油田基礎數據管理及深化應用探討

大慶油田有限責任公司第六采油廠

隨著油田的發展，地面站庫及設施的數量也與日俱增。在油田數字化進程中，地面工程數據管理面臨著兩項巨大的難題：一是如何保障數據的準確性。面對每年以億為單位增長的數據量，單純的填報記錄無法保證數據全部準確，因此就需要必要的審核與驗證機制確保數據準確。二是需要提高數據的存在價值。數據查詢調取不能成為數據使用的全部，數據二次開發平臺必然將成為數據深化應用探索的先鋒。大慶油田第六采油廠在地面工程數據的管理與使用上，依托中國石油地理信息系統（A4）與中國石油采油與地面工程運行管理系統（A5），嚴抓數據質量，積極深化應用，近年在數據管理上取得了一定的成效。

1 多措并舉保證數據準確

1.1 強化管理手段，提升A5數據準確性

為保證A5數據準確性，第六采油廠在A5系統平臺項目推進過程的各個階段嚴抓管理，以管理手段提升數據準確性。

1.1.1 前期注重制度建設，確保填報合規

（1）建立組織機構。為了明確A4、A5 數據管理職責，建立了廠-礦-隊三級管理體系，以廠領導為核心，機關部室、信息室及礦地面工程組為骨干，基層小隊為基礎，層層對接，確保數據管理無死角。

（2）落實運維責任。明確各級、各部門間職責分工，避免出現交叉管理，成立了系統運維小組，對各部門進行明確的分工。

（3）明確填報標準。為保證數據錄入質量和效率，結合生產實際情況，技術人員與項目組多次討論，歷經5 個月時間，編制了原油集輸系統等6 大系統基礎數據填寫標準，形成填寫說明53項。

1.1.2 中期注重人員培訓，確保源頭準確

（1）保障技術培訓。舉辦A4、A5 系統操作培訓班，涵蓋了廠、礦、隊三級管理人員，使管理人員掌握管線探測儀及RTK 接收機的使用方法，A4系統數據查詢、應用方法以及A5 系統的操作和應用方法。

（2）落實審核制度。在數據填報過程中，逐層進行審核：小隊申報數據，由礦地面組進行審核，經礦地面組審核后，由機關部室進行二次審核，確保數據的準確。

（3）重視平臺維護。為了強化數據信息管理，成立專門科室，負責數據平臺的運行維護工作，包括解決平臺問題、管理用戶權限、維護基礎數據、檢查考核數據。

1.1.3 后期注重考核管理，確保數據精準

（1）完善考核制度。對數據準確性以及及時性進行考核，各層級、各部門出現問題給予處罰，管理模范給予獎勵，形成《采油與地面工程運行管理系統運行管理規范》《第六采油廠績效考核管理辦法（A4、A5）》《A5 系統基礎數據管理考核辦法》等制度。

（2）開展現場抽查。按系統及站庫，每月在各礦抽取一個小隊進行現場設備設施核實，檢查數據與現場設備負荷率，并依據現場情況進行考核，保證現場信息與系統信息一致。

（3）開展線上檢查。針對現場無法核實的數據，在平臺進行數據對比，整體檢查同類數據中存在的差異項，并對不符合填報格式的數據進行標記，保證系統中存在的錯誤信息可以及時更正。

（4）開展專項檢查。組織開展小隊自查、各礦自查、全廠專項檢查，并開展檢查結果評比，先進小隊予以獎勵，從而激勵各小隊積極性，使基層隊積極主動負起責任，維護系統數據準確。

1.2 依托技術手段，提升A4系統數據準確性

1.2.1 解決坐標勘測數據無法驗證的問題

針對坐標勘測后無法進行驗證，只有系統成圖后才可發現如折返、占壓等錯誤問題，利用Arc-Map軟件核實數據，可及時發現數據問題。通過應用ArcMap 軟件對各礦（大隊）探測數據進行分析，經過與各礦（大隊）結合，針對數據采集過程出現的問題進行逐一解決。ArcMap 軟件可發現數據表面無法發現的問題（圖1）：①原始數據差距過大，導入軟件時報錯；②管線形態錯誤，出現銳角或自相交等情況；③管線越出廠界等。

圖1 管道數據成圖后出現自相交、銳角、出界Fig.1 Self intersection，acute angle，and out of bounds after pipeline data mapping

1.2.2 解決坐標數據成圖無法驗證的問題

成圖后無參照物，對于成圖效果無法判定，使用ArcGIS 的Web 服務，添加A4 系統影像圖服務，可隨時將勘測坐標成圖，根據影像圖做參照物，判定管線是否占壓，提早發現成圖不合格管道，如圖2所示。

圖2 加載A4影像圖后可發現不合格管道Fig.2 Unqualified pipes can be found after loading A4 image

2 系統深化應用

A4、A5 平臺是公司統建項目，數據的使用僅局限于查詢階段，各項匯總、分析功能尚不完善，為了適應數字化建設需求[1]，近年來積極嘗試基礎數據深化應用探索，結合統建信息平臺數據，用于專項業務管理提升[2]。

2015年，基于A2、A4、A5等數據庫，開發喇嘛甸油田地面系統數字管理平臺，實現數據集中管理和信息資源的高度共享；2017 年，基于A5 數據庫，開發喇嘛甸油田耗能設備信息平臺，實現注水系統節能管理以及站庫能耗考核；2019 年，基于A4、A5 系統，開發喇嘛甸油田埋地管網技術管理平臺，用于管道完整性管理、管道數據管理以及管道更換預警。

2.1 喇嘛甸油田地面系統數字管理平臺

2.1.1 研發目的

喇嘛甸油田地面設施密度大，地下管網縱橫交錯，生產信息數據龐大，生產管理、技術管理難度大。為了實現地面系統專業化、標準化、信息化管理，進一步提高工作效率，減少勞動用工，開展了地面系統數字管理平臺研究開發工作[3]。

2.1.2 功能及研發應用思路

（1）產量查詢統計功能。通過數據拓撲關系，可以對任意單位或自定義區域進行產量分析，從數據查詢變為圖形查詢，操作更為直觀，結果更為簡單，為站庫規劃、生產管理提供依據。依據A4 數據庫圖形功能，確定選取圖形范圍內油水井基礎信息，根據油水井基礎信息查詢A2 數據庫，查詢并統計生產信息（圖3）。

（2）管道穿孔查詢功能。依據產量查詢統計功能，進一步擴展應用范圍，可以對任意管線或自定義區域管線穿孔情況進行定位查詢統計，分析其影響的管線和油水井。依據A4 數據庫圖形功能，確定選取圖形范圍內管道基礎信息，根據管道基礎信息查詢A5 數據庫管道及上下游所屬井、站、間信息，查詢并統計受穿孔影響的生產信息。

（3）斷電分析功能。依據配電網的拓撲關系分析線路的負載情況及負荷設備分布情況[4]，為線路增容、檢修、故障排除提供依據，確定斷電位置后，快速統計受影響的電力線及采油井（圖4）。依據A4 數據庫圖形功能，確定選取圖形范圍內電力線路信息，根據電力線路信息查詢A5 數據庫電力線路及下游所轄井、站、間信息，查詢并統計受斷電影響的生產信息。

嶺南建筑是嶺南文化的現象和表征，也是嶺南文化的典型載體。“余地三弓紅雨足，蔭天一角綠云深”，余蔭山房外封閉、內開放的空間布局與疏密有致的植物景觀配置高度凝練和濃縮了嶺南建筑的審美特征，充分表現出嶺南建筑“求真而傳神，求實而寫意”的藝術風格[16]，體現了嶺南人崇尚自然真趣的審美趣味。受到嶺南地形和濕熱多雨氣候的影響，余蔭山房以庭院為中心來進行空間圍合，即可巧妙地解決炎熱潮濕的嶺南地區的通風、防曬等問題，又可爭取園內景觀最大化，在庭院中巧妙布置山、石、水池[17]，點綴建筑小品，并與環繞的建筑一起共同形成“滿院綠蔭人跡少，半窗紅日鳥聲多”寧靜而優美的環境。

（4）輔助規劃設計功能。基于可編輯模型庫的輔助規劃設計功能，能夠進行地面站、間全比例三維模型建設，為地面站、間三維設計和工藝優化提供了技術平臺[5]。基于激光掃描及三維建模，制作站內設備模型，建立三維模型數據庫，并采集站內設備空間信息，建立全比例三維站庫模型，實現線上站庫輔助規劃設計功能[6]。

圖3 產量查詢統計功能Fig.3 Output query and statistics function

圖4 斷電分析功能Fig.4 Outage analysis function

圖5 全比例三維站庫模型Fig.5 Full scale 3D station model

（5）建立全比例三維站庫工藝模型。通過建設站庫全比例三維工藝模型，實現了站庫可視化管理[7]，展示地面三維工藝和生產動靜態信息（圖5），為油田生產在三維可視化基礎上實現集中監控提供了技術平臺。

2.1.3 應用效果

自2013 年至今，喇嘛甸油田地面系統數字管理平臺為油田生產管理、信息查詢、統計分析、規劃設計、教學培訓提供了良好的信息支撐，系統適用于各單位業務人員使用。

2.2 喇嘛甸油田耗能設備信息平臺

2.2.1 研發目的

“十三五”期間，技措節能、管理節能深入到各個生產環節，單項措施見到了較好效果，局部綜合治理也取得成效，在生產規模逐年擴大的情況下，需要開發一套耗能設備展示平臺，實現耗能設備的統一管理、節能措施的集中展示[8]，為下一步開展耗能設備的對標、考核，以及節能措施的優化設計、綜合治理提供可靠的數據依據。

2.2.2 功能及研發應用思路

（1）實現耗能站庫信息查詢及能耗曲線匯總分析。實現了對全廠耗能站庫及重點能耗設備的基礎靜態信息、生產動態信息及能耗信息曲線匯總分析的查詢，了解站庫或崗位當前生產及能耗情況，實現能耗設備的精細管理、數據信息的綜合處理，為油田生產指揮、動態查詢、規劃設計等提供了良好的信息支撐。通過查詢機采、集輸、污水、注水、配注系統A5 數據庫數據以及現場普測數據，計算機泵利用率和時率、節能設備利用率和時率、噸液耗電、噸液耗氣、綜合單耗等數據信息，按年/月對動態能耗指標生成運行曲線（圖6）。

（2）節能設備信息的匯總與查詢。對節能設備信息進行收集整理以便于管理，同時了解近年來應用的節能設備的運轉情況。地面系統靜態數據及動態數據均從A5 系統中連接導出，并按月進行數據維護；單井效率數據以普測數據為準，機采系統電量消耗以扣除其他耗電系統后的數據為準。

（3）節能技術、節能攻關報表、能耗監測查詢。對公司監測的實施節能措施的設備的節能效果進行收集、整理、上傳，對測試報告存檔，對節能工作相關信息集中展示，便于工作人員掌握節能技術的應用效果，以及對相應節能信息的查詢與使用。

圖6 能耗曲線分析Fig.6 Energy consumption curve analysis

（4）設備能耗指標綜合排名。通過確定站庫綜合單耗、加熱爐合理率、注水泵單耗等共計7個能耗考核指標參數，對各類站庫綜合能耗、重點能耗設備的指標考核，實現對地面系統各類站庫及重點能耗設備的能耗指標進行排名，橫向對比同類站庫或設備的能耗指標情況，促進管理人員增強節能意識，提高管理水平。

依據從A5 數據庫提取的能耗數據，以及平臺內部嵌套公式，計算設備能耗數值，生成能耗分析圖表（圖7），依據數值進行設備能耗排名。

圖7 單臺設備能耗參數Fig.7 Energy consumption parameters of single equipment

2.2.3 應用效果

2017 年至今，在全廠推廣應用能耗管理平臺，為油田節能數據管理、節能設備管理、站庫能耗分析等提供了基礎數據支撐，實現節能工作的數字化管理，加快了工作效率；及時掌握站庫的耗能趨勢，提高了管理水平；制定了各類站庫的綜合單耗、噸液耗氣、加熱爐合理率、泵水單耗等7個節能指標，實現了重點能耗設備的指標考核，增強節能意識。

2.3 喇嘛甸油田埋地管網技術管理平臺

2.3.1 研發目的

隨著油田管道運行年限的增加，管道發生腐蝕穿孔的次數也逐年增加。為了提高管道完整性管理水平，明確腐蝕穿孔分布規律，直觀、清晰地展示全廠腐蝕穿孔情況[9]，開發了埋地管網技術管理平臺。

2.3.2 功能及研發應用思路

（1）基礎數據整合功能。通過數據抓取功能，定期從A4 系統及A5 系統中抓取并更新數據信息[10]，并根據管道特征的共同信息“管道代碼”進行一一對應，完成了圖形信息與屬性信息的結合，在此基礎上實現了管道圖形 數據的雙向查詢。充分利用A4 系統GIS 數據，實現A5 數據的可視化操作，二者的結合為管道的管理帶來了極大的便利（圖8）。

（2）快速統計分析功能。平臺可通過調取并智能關聯A5 系統數據，實現自動分類、整合、綜合分析，依據預設的參數規則，對查詢數據進行分析，并自動分類、生成圖表。還可對結果進行二次篩選，細化結果內容，針對常用統計數據，建立了相應的固定統計模板，方便常用數據的統計工作（圖9）。

（3）穿孔信息展示功能。實現了直觀展示管道穿孔情況，通過申請在A4 系統添加新圖層，并錄入管道穿孔位置信息，可明確顯示管道腐蝕穿孔趨勢，為管道管理提供便利條件。

（4）管道更換預警功能。根據管道統計分析功能，在后臺統計每條管道長度、投產時間與穿孔累計次數，計算管道運行時間與穿孔率，對比預設參數，篩選出符合條件的管道顯示為預警管道；并可將管道定位到地圖上，減少了人工核實管道更換信息的工作流程，提高了工作效率（圖10）。

圖8 基礎數據整合功能Fig.8 Basic data integration function

圖9 統計分析功能Fig.9 Statistical analysis function

圖10 管道更換預警功能Fig.10 Pipeline replacement warning function

2.3.3 應用效果

2019 年至今，在全廠推廣應用埋地管網技術管理平臺，為油田管道完整性管理提供了強大的數據支持，脫離了人工統計分析，極大地提高了工作效率，主要應用效果如下：①整合A4、A5 系統資源，跨平臺調取并智能關聯數據，實現數據的自動分類、整合、綜合分析；②實現圖形 數據的交互操作，充分利用A4 系統GIS 數據，實現A5 數據的可視化操作；③實現管道穿孔位置錄入及展示，直觀展示管道穿孔情況；④對管道動態、靜態數據進行自動分析，依據預設管道參數，實現管道更換預警。

3 結束語

近年來，第六采油廠穩步推進數字化油氣田建設，通過強化基礎數據管理，深挖數據潛力，實現了節能降耗、優化運行、安全預警等功能的初步應用，但距離全面實現智能化油田建設目標，還有很大差距。為此，應加快喇嘛甸油田的數字化建設，加速技術提檔升級，努力實現安全環保可控、生產運行高效、人力資源挖潛增效、運行成本大幅下降，為油田公司高質量推進二次發展做出新貢獻。