陸梁油田物聯網實時監控平臺的優化與應用

胡 雅，肖 翔，趙騰飛

（1.中國石油新疆油田公司陸梁油田作業區，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國石油新疆油田公司勘探開發研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

陸梁油田作業區是新疆油田公司自動化規模最大、自動化程度最高的采油生產單位，在遠程監控技術、實時監控應用方面處于全國自動化油田前列。自動化覆蓋率超過了98%，數據采集率達到了95%以上。物聯網的高覆蓋率對監控平臺的故障報警處理能力和數據信息維護能力提出了嚴峻的挑戰。

近年來，監控技術人員通過設計數學邏輯算法實現報警界限的自動設定，在提高故障報警處理能力方面做了部分優化工作[1-2]，但無法解決因修井作業等人為因素導致的無效報警問題。提高信息管理系統的人機交互效率成了提高信息化辦公效率的關鍵點，基于用戶工作需求對軟件功能分布和軟件界面開展優化工作成了提高人機交互效率最直接和最可行的手段[3-4]。

提出針對油田物聯網監控平臺報警處理能力和數據信息維護能力的優化方案，對保障油田生產平穩安全運行，提高油田工作效率等方面具有重要意義。

1 陸梁油田物聯網實時監控平臺系統概況

陸梁油田物聯網實時監控平臺采用SCADA系統，始建于2002年10月。對比監控初期監控油井數為初建時的6倍、計量站數為初建時的5倍，并新增混輸（注水）泵站，監控規模與建設初期相比已經有了質的變化。目前，年處理報警信息十萬余條，維護數據操作萬余井次，隨著油水井及管線設備的老化，報警信息數據以及數據維護量還在不斷攀升，大規模的監控數據給監控平臺的運行帶來了巨大的壓力，對物聯網實時監控平臺的報警處理和信息數據維護開展優化工作成為亟待實施的一項工作。

2 物聯網實時監控平臺的優化

2.1 優化報警處理方式，降低無效報警率

2.1.1 優化前的報警處理方式

監控平臺的報警系統主要通過設置監控數據報警界限的方式進行識別。在生產運行中無效報警率高達62%，無效報警主要有兩方面原因造成：一是報警界限設置不合理，占比60%；二是措施關井的報警處理方式不合理，占比40%。針對報警界限設置不合理的問題，肖翔等[1-2]開展了系統自動設定合理報警界限的研究，并在陸梁油田成功應用。前人尚未開展因措施關井的報警處理方式不合理導致無效報警的優化研究工作，因此將優化報警處理方式作為本次降低無效報警率的工作方向。

措施類關井屬于人為因素導致的正常關井，監控系統監控到數據超出報警界限后自動推送報警信息，監控人員只能通過人工修改單井報警界限的方式來屏蔽無效報警信息的推送。在開井后恢復單井報警界限，維護報警系統的運行。優化前的處理方式無法避免前期的措施關井導致的無效報警，并存在監控人員未及時恢復報警界限導致報警丟失的風險，給生產運行帶來隱患。

2.1.2 優化后的報警處理方式

措施井的關井和開井信息通過DMS系統來進行管理，將DMS系統和管理監控系統的SCADA系統進行關聯，使措施井關井前對針對措施井的報警分析功能進行屏蔽，在措施井開井后解除報警屏蔽。通過將DMS系統和SCAGA系統功能管理的方式，可以完全避免因措施類關井導致的無效報警，也消除了報警丟失的安全隱患。

2.2 整合動靜態數據致同一界面，高效開展故障分析

針對報警信息開展分析工作，主要分析報警是否有效，同時明確有效報警信息的具體故障原因。單井故障分析需要借助的基礎數據包括功圖數據、實時生產數據、歷史生產數據、措施作業數據，優化前以上數據分別在不同的界面查閱操作，如表1所示。

監控平臺設計初期主要需求是滿足各監控數據的采集、存儲和管理的方便，針對不同類別的數據單獨建立了操作管理界面，未充分考慮各類數據的綜合應用需求。

目前，油田物聯網的應用需求從初期數據的采集與存儲向數據的分析和應用轉變。為實現跨平臺快速調用數據，提升故障分析效率，利用物聯網實時監控平臺開發性的特點，將單井操作功能在同一界面進行集成整合，完成了系統功能跨平臺功能調用，靜動態數據同步分析處理，歷史和實時數據同界面展示的功能。

多渠道數據的綜合分析，大幅提升報警分析工作的處理效率和準確性。

2.3 小技巧能量大，優化界面提升工作效率

針對日常工作的需求，從小處著手，應用各種界面優化小技巧來提升工作效率（見表2）。

表2 界面優化小技巧

3 應用效果

通過對油田物聯網實時監控平臺的優化，大幅度地改善了平臺系統的報警準確率，簡化了平臺操作的流程，實現了用戶界面的友好性。具體體現在以下方面：

（1）優化報警操作流程，實現了措施關井0報警，使總體無效報警率降低40%，有效報警發現率提高66%。

（2）單井操作界面集中整合動靜數據后，有效提高了故障分析效率，故障分析時間縮短為原先的10%。

（3）通過顏色標識、高亮顯示、分頁、批處理等優化小技巧的應用，使相關操作時間縮短為優化前的50%。

4 結語

陸梁油田立足油田生產現實需求，利用物聯網實時監控平臺開放性的特點，采取優化報警處理方式、動靜態數據整合展示、應用界面優化小技巧等措施，有效地降低了無效報警率，提高了數據分析及處理能力，滿足了不斷擴大的監控規模對監控平臺的報警信息處理能力和數據信息維護能力的要求。