油田智能化生產運行管理系統的設計與實現

摘要：石油是我國的重要戰略資源之一當今社會對石油的需求量也在日益增大相關單位必須進一步提高石油生產效益和產品質量。智能化管理是促進中國石油行業發展的核心技術之一在國際能源結構調整的大背景下國內企業也引入了智能化生產運行管理系統為進行優化生產提供了必要條件。

關鍵詞智能化;油田;生產運行管理

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

Design and realization of intelligent production operation managementsystem in oilfield

HUANG Xiaojun

（Dagang Oilfield Information Center， Tianjin 300280， China）

Abstract： Oil is one of my country's important strategic resources， and the demand for oil in today's society is also increasing， requiring relevant units to further improve oil production efficiency and product quality. Intelligent management is one of the core technologies to promote the development of China's petroleum industry. In the context of the adjustment of the international energy structure， domestic enterprises have also introduced intelligent production and operation management systems， creating necessary conditions for optimized production.

Key words： intelligence， oilfield， production operation management

1? 前言

在實際工作中利用智能化生產運行管理系統，是提升油田企業生產效率和經濟效益的主要方式。在節能減排、建設綠色生態城市、能源結構調控的大背景下，傳統生產模式已無法滿足現代化工業的發展需求，必須推出和完善智能化生產運行管理系統，提供更為精細的數字化建設標準，創新生產過程管控流程，優化企業生產系統結構，以促進油田企業健康發展。受現有技術限制，雖然智能化生產運行管理系統和理論上的“智能系統”還有差異，但仍可以在某些方面予以完善，如做好生產基礎設施建設、完善工作流程、制訂長期規劃、建立智能化工作機制等，從而充分發揮智能化生產運行管理系統的作用。基于此，本文著重闡述了智能化生產運行管理系統的特性，并探討了油田智能化生產運行管理系統的現有問題，進而提出了有效的應對策略[1]。

2? 油田智能化生產運行管理的主要內容

2.1? 智能運輸管道

對油田企業而言，運輸管道優化至關重要。為了實現對石油的智能運輸和管控，必須從硬件結構方面著手，如建設數字化管道。數字化管道既能利用計算機虛擬地展示油田狀況，并收集自然資源的相關信息，同時人們可利用智能化平臺對相關信息資源進行分析與探查，為技術發展和生產管理提供相關的業務指導與支持。

（1）構建基本數據庫

為了建立基于空間信息集成的智能化數據庫，并實現檢索、定位、分類、查詢等功能，可以將其與其他信息系統相連接，然后對油田智能化生產運行管理系統進行風險評估、改進與建議，并以可視化技術手段減少模糊信息。這就要求油田智能化生產運行管理系統必須整合地理信息、人文資訊、硬件參數等，從而繪制高精度的生產流程圖。

（2）采集生產參數

為了對油田智能化生產運行管理系統落實仿真調整、優化診斷等工作，必須收集石油輸送管道的節點壓力、電流、溫度控制、閘門等數據，并對其進行分析。數據采集管理系統的可靠性將影響油田智能化生產運行管理系統的工作效率和服務質量，而數據通信的時效性和同步性也決定了油田智能化生產運行管理系統是否能夠順利運行。具體而言，油田智能化生產運行管理系統運行參數一般可以反映石油輸送管道的工作狀況。目前，大多數油田企業都采用 SCADA 管理系統，其在現實應用中已經較為完善，并且使用起來十分方便[2]。

2.2? 主要內容

（1）計算機仿真技術

在實際工作中，由于石油儲量、閘門開關、壓縮機在持續變化，致使油田智能化生產運行管理系統的運行狀態不穩定，因此必須對整個生產流程進行模擬數據分析，使管理者能夠了解油田智能化生產運行管理系統的工作狀況，從而提升其工作效率。當前，計算機仿真技術主要應用于燃氣管網調峰之中，并能夠為油田智能化生產運行管理系統的維護與更新提供幫助，從而形成全新的生產管理模式以及優化生產方法。

（2）系統優化

系統運行優化是根據已有產品體系，在特定資源要求下，按照不同銷售價格和不同使用要求提出的特定配備方案，以保證企業的產出效率。系統運行優化主要分為兩方面：第一，優化數字模型，即把較復雜的生產工程性問題轉換為數學模型;第二，數字模型求解，即對已構建的數字模型進行深入分析，通過相應的求解程序獲得優化方案。

（3）系統硬件問題檢測

在系統硬件問題檢測中，由于各個系統硬件的故障有所不同，因此必須采取多種處理方式：第一，可以根據平衡方法進行判斷，分析系統硬件是否出現問題;第二，可以結合信號處理方式，通過提取故障產生后所形成的數據變化，來判斷故障程度和故障部位;第三，運用數學模型法，如故障模擬濾波器、瞬態模擬、實時建模等方式，通過建立流體運動與管道中流體溫度的數字模型，并結合實際氣壓、溫度、空氣流速等，根據仿真結果以及應用建模技術明確系統硬件的工作狀況[3]。

3? 油田智能化生產運行管理系統設計

3.1? 架構設計

1997年，Sun 公司推出 J2EE 架構，其界定了發表和實施企業級使用的基礎規范，可以用于建立更復雜的、多元化的和分布式的企業級應用領域。 J2EE 架構和信息技術為組件設計模型提供了有力支持，同時提供了一整套設計工具，以便設計模塊化的、可復合的、平臺獨立的各種組件。油田智能化生產運行管理系統采用 J2EE 架構，以 B/S 模式和 Web方式提交所有應用;業務邏輯層采用JAVABean方法，完成所有數據庫系統界面工程設計與業務處理;顯示層采用 JSP 網頁方法，完成所有方案查詢、信息系統流程圖查詢以及申報單設計和申報頁面設計;系統底層應用工作流技術，實現流程自定義和服務消息提醒;將手機短信功能作為消息提醒方式，可以通過 cobra 技術接入手機短信服務模塊的短信推送API，從而進行推送[4] 。

3.2? 功能設計

基于油田智能化生產運行管理系統的實際需要進行數據分析，從功能視角來看，其擁有四大核心子系統，即方案審批子系統、建筑物料信息管理子系統、過程監督信息管理子系統、建筑施工總結信息管理子系統。

（1）方案審批子系統

方案審批子系統為本課題的核心。該部分主要包含制作方案設計報告、方案審核、方案流轉和方案查詢等功能，并在整個設計流程中提供了消息提醒功能。

方案設計報告：采油隊的技術人員和地質研究所的技術人員共同提出維護措施和設計方案，方案設計作者提出并填寫方案名稱、井號、井別、建設目的等基本信息。計劃實施后，用戶即可把完成的計劃文件遞交給指定的審計機構。其中，方案設計用戶需要記錄文件名稱、文件地址以及確定設計文件審核人。

方案審核：在單井評審中，評審者代表由業內專家、學者、管理人員組成，對設計方案進行評審。使用者可以手寫方式直接列出審查建議，并在最后選擇是否將設計方案傳送給其他企業主管進行審查。企業主管提出提議后，立即將設計方案傳送給企業調度部。

方案流轉：為管理區、地質所、工藝所、作業科等提供模型系統，可以在各單元之間自由流動。其中，使用者是各單元的調度管理人員。

消息提醒：貫穿整個方案設計和審核過程，為方案設計人員、審核人員、調度管理人員等提供在線軟件提示與手機短信提示的二重消息提醒機制。不登陸信息系統的情況下，系統及時告知有關工作人員對方案設計出現的問題進行處理。在有問題要求由用戶處理時，消息提醒軟件以發出聲音的方式提示用戶。手機短信提示的實現一般是在操作系統的服務器上設置移動短信模塊，并利用 CORBA 技術調用移動短信模塊中的 API 接口，自主向特定應用發出短信。手機短信的提示頻率、時間限制以及提示策略等都可由系統管理員自主選擇[5]。

方案查詢：提供方案設計的狀態信息、工程設計文件檢索功能。通過方案查詢功能，相關人員能夠迅速查閱方案由哪些單位進行設計和審查。

（2）建筑物料信息管理子系統

施工用料發放管理：采油隊在網上填報領取材料清單，并記錄領料單位、領料人、井號、物料名稱、型號、應收數量等信息;器材場發出材料后，記錄具體發放情況。

井下工具上交管理：在井下作業過程中，提交臨時不用的井下器具時，由采油隊在網上填報和提交材料清單，器材站在受理時記錄具體接收的材料數量;采油隊記錄輸料單、運料人、井號、物料的品名、型號、應送量等信息;器材站記錄實際收料量。

（3）過程監督信息管理子系統

施工進度跟蹤：為作業隊記錄作業日志，并對采油工區進行品質評估。將作業隊記錄的內容分為井號、開始時間、作業工序、工序內容。采油隊的作業監理人員對作業工序的施工品質做出考核。

施工進度查詢：為所有授權用戶提供關于建造完成或正在建造的所有油井的作業時間信息。主要檢索信息內容包括工程井號、作業目的、開始時間、施工設計方案、作業工序、施工質量評定標準等。

（4）建筑施工總結信息管理子系統

施工總結錄入：作業隊在按照原修井方案對油井施工作業后，要錄入施工總結內容，包括作業施工井的基礎信息、井下抽油記錄、井底管注信息、施工過程附件等。

施工總結審核：作業隊在進行施工總結記錄后，由采油大隊、地質研究所的人員查詢施工總結內容，經審查通過后，將施工總結數據存入數據庫。

施工總結查詢：施工匯總信息入庫后，所有授權用戶即可查看施工匯總信息。在查詢條件方面，可以選擇井號、日期等。

3.3? 系統管理

（1）用戶管理及安全認證

用戶管理模塊要提供用戶信息保護、用戶權限保護等功能。其中，用戶管理與安全認證通過 0racleIdentity Management 技術完成。

（2）方案管理

方案管理模塊提供了方案檢索和刪除當前方案的功能。使用者可以井號、設計類別、發起單位等作為檢索條件，查看所有當前或正在申請的方案。在方案檢索的基礎上，為系統管理員提供方案刪除功能。

3.4? 數據庫設計

數據庫涵蓋監測數據分析、應用數據分析等功

能。同時，數據庫擁有兩個管理體系，即應用信息庫管理體系和崗位業務流程數據信息庫管理體系。應用信息庫儲存方案、施工技術物料、項目進度等數據信息;崗位業務流程數據信息庫監控工作流狀態，包括工作業務流程狀態及有關財務狀態。此外，油田智能化生產運行管理系統應用了 Oracle Workflow 技術進行方案審批。因此，數據庫設計的重點是應用信息庫管理系統。

4? 結語

在實際工作中，油田智能化生產運行管理系統起到了非常好的效果，完成了傳統工作模式和信息化工作模式的有效銜接，減少了勞動成本，優化了勞務用工管理，為實現油田企業數字化融合發展做出了貢獻。

參考文獻：

[1] 艾鵬，胡勇.基于物聯網技術在劉官莊油田建設的應用[J].信息與電腦（理論版），2021，33（12）：193?195.

[2] 吳瑤，宋明，弓艷.淺談數字化油田建設[J].中國管理信息化，2018，21（6）：51?52.

[3] 劉冠辰.智慧油田建設與發展研究[ J].中國管理信息化，2020，23（16）：98?99.

[4] 宮柯.油田建設的里程碑[J].石油知識，2021（1）：26?27.

[5] 白海明.數字化油田建設中通信技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2021（2）：24?25.

作者簡介：

黃曉軍（1976—） ，本科，研究方向：信息項目管理、程序開發、系統架構。