油田数字化运行模式转型升级研究

油田数字化运行模式转型升级研究

姜楠

大庆油田信息技术公司规划设计中心  黑龙江省大庆市 163453

摘要：云计算、大数据等新信息技术，随着物联网和人工智能的快速发展，以及各国政府对数字化转型的大力支持和政策支持，旨在关注整个社会的当前发展和建设，许多油田公司将开始研究和实践数字化转型。

关键词：油田；数字化运行模式；转型升级

引言

随着油田数字化建设的推进，运营模式也在转型升级。为了实现向智能油田阶段的顺利过渡，需要积累大量研究、开发和创新的基础数据。根据目前数字化建设的经验和管理运作的转型适应期，我们构建了以技术为基础、以管理为驱动的数字化生态系统，将转型分为三个阶段：一是转型为数字油田，安装数字设备，通过单网络技术收集生产资料和视频图像提高数据管理能力，构建数字生态体系框架，二是实现向智能油田转型、参数自动调整和故障诊断，然后升级生产管理模式，推动转型，扩大数字生态体系的功能覆盖范围，三是向智能油田转型、生产、运营、连接决策、运营等各个领域，具备自学、自主决策、故障自动处理、智能生产调整能力。通过三阶段转型升级，构建完整的油田数字生态系统，实现传统运营模式向数字运营模式的平稳过渡，有可能促进深度学习、专家数据库等技术的发展。同时，为未来将尖端技术纳入生产管理、运营等领域的数字化建设提供了稳定的环境。

1存在问题

长期以来，在油田信息化发展过程中，研发、生产、运营等企业不断根据自己的需求构建自己的信息系统和软件应用程序。这些“烟囱式”系统部分解决了工作中的痛点和难题，但由于数据的相互独立性，信息无法共享，公司无法沟通，越来越成为阻碍油田数字化转型的瓶颈。一是在数据管理方面，由于缺乏综合规划，数据的重复收集和分散存储使得数据资源管理、分析和服务难以满足快速变化的业务需求。二是从技术支持的角度来看，IT和存储能力不足，公司的网络性能和带宽无法满足高清视频流、大数据分析和远程协作等桌面要求。三是对于业务应用程序，现有业务流、管理流和监督流之间存在差异。网站上的信息覆盖范围不完整，自动化控制水平不高。传统的垂直井应用系统存在贸易壁垒和信息瓶颈，无法支持“大活动、大监控、大研究”等发展态势的要求。四是从人才的角度来看，信息劳动力结构不合理，数据管理、软件开发能力强，自主操作和维护以及网络安全管理不足。

2油田数字化运行模式转型升级策略

2.1应用核心技术打牢数字化转型基础

2.1.1物联网技术.

在完成主控和仓库网络铺设的前提下，配置工业数控、视频监控等系统，在终端生产设备设施设置数字仪表和可视化监控设备，使用RS485、RS232等协议。ZigBee根据生产现场的客观条件进行数据传输，可以选择4C/5C或L0RA等网络形式。无线电桥接入数据库，实现生产数据的实时监控和图像监控、报警联动调度指令、远程控制等功能。

2.1.2大数据分析

随着油气产品网络系统的建设和使用，产生了大量的实时数据，给传统的数据管理模式带来了巨大的冲击。因此，我们需要应用大数据分析技术来优化收集、存储、管理和应用程序的过程，设置时间节点，整合和过滤数据，使其具有代表性和可比较性。同时，大量实时数据是智能分析、自动识别、深度学习和云计算技术的基础，是油田向智能化转型的技术支撑。

2.2提升数字化保障能力

数字化转型是一门新的系统工程。油田坚持把组织能力、技术能力、安全能力建设作为数字化转型的重要保障。第一，在组织建设方面。整合油田信息化力量，建立信息中心，畅通人才培养渠道，与电信运营商和互联网技术公司建立战略伙伴关系，组建常设专家支持团队，建立统一的领导、明确高效的数字转型组织体系、形成需要定向的业务部门、信息部门的统一组织、各部门的实施和推广。特别是大数据管理部门的建立，有效地促进了数据操作、大数据分析和挖掘。二是解决关键技术问题。坚持一张蓝图，通过自主研发、联合研发、引进等方式，促进先进信息技术与传统油田业务的融合创新，致力于数据湖、人工智能、5G工业互联网等新技术的研发，并加强数据技术的研发为油田数字化转型提供强有力的技术支持。第三，在网络安全方面。坚持人防与技术防并重，筑起“一个中心、三层防护”纵深防线，构建“横向区划、纵向分层”的工控网络安全防护体系，不断加强平台、系统、数据等方面的安全管理，强调攻防结合平时和战时经常进行实际攻防，不断提高网络内部安全。

2.3部署数字化子系统为转型提供技术支持

2.3.1数据采集子系统

数据采集子系统应包括终端数据采集和传输、帐户报告的自动生成、后台数据预处理和审计。使用仪器收集生产数据，避免手动记录报告。在油田数字化运营模式下，数据采集子系统配置涵盖生产、运营、安全管理领域，具有三大特点：一是增加了数据量。在传统模式下，基础数据采集通常是每天、10天、每月进行，而在数字模式下，每小时、每分钟都可以进行，其次，在提高数据质量、增加数据量的基础上，配置相应的数据管理系统，通过过滤、优化等处理方法对数据进行管理。在建模数据并绘制分析曲线时，可以提供更真实、更密集的数据。三是减少人工操作，审核和过滤数据，自动生成报表和帐簿，减少油田开发、生产和运营管理等领域各种管理系统的堆放和保护。

2.3.2网络传输子系统

网络传输子系统包括硬件上的交换机、光纤线路等设备设施，光纤、4G/5C、无线电桥等网络传输形式，企业网络、局域网、无线专用网等隔离手段应包括技术和管理上的网络安全维护方法。油田企业数据具有完整性和保密性的特点，不受限制、不受保护的措施在互联网传输和流通中构成了重大的网络安全风险。在油田数字化运营模式中，数据传输和指令发布需要安全顺畅的网络环境，因此引入网络传输子系统至关重要。

2.4技术创新保障转型向可持续发展

2.4.1参数自动调控

以数量最多的游梁式抽油机为例，各生产单元具有多层参数控制。设备运行状态主要反映在电气参数和能效上。装置的升程高度、工作频率、工作时间和其他相关参数可以手动调节和控制。在大数据和云计算框架下，完善专家数据库建设，以大量生产数据和生产条件为模型，实现抽油机运行频率的自动调整和运行时间的合理控制，达到节能降耗、稳产的效果。

2.4.2故障自动判断

数字化全面建设后，生产数据主要来自仪器末端。仪器的正常工作状态决定了数据的准确性、一致性和稳定性，进而决定了数据分析的模式判断结果。因此，自动故障诊断应参考电气参数、信号传输和生产数据曲线，最后可及时检测异常的设备运行条件和生产条件。

结束语

油田企业是数字过渡的需要者和推动者。江汉油田开展的数字转型实践已经取得成效，而数字转型是油田业务全面整合、转型、优化、重构的过程，需要不断探索和迭代。它需要从思维理念、技术结构、流程优化、整合应用、人才培养等方面来完成。下一步，油田将按照“数据+平台+应用”建设模式，根据各单位基础、阶段、水平的差异，构建推进科学、灵活、准确数字化转型的机制和政策体系，坚持加强数据管理、平台使用、应用探索构建以数据集为核心、以云平台为支撑、以智能应用为关键的微服务为特色的智能气田可靠环境体系，构建油气藏动态管理、勘探开发联合研究、HSSE、设备管理、以及促进生产和运营优化进入数字化时代。

参考文献

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