徐 超，成行榮，李耀輝，張俊旭

（1.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000；2.長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

1 數(shù)字化氣田技術的發(fā)展

在互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術和云計算技術發(fā)展過程中，對于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)形態(tài)的影響比較大，融合工業(yè)化和信息化發(fā)展可以促進制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。榆林氣田企業(yè)注重信息化建設，并且將物聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術應用到信息化建設中。榆林氣田按照總規(guī)劃的部署要求，推動信息化與工業(yè)化的深度融合，實現(xiàn)服務生產(chǎn)的創(chuàng)新性。將氣田勘探開發(fā)作為企業(yè)發(fā)展的根本，聯(lián)合發(fā)展效益，推廣應用人工智能技術、云計算技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，全面促進數(shù)字氣田和智慧氣田建設。通過信息技術可以實現(xiàn)商業(yè)模式和管理模式創(chuàng)新，全面提升管理效率和生產(chǎn)率，還有助于降低油氣資源成本，嚴格控制氣田生產(chǎn)的安全性，大力建設高效低碳的能源體系。

數(shù)字化氣田技術是在信息化與工業(yè)化融合管理體系指導下所開展的，聯(lián)合智能化技術和數(shù)字化技術，圍繞榆林氣田的管理特點，深度融合信息技術和生產(chǎn)業(yè)務，發(fā)揮出信息化技術對生產(chǎn)業(yè)務的支持作用，建立生產(chǎn)運行新模式、安全管理新模式、節(jié)能降耗新模式，為氣田安全與環(huán)保運行提供保障。

2 數(shù)字化技術在榆林氣田安全生產(chǎn)中的應用

2.1 數(shù)字化巡檢方式

傳統(tǒng)訓練方式的任務量比較大，工作環(huán)境惡劣，夜間巡線的時間比較長，會相應加大人力成本，危險性比較高。通過應用云計算技術和大數(shù)據(jù)技術，可以建立數(shù)字化管理平臺和設備識別標簽，在生產(chǎn)運營過程中實現(xiàn)遠程控制管理和無人值守管理，對整個生產(chǎn)組織進行優(yōu)化，全面提升巡檢智能化水平。同時可開展標準化和定量化的巡檢工作，全面提升巡檢效率和效益。

榆林氣田井站人員采用數(shù)字化管理平臺制定生產(chǎn)計劃，應用移動終端對現(xiàn)場巡檢點和電子標簽信息進行掃描，同時在移動數(shù)據(jù)終端中存儲巡檢結(jié)果，將巡檢結(jié)果傳輸?shù)骄W(wǎng)絡平臺上。生產(chǎn)調(diào)度人員可以按照上報問題，將不同任務工單發(fā)放給員工，員工需要確認執(zhí)行工單，確保生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域的標準化與規(guī)范化管理。圖1為榆林氣田數(shù)字化管理平臺的工作流程。

圖1 數(shù)字化管理平臺的工作流程

2.2 智能監(jiān)控

（1）管網(wǎng)智能化監(jiān)控：榆林氣田配置管理系統(tǒng)采用集成數(shù)字采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過三維可視化方式查看管線壓力溫度和流量等參數(shù)，同時可繪制實時曲線和歷史曲線，便于業(yè)務人員對管網(wǎng)運行狀態(tài)進行分析。配置管理系統(tǒng)可以統(tǒng)一整合區(qū)塊內(nèi)的管網(wǎng)信息、產(chǎn)量信息和生產(chǎn)調(diào)度信息，將信息提取到一張圖紙上，為后續(xù)輔助決策和指揮調(diào)度提供參考，按照不同層級提供相應的信息。生產(chǎn)管理人員可以通過管理管道生產(chǎn)狀態(tài)，監(jiān)測場站，對場站生產(chǎn)現(xiàn)狀進行合理化調(diào)度，維護生產(chǎn)過程的安全性。

（2）場站智能化控制：在榆林氣田數(shù)字化管理平臺上，應用場站數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、遠程數(shù)據(jù)終端，可以全面展現(xiàn)出場站的生產(chǎn)運行信息。按照中心站作業(yè)區(qū)和氣礦級開展分層管理，同時確保生產(chǎn)人員和管理人員通過交互方式查看生產(chǎn)數(shù)據(jù)。此外，系統(tǒng)可支持遠程監(jiān)控和同步超限報警，提升流數(shù)據(jù)可視化水平、空間數(shù)據(jù)庫可視化水平、虛擬現(xiàn)實可視化，全面提升場站運行的安全性和可靠性。圖2為數(shù)字化平臺監(jiān)控可視化。

圖2 數(shù)字化平臺監(jiān)控可視化

（3）泄漏智能化檢測：管道泄漏監(jiān)測主要是針對泄漏與擴散事故所開展的專業(yè)預警技術，通過三維方式顯示出管道生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管道走向和地理信息；同時可以讀取泄漏監(jiān)測軟件的數(shù)據(jù)庫信息、分析風險等級、優(yōu)化系統(tǒng)監(jiān)測技術和布局；預測預警管道泄漏的擴散范圍；聯(lián)合管道現(xiàn)場工程技術要求，制定相應的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)方案。管道泄漏監(jiān)測技術包括數(shù)據(jù)處理功能、成果計算功能、繪圖功能和報告輸出功能。當前國際上所存在的泄漏檢測方法比較多，且不同方法均具備優(yōu)勢特點，在泄漏檢測之前，按照具體環(huán)境與要求合理選擇泄漏檢測方法。泄漏檢測所常應用的技術包括光纖監(jiān)測技術和次聲波監(jiān)測技術。

3 云計算和大數(shù)據(jù)存儲診斷

云計算平臺屬于新型數(shù)據(jù)存儲平臺，很少應用于管道和場站領域。該平臺的原理在于將數(shù)據(jù)分配到計算機群上，通過互聯(lián)網(wǎng)技術訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)。云計算的存儲量比較大，具備可擴展優(yōu)勢，所以可以計算和存儲氣田場站的設備狀態(tài)信息。傳統(tǒng)管道場站信息主要為物理數(shù)據(jù)，例如流量參數(shù)，溫度參數(shù)和壓力參數(shù)，且數(shù)據(jù)存儲于結(jié)構化查詢語言的數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)字化氣田發(fā)展過程中，可以對視音頻、環(huán)境信息、地理圖片等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并將其作為設備監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要組成。由于監(jiān)測數(shù)據(jù)量不斷增長，當混合其他數(shù)據(jù)時，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將不能進行存儲和處理。

在氣田場站設備中，具備數(shù)據(jù)分析和智能診斷功能。設備狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)比較多，且具備復雜性和多樣性特點，因此在大數(shù)據(jù)背景下無法應用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析算法。由于輸氣管道場站設備比較多，極易產(chǎn)生相互干擾影響，發(fā)生故障問題時，會對其他設備運營造成影響，此時需要通過大數(shù)據(jù)挖掘技術處理設備信息，及時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，對故障設備進行識別。通過故障設備狀態(tài)信息，可以智能判斷和分析故障來源與形式，按照診斷結(jié)果降低故障強度，采取有效措施予以處理。

4 結(jié)束語

氣田數(shù)字化技術可以全面應用智能化技術、信息化技術和自動化技術的優(yōu)勢，有效融合工業(yè)化與信息化，同時將傳統(tǒng)人工巡檢方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑矙z模式，建立管理鏈條、信息傳達與問題處理的閉環(huán)結(jié)構。由于數(shù)字化氣田處于初步發(fā)展階段，在具體應用中還存在較多問題，所以技術人員必須深入研究和分析數(shù)據(jù)傳輸存儲安全操作等內(nèi)容。數(shù)字化氣田場站可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管道管理模式，有助于提升管理效率，促進資源優(yōu)化配置，因此會成為氣田未來發(fā)展的主流。