需求和數據管理流程，建設完善數據庫和數據質控系統，主要建設內容包括數據采集實時庫、關系數據庫、數據應用庫、數據應用庫與源頭數據庫的對接和數據管理系統。

2.2.2 智能化油藏開發

（1）開發技術及業務流程智能優化。榆樹林公司擁有較好的油藏分析能力，并采用了多種專業分析軟件，但由于軟件多且相互獨立，帶來較大的數據提取工作量。目前油藏分析工作流程較多，分析工作由不同的人員和單位進行，缺少統一的管理平臺存儲相關分析數據和結果，資料數據的流轉和工作流程基本無系統支撐。

通過業務流程優化并建立系統支持，形成油藏分析模型指導油氣開發生產，開發生產調整優化并反饋油藏分析數據的閉環管理流程，持續優化分析模型，提升預測精準度及管理精細度。建設重點是油藏全生命周期數據管理和閉環管理業務流程的建立和優化[7]。

（2）決策評價系統智能優化。按照開發業務主要流程，逐一研究開發部署、建設、生產等環節的主要決策業務，以及每項決策業務的決策點及所需的數據、資料及應用方式。在研究過程中與數據建設結合，優化數據建設內容與決策業務模型。主要建設內容包括開發方案輔助決策、開發井位論證輔助決策、老井挖潛輔助決策和成果管理。

2.2.3 智能化生產管理

通過對地面生產工藝和設備設施的監測、控制、動態分析、調整優化、預測預警、維修維護等工作，最優化生產能力，加強能源管控，更加經濟高效地滿足油藏開發和生產管理要求[8]。完善和提升生產過程監測與控制能力，使管理和技術人員及時掌握生產現場狀態，并科學分析工藝過程存在的問題和改善潛力，提高生產效益。基于提取的現場實時參數，分析生產工藝過程和設備狀態，及時發現異常趨勢和優化機會，減少意外損失[9]。

2.2.4 智能安全環保管理

安全環保工作涉及面廣、關鍵節點多，常與其它業務交叉進行，需形成危險源（污染源）監控、流程監控、自動預警、施工評估、事故追蹤評價、應急預案智能自動啟動等功能。具體包括預案、施工前評估、施工后評價，工作過程監管和控制，安全隱患自動排查，安全環保項目管理，事故評價追蹤和警示教育，違章違規自動識別、預警，安全評比考核等方面[10]。

2.2.5 智能化經營管理

以經營管理核心業務流程為主線，涵蓋財務成本、項目投資、科技創新、招投標、合同、物資供應、人力資源、經營考核等業務，通過跨專業業務流程信息化，與ERP系統集成，建立經營管理系統，全面支持從管理部門到基層單位的多層面協同應用，形成業務互補、功能聯動、數據共享的有機整體，建立起完整的信息鏈貫穿全部經營活動，實現“精細管理、高效運行、科學經營”。

2.2.6 綜合應用研究

利用源頭采集數據，為管理和專業技術人員搭建綜合運用信息、現場討論、動態調整、實時決策的勘探開發決策支持環境，研發推廣多屏圖形展示、圖件關聯查詢、專家知識案例庫、單井信息集成等功能，輔助完成綜合評價、產能建設、方案論證、措施優化等業務輔助決策。

表1 智能化建設主要工作量及時間安排Tab.1 Main workload and the schedule of intelligent construction

2.3 主要工作

根據智能化建設思路，確定智能油田建設的重點業務和主體項目，總體規劃，分期實施，主要工作及時間安排見表1。

3 結束語

智能化建設可實現數據全面和運行參數優化，提高生產經營決策水平；可實現生產動態實時把握，提高精細化管理水平；可優化組織機構和管理流程，降本增效；可提升安全環保和能源管控。

榆樹林油田是典型的低效益油田。開展智能化建設，可實現組織機構扁平化、崗位設置集約化、生產管理專業化、綜合研究協同化、業務流程高效化。油田智能化改造后，通過優化整合，管理層級可由五級降為四級；崗位可集成簡化為原數量的50%；原分散的技術管理人員可集中在研究中心、指揮中心等崗位，提升數據分析、決策論證水平。該油田5年內退休員工約200人，數字化和智能化建成后組織機構優化、崗位集約，預計可減少用工300人，滿足5年以上人員退休遞減情況下的用工需求。