生产监控指挥平台在陆梁油田的建设与应用
[王伟① 
, 蔡志强① , 杨开赞② , 刘佳丽③ , 李超峰③ , 梁远明③ ]
, 蔡志强引用本文
王伟, 蔡志强, 杨开赞, 刘佳丽, 李超峰, 梁远明. 生产监控指挥平台在陆梁油田的建设与应用[J]. 录井工程, 2021,32(4): 99-104.
WANG Wei, CAI Zhiqiang, YANG Kaizan, LIU Jiali, LI Chaofeng, LIANG Yuanming. Construction and application of production monitoring and command platform in Luliang Oilfield[J]. Mud Logging Engineering, 2021,32(4): 99-104.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2021.04.018
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WANG Wei, CAI Zhiqiang, YANG Kaizan, LIU Jiali, LI Chaofeng, LIANG Yuanming. Construction and application of production monitoring and command platform in Luliang Oilfield[J]. Mud Logging Engineering, 2021,32(4): 99-104.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2021.04.018
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生产监控指挥平台在陆梁油田的建设与应用
作者简介：王伟 工程师,1987年生,2009年毕业于西安建筑科技大学信息自动化专业,现担任陆梁油田信息站站长。通信地址:834000 新疆克拉玛依市克拉玛依区宝石路256号E座科研办公楼。电话:15999394401。E-mail:wangwei89@petrochina.com.cn
摘要
为保障陆梁油田正常生产,减少作业现场操作重复性及延时性,实现以最少人员管理现代化油田,建立了生产监控指挥平台。平台通过中控大屏对全厂生产运行各类综合信息、生产资源进行集约化管理,基于油区二维GIS导航,围绕陆梁油田生产巡检、承包商管理、应急指挥等业务,以“数据驾驶舱”模式实现油田各类生产运行信息的可视化、全局化展示和跟踪,全方位把控承包商风险,指挥调度承包商作业,快速建立应急指挥环境,搭建数字一体化管理网络。通过平台的建设与应用,实现远程监控生产运行、调度生产资源及快速决策指挥,从而强化承包商风险管控和安全监督管理水平,提高调度应急指挥效率,优化人力资源,提升油气田生产快速高效组织能力。
关键词:
集约化管理; 数据驾驶舱; 生产运行; 承包商管理; 指挥调度
中图分类号:TE132.1
文献标志码:A
Construction and application of production monitoring and command platform in Luliang Oilfield
Abstract
To ensure the regular production of Luliang Oilfield,reduce the repeatability and delay on site,and realize modern oilfield management with a minimum of personnel,a production monitoring and command platform has been established, which conducts intensive management of all kinds of comprehensive information and production resources in the operation of the whole plant through the large screen of the central control. Based on the 2D GIS navigation of the oilfield, focusing on the production inspection, contractor management, emergency command and other businesses of Luliang Oilfield, the data cockpit mode is used to realize the visualization, global display and tracking of various production and operation information of the oilfield, comprehensively control contractor risks,direct and dispatch contractor operation,quickly establish an emergency command environment,and build a digital integrated management network. The construction and application of the platform realize remote monitoring of production operations, dispatch production resources, and rapid decision-making and command, strengthen contractor risk management and safety supervision and management, improve efficiency of dispatching emergency command, optimize human resources, and enhance the ability to quickly and efficiently organize oil and gas field production.
Keyword:
intensive management; data cockpit; production and operation; contractor management; command and dispatch
0 引言
陆梁油田自2001年开发以来, 已经建成了年产200万吨的大油田, 并配套建立了新疆油田第一套国产自动化采油管理控制系统, 这也是油田现代化管理的标志之一, 基本形成了完善的油田“ 采、注、集、输” 及自动化系统, “ 水、电、暖、讯、路” 基本配套, 以科技手段为龙头, 通过油田精细管理实现了以最少的人员管理现代化的油田。
近两年, 面对老区开发递减的不断增大、石油价格的不断动荡、人员降本增效的现实要求, 陆梁油田借助当代信息技术的发展以及大数据、人工智能等新技术的兴起, 通过建立智能化、集约化的管理手段及信息平台, 促进油田朝着智能化的方向发展。生产运行管理作为油田生产的重要组成部分, 是保障油田正常生产的核心, 陆梁油田作业区由于目前物联网建设生产信息可视化较弱, 承包商人员管理、作业监督与风险管控把控难, 日常巡检、生产调度、应急指挥仍然依靠传统电话手段联络沟通, 直观性差、效率低, 给生产运行、日常巡检、生产调度和应急指挥带来极大的不便。因此, 建立作业区层面生产监控指挥平台, 利用移动终端减少作业现场操作重复性及延时性, 充分利用现有中控室和数据资源, 结合现代化信息技术, 建立生产监控中心, 实现远程决策指挥, 解决制约生产运行调度指挥的瓶颈, 迫在眉睫。
1 平台建设整体思路
平台基于油区二维GIS导航, 围绕陆梁油田生产巡检、承包商管理、应急指挥等业务, 开发适合生产现场管理的PC端系统功能, 通过“ 数据驾驶舱” 大屏展示方式实现油田各类生产运行信息的可视化、全局化展示和跟踪, 远程把控承包商风险, 指挥调度承包商作业, 实现承包商风险管控和安全监督管理。开发基于作业区、承包商的移动APP应用功能, 实现任务工单自动推送、作业内容自动提醒、作业审批信息化管理、作业过程实时监控、重点环节在线确认[1]、问题隐患闭环管理, 最终在PC端自动生成工作记录和报表, 打通统推系统及各类自检系统数据接口, 形成生产数据的互通共享, 消除“ 信息孤岛” 。
1.1 生产集约化管理
通过生产监控指挥平台对原油生产、人员车辆定位、承包商、巡检、工单、应急指挥调度的集约化管理, 实现与生产相关工作内容、数据的可视化集成展示与查询功能, 包含生产基本信息、异常井信息、重点措施、工单管理、作业许可、数据化智能分析、管道管理、车辆管理、设备管理、人员信息等应用功能, 移动端包含承包商信息管理、作业管理、施工监督、隐患管理、工单管理、巡检打卡、油区地图、消息中心的主要现场工作内容。
1.2 承包商监督管理
以承包商运维管理业务链为主线, 依托目前数字化转型成果, 融合自动化系统、视频系统、无线通信网络等, 集成承包商队伍、工程名称、施工地点等综合信息, 做到承包商风险远程把控, 承包商作业远程指挥。利用手持终端实现作业许可、过程和作业成果的统一管理, 包括电子工单管理、出入场打卡、施工监督、隐患上报、施工作业流程的控制与管理, 解决承包商安全管理良莠不齐等施工风险。多视角、多维度跟踪承包商作业开展情况, 对承包商安全运行管理进行全面监督和指挥, 建成一套具有监控、运行、指挥、管理功能于一体的承包商管理平台, 实现承包商风险管控和安全监督管理。
1.3 生产运行智能化分析
系统具备智能分析功能, 能够对设备运行参数等生产数据逐项实时分析, 方便管理层及时掌握异常井情况、重点井监控等生产运行情况, 通过实时监控、实时调度, 充分发挥现场人员的作用, 提高异常井的处理效率, 缩短异常井停摆时间[1]。实现移动终端与PC端数据的同步完善, 作业区、信息站通过PC端进行任务工单分派, 现场巡检人员可通过移动端推送最优巡检路线及导航, 减少巡检频次, 在提高工作效率的同时, 形成日常工作分派-执行-实时追踪-及时反馈的闭环管理模式。
2 平台整体架构
通过对陆梁油田多源生产数据的整合, 基于SOA(面向服务架构)数据-服务-应用框架, 面向中控大屏指挥调度开发六项专业业务功能模块(图1), 包括指挥调度大屏整体设计、生产信息可视化、承包商管理、车辆人员轨迹监控、智能巡检、调度指挥应急监控, 共25项子模块。实现远程生产指挥监控, 提高生产调度、应急指挥快速反应的能力、降低员工劳动强度、优化人力资源。
 | 图1 平台整体功能模块 |
系统应用及数据库服务器部署于油田内网, 物理部署上可按照集中式部署方案, 在数据中心部署WEB服务器、应用服务器、数据库服务器和磁盘存储设备[2], 客户端直接通过浏览器访问服务器地址即可使用, 移动端APP通过DMZ区(隔离区)服务器映射相关接口提供Internet服务(图2)。
 | 图2 数据库服务器部署方案 |
3 平台实现主要功能
3.1 指挥调度大屏整体展示
基于BPM(业务流程管理)工具引擎, 配套开发相关工具组件, 实现以井、地面、集输、组织机构等业务对象为基础的一键式信息综合查询与展示, 实现自定义选择所需要查看的内容、一键查询数据成果、数据快速抽取与显示、工艺流程与业务应用系统的实时仿真模拟和生产优化等功能。
通过“ 数据驾驶舱” (图3)展示方式, 对生产、车辆、人员、巡检、工单、承包商等各类信息进行综合、可视化、全局性的跟踪和展示, 实现油田生产远程监控、远程调度指挥。通过充分利用数字化、可视化、智能化技术, 达到降低员工劳动强度、优化人力资源、提高调度指挥效率、提高作业区生产快速高效组织能力的目的。
 | 图3 “ 数据驾驶舱” 主界面 |
3.2 生产信息可视化
平台对接作业区SCADA系统(数据采集与监视控制系统), 采用直方图、曲线图、饼状图等方式, 将油田每日生产关键指标(总井数、开井数、产油、产气、含水、注水等)进行可视化展示, 并在现有SCADA系统基础上优化提升生产预警功能, 实现即时预警、多角度多场景联动预警。最终实现生产数据实时展示、台账信息简要汇总、运行状态及时查询等功能, 建设内容包括原油生产、异常井信息、重点措施、工单管理、作业许可、数据化智能分析、人员信息7项。
按照不同层级, 能够将井、站、线生产信息通过可视化方式展示, 宏观了解作业区生产形势, 实现生产实时数据有效共享与集中化管理展示, 生产管理人员能够及时、方便全面掌握实时生产状况(图4)。
 | 图4 生产信息集中化管理展示 |
3.3 车辆人员轨迹监控
采用二维GIS地图(地表影像)融合道路、井位、场站、管网等信息进行综合展示, 在此基础上将出勤车辆GPS定位在油区地图上进行叠合显示, 实现对车辆、人员的实时定位、轨迹监控[3]。
安装车辆定位远程互动设备, 人员结合移动端APP, 利用地理信息系统底图, 通过GPS或北斗定位采集的坐标展示车辆及人员实时位置, 并对目前所有车辆状态、位置、车速、里程、驾驶员等信息实时展示跟踪, 可通过PC端查看巡检记录。
3.4 承包商管理
建立完整的承包商管理机制, 梳理承包商管理关键环节, 通过信息化手段整合关键环节的各类信息, 实现对辖区内承包商开展的施工作业进度监督, 直观掌握工作进度, 将作业项目名称、施工单位、施工地点、属地单位、进度和存在问题进行可视化监控, 与无纸化办公系统对接, 实现各承包商值班信息通讯录的动态发布, 将值班信息、各单位施工负责人等信息进行发布, 方便快速管理调度。通过对承包商的全流程和电子化管理, 实现承包商全流程信息传递、提示、监督、评价管理, 支持承包商资质、人员信息等查验、审批, 作业申请及派工, 施工监督管理, 隐患管理, 作业区域打卡等(图5)。通过对承包商人员位置、施工类别进行监控, 实现远程把控承包商风险, 指挥调度承包商作业, 进一步提升承包商风险管控和安全监督管理水平。建设内容主要包括承包商合同、人员等资质审批, 作业申请及派工, 物料设备等检查, 现场施工监督, 评价考核。全流程信息通过手机APP传递、提示、监督、控制、评价等。
 | 图5 承包商信息管理 |
3.5 智能巡检
通过监控指挥大屏, 结合GIS及人员、车辆定位信息, 以日常巡检、维修作业过程管理为目标, 从日常巡检、维修作业工作流程入手, 通过PC端和移动端信息交互、共享, 结合现场生产实际的工艺流程以及数字化建设, 实现现场生产数据包括数字化场站和油水井数据中存在的异常生产数据进行快速检索、异常报警、故障分析。从而使工作方式由原来的任务下达, 无监管执行, 转变为系统配单, 电子巡检, APP过程自动记录, 充分利用智能手机、二维码识别技术, 做到整体流程电子留存。
加入维护清单的故障汇总以电子工单形式管理, 按照优先级别排序。通过手机APP根据工单类别、维修人员状态、人员位置等信息进行远程派单, 巡检人员通过APP接收查看工单, 进行巡检路线优化并进行智能导航, 减少重复开车、来回往复处理频次。系统从工单任务下发、接收工单、完成工单、内容反馈全过程进行管控, 对故障类别及故障数据统计进行可视化展示跟踪, 为现场数字化自主维护提供技术指导(图6)。
 | 图6 巡检工单管理流程图 |
3.6 调度指挥应急监控
基于GIS和多窗口场景技术, 为调度指挥提供全面的管理平台, 集成气象信息、值班信息、特车管理、应急预案、应急物资及队伍等信息进行可视化显示及综合查询分析管理功能。通过对各专业数据的整合, 借助平台数据及应用功能调度服务, 快速建立调度指挥环境(图7), 搭建覆盖“ 作业区生产调度-基层站队(采油站)-站库(计量站、配水站)-单井” 的一体化数字管理网络, 通过GIS地图与生产要素的有效结合, 实现油田各类生产要素信息的高度集中, 基于多窗口应急指挥和协同处置, 达到平战结合、联动指挥、辅助决策的目标, 为跨区域、跨部门的应急处置提供支持, 进一步提高生产运行调度指挥工作效率。
 | 图7 调度指挥环境搭建 |
4 应用效果
(1)生产监控平台通过对全厂各类综合信息进行集约化管理, 实现了油田各类生产运行信息的可视化、全局化展示和跟踪, 作业区人机料、生产情况一目了然, 生产实时数据有效共享与集中化管理展示, 生产管理人员能够及时、方便的全面掌握实时生产状况。
(2)通过对承包商人员位置、施工类别进行监控, 实现远程指挥调度、把控承包商风险, 指挥调度现场作业, 实现员工、车辆资源的调度, 重点施工任务的监控, 提升了承包商风险管控和安全监督管理水平, 解决了承包商人员管理、作业监督与风险管控把控难的痛点, 有效提升经营管理精细化水平。
(3)基于智能化算法优化现场巡检人员巡检维修路线, 减少往复巡检次数, 降低劳动强度, 提高巡检维修效率, 利用移动终端减少作业现场操作重复性以及延时性。
(4)通过实时监控、实时调度, 充分发挥现场人员的作用, 提高异常井、异常设备、应急处置的处理效率, 缩短异常井、异常设备的停摆时间, 进一步提高油田生产效益。
目前, 陆梁油田已完成生产监控指挥平台及移动终端应用的开发, 并在整个作业区投入使用。生产动态全面感知, 承包商管控, 电子工单管理、油区巡检导航、应急指挥调度等智能操控成为常态化模式, 基于长链业务流的多任务交互、功能集成、闭环管理模式形成并不断完善。
5 结束语
生产监控指挥平台打破传统管理的瓶颈, 给油田现场作业管理带来了革命性的改变, 应用数字化、移动互联、GIS等先进IT技术带来的生产运行管理场景实现了可视化的资源调配、动态的管理、靠前的指挥、应急预案智能化等科学管理, 从而节约了人力物力, 提高了生产效率。下步将进一步按照数字化生产监控指挥平台优化升级思路对系统进行升级完善, 具有数据可视化、分析智能化、管理高效化的生产监控指挥平台的建设和应用将成为油田智能化发展的关键一环。
编辑 卜丽媛
参考文献
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