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        榆樹林油田智能化建設(shè)思路探討

        2020-09-16 08:45:54
        油氣田地面工程 2020年9期
        關(guān)鍵詞:榆樹油田決策

        大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司

        榆樹林油田屬于特低滲透油田,整體資源品位差,開發(fā)成本高。隨著生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大、開發(fā)成本持續(xù)攀升,在國(guó)際油價(jià)長(zhǎng)期低迷、勞動(dòng)用工日趨緊張等嚴(yán)峻形勢(shì)下,逐漸暴露出精細(xì)生產(chǎn)管理難度大、能耗控制難、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。自2017年開始,榆樹林公司通過(guò)調(diào)研學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新,逐漸摸索出一條適合榆樹林油田特色的低成本數(shù)字化建設(shè)模式。通過(guò)3年建設(shè),2020年將完成全部井、間、站數(shù)字化改造,以及生產(chǎn)管理指揮平臺(tái)、生產(chǎn)網(wǎng)等系統(tǒng)的建設(shè)。數(shù)字化油田建成后,榆樹林公司將進(jìn)一步探索油田智能化建設(shè)的思路和方向,利用數(shù)據(jù)更好地輔助開發(fā)、生產(chǎn)、管理等業(yè)務(wù),保證油田高效益、可持續(xù)發(fā)展。

        1 油田信息化建設(shè)的三個(gè)階段

        油田信息化建設(shè)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智慧油田,對(duì)于智慧油田目前還沒有統(tǒng)一定義或確切概念。按發(fā)展階段,可分為數(shù)字化、智能化、智慧化三個(gè)階段。

        1.1 數(shù)字油田

        數(shù)字油田是以數(shù)字的形式形成油田信息,將油田各系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)采集入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),包括油田開發(fā)中的地下、井筒、地面、管理的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息、圖表及油田內(nèi)外環(huán)境等,經(jīng)采集、錄入、解釋、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、檢索等內(nèi)容組合后,通過(guò)計(jì)算機(jī)、多媒體、可視化、遙感、全球定位等技術(shù),實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,最大限度地優(yōu)化整合油田資源,使用者可簡(jiǎn)潔方便、快速有效、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地獲取油田信息,有序、有效地服務(wù)和滿足油田開發(fā)過(guò)程中各種初步分析需求,指導(dǎo)生產(chǎn)管理工作[1]。

        1.2 智能油田

        智能油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和監(jiān)控等技術(shù),通過(guò)賦予數(shù)據(jù)特定的算法指令,形成自主采集、分析、判斷、規(guī)劃、協(xié)調(diào)、預(yù)警等能力。通過(guò)區(qū)域數(shù)據(jù)分析,形成勘探開發(fā)、生產(chǎn)管理各系統(tǒng)所需決策和流程文件,滿足分系統(tǒng)技術(shù)、管理業(yè)務(wù)需求;通過(guò)整體數(shù)據(jù)分析,進(jìn)行推理、預(yù)測(cè),結(jié)合已開發(fā)過(guò)程實(shí)境和開發(fā)過(guò)程運(yùn)行流程,實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)過(guò)程可控、生產(chǎn)計(jì)劃合理、經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)簡(jiǎn)化、管理流程合規(guī)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警可靠和頂層設(shè)計(jì)優(yōu)化[1]。智能油田是人與設(shè)備的協(xié)調(diào)合作,加強(qiáng)數(shù)據(jù)智能分析,減少人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)油田基本業(yè)務(wù)的自動(dòng)預(yù)測(cè)、自主管控、優(yōu)化決策,構(gòu)建高效、簡(jiǎn)化、和諧的人機(jī)協(xié)作智能系統(tǒng)[2]。

        1.3 智慧油田

        智慧油田是智能油田更高級(jí)的發(fā)展,具備一定的思維特征。智能油田是人賦予數(shù)據(jù)“智”,智能數(shù)據(jù)提升人的思維。而油田智慧化,應(yīng)是在油田開發(fā)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星影像、空間信息技術(shù)、大容量數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)技術(shù)、科學(xué)計(jì)算以及可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)為手段,實(shí)現(xiàn)綜合、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、協(xié)同、預(yù)警、管控、決策等功能,體現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)思維分析、自動(dòng)最佳優(yōu)化資源配置、自動(dòng)科學(xué)決策,達(dá)到開發(fā)效果最佳化、經(jīng)濟(jì)效益最大化、安全環(huán)??茖W(xué)化的目標(biāo)[1]。

        從數(shù)字化到智能化,再到智慧化,是信息不斷豐富、健全和深入應(yīng)用的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程是連續(xù)的、重疊的、迭代精進(jìn)的,沒有明確界限的、不可分割的。

        2 油田智能化建設(shè)

        榆樹林公司“十三五”期間信息化取得重要進(jìn)展,2020年將完成全部井、間、站數(shù)字化改造,以及生產(chǎn)管理指揮平臺(tái)、生產(chǎn)網(wǎng)等系統(tǒng)的建設(shè),油井實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,取消人工巡井,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停控制;各類間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和無(wú)人值守模式;各類站場(chǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控、全崗合一,采用“聽令操作+定時(shí)巡檢”工作方式;生產(chǎn)管理指揮平臺(tái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、居中調(diào)度、運(yùn)行監(jiān)督監(jiān)視和應(yīng)急事件指揮功能。形成了“公司-作業(yè)區(qū)-站-間-井”數(shù)字化建管模式。數(shù)據(jù)采集層建設(shè)已基本完備,形成了智能油田建設(shè)基礎(chǔ)。

        2.1 總體思路

        基于油田公司的信息化建設(shè)戰(zhàn)略目標(biāo)及定位,榆樹林油田開展了信息化建設(shè)整體規(guī)劃工作,以油田開發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)為核心,整體規(guī)劃,分期實(shí)施,以形成油田開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理一體化智能應(yīng)用系統(tǒng)為目標(biāo),搭建智能油藏開發(fā)、智能生產(chǎn)管理、智能經(jīng)營(yíng)管理、綜合研究等核心應(yīng)用子系統(tǒng)。通過(guò)業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián),形成全公司業(yè)務(wù)流程網(wǎng)絡(luò)和一體化協(xié)同環(huán)境[3]。在橫向上實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)間互聯(lián)互通,模塊功能公用共享;在縱向上實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)的信息集成整合,協(xié)同應(yīng)用。通過(guò)管理轉(zhuǎn)變和流程優(yōu)化,建立全面感知、自動(dòng)分析、自主管控、智能預(yù)測(cè)、優(yōu)化決策的智能油田體系[4]。

        智能化總體框架主要分為生產(chǎn)數(shù)據(jù)層、資源管理層、綜合應(yīng)用層[5](圖1)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)層和資源管理層是智能建設(shè)海量數(shù)據(jù)來(lái)源,是實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)。智能化的關(guān)鍵在于夯實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和綜合應(yīng)用功能開發(fā)。

        2.2 智能化關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)建設(shè)思路

        2.2.1 夯實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

        對(duì)石油行業(yè)來(lái)說(shuō),對(duì)油氣資源的認(rèn)識(shí)和掌握主要通過(guò)大量的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用,可以提高決策的準(zhǔn)確性和全面性,實(shí)現(xiàn)新的油氣增產(chǎn)[6]。

        圖1 油田智能化總體建設(shè)框架Fig.1 Overall framework of oilfield intelligent construction

        完善自有數(shù)據(jù)庫(kù)和依托油田公司“云平臺(tái)”等數(shù)據(jù)共享、計(jì)算、應(yīng)用平臺(tái),集成和共享各層級(jí)勘探開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù),涵蓋源點(diǎn)數(shù)據(jù)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類高效管理。通過(guò)梳理地質(zhì)、工藝、管理相關(guān)業(yè)務(wù)流程,為各節(jié)點(diǎn)技術(shù)、管理人員主動(dòng)推送所需數(shù)據(jù),促進(jìn)勘探開發(fā)研究業(yè)務(wù)的高效運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際需求和數(shù)據(jù)管理流程,建設(shè)完善數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)質(zhì)控系統(tǒng),主要建設(shè)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)應(yīng)用庫(kù)、數(shù)據(jù)應(yīng)用庫(kù)與源頭數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)接和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

        2.2.2 智能化油藏開發(fā)

        (1)開發(fā)技術(shù)及業(yè)務(wù)流程智能優(yōu)化。榆樹林公司擁有較好的油藏分析能力,并采用了多種專業(yè)分析軟件,但由于軟件多且相互獨(dú)立,帶來(lái)較大的數(shù)據(jù)提取工作量。目前油藏分析工作流程較多,分析工作由不同的人員和單位進(jìn)行,缺少統(tǒng)一的管理平臺(tái)存儲(chǔ)相關(guān)分析數(shù)據(jù)和結(jié)果,資料數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)和工作流程基本無(wú)系統(tǒng)支撐。

        通過(guò)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化并建立系統(tǒng)支持,形成油藏分析模型指導(dǎo)油氣開發(fā)生產(chǎn),開發(fā)生產(chǎn)調(diào)整優(yōu)化并反饋油藏分析數(shù)據(jù)的閉環(huán)管理流程,持續(xù)優(yōu)化分析模型,提升預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度及管理精細(xì)度。建設(shè)重點(diǎn)是油藏全生命周期數(shù)據(jù)管理和閉環(huán)管理業(yè)務(wù)流程的建立和優(yōu)化[7]。

        (2)決策評(píng)價(jià)系統(tǒng)智能優(yōu)化。按照開發(fā)業(yè)務(wù)主要流程,逐一研究開發(fā)部署、建設(shè)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的主要決策業(yè)務(wù),以及每項(xiàng)決策業(yè)務(wù)的決策點(diǎn)及所需的數(shù)據(jù)、資料及應(yīng)用方式。在研究過(guò)程中與數(shù)據(jù)建設(shè)結(jié)合,優(yōu)化數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容與決策業(yè)務(wù)模型。主要建設(shè)內(nèi)容包括開發(fā)方案輔助決策、開發(fā)井位論證輔助決策、老井挖潛輔助決策和成果管理。

        2.2.3 智能化生產(chǎn)管理

        通過(guò)對(duì)地面生產(chǎn)工藝和設(shè)備設(shè)施的監(jiān)測(cè)、控制、動(dòng)態(tài)分析、調(diào)整優(yōu)化、預(yù)測(cè)預(yù)警、維修維護(hù)等工作,最優(yōu)化生產(chǎn)能力,加強(qiáng)能源管控,更加經(jīng)濟(jì)高效地滿足油藏開發(fā)和生產(chǎn)管理要求[8]。完善和提升生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制能力,使管理和技術(shù)人員及時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài),并科學(xué)分析工藝過(guò)程存在的問(wèn)題和改善潛力,提高生產(chǎn)效益?;谔崛〉默F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)參數(shù),分析生產(chǎn)工藝過(guò)程和設(shè)備狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常趨勢(shì)和優(yōu)化機(jī)會(huì),減少意外損失[9]。

        2.2.4 智能安全環(huán)保管理

        安全環(huán)保工作涉及面廣、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)多,常與其它業(yè)務(wù)交叉進(jìn)行,需形成危險(xiǎn)源(污染源)監(jiān)控、流程監(jiān)控、自動(dòng)預(yù)警、施工評(píng)估、事故追蹤評(píng)價(jià)、應(yīng)急預(yù)案智能自動(dòng)啟動(dòng)等功能。具體包括預(yù)案、施工前評(píng)估、施工后評(píng)價(jià),工作過(guò)程監(jiān)管和控制,安全隱患自動(dòng)排查,安全環(huán)保項(xiàng)目管理,事故評(píng)價(jià)追蹤和警示教育,違章違規(guī)自動(dòng)識(shí)別、預(yù)警,安全評(píng)比考核等方面[10]。

        2.2.5 智能化經(jīng)營(yíng)管理

        以經(jīng)營(yíng)管理核心業(yè)務(wù)流程為主線,涵蓋財(cái)務(wù)成本、項(xiàng)目投資、科技創(chuàng)新、招投標(biāo)、合同、物資供應(yīng)、人力資源、經(jīng)營(yíng)考核等業(yè)務(wù),通過(guò)跨專業(yè)業(yè)務(wù)流程信息化,與ERP系統(tǒng)集成,建立經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng),全面支持從管理部門到基層單位的多層面協(xié)同應(yīng)用,形成業(yè)務(wù)互補(bǔ)、功能聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)共享的有機(jī)整體,建立起完整的信息鏈貫穿全部經(jīng)營(yíng)活動(dòng),實(shí)現(xiàn)“精細(xì)管理、高效運(yùn)行、科學(xué)經(jīng)營(yíng)”。

        2.2.6 綜合應(yīng)用研究

        利用源頭采集數(shù)據(jù),為管理和專業(yè)技術(shù)人員搭建綜合運(yùn)用信息、現(xiàn)場(chǎng)討論、動(dòng)態(tài)調(diào)整、實(shí)時(shí)決策的勘探開發(fā)決策支持環(huán)境,研發(fā)推廣多屏圖形展示、圖件關(guān)聯(lián)查詢、專家知識(shí)案例庫(kù)、單井信息集成等功能,輔助完成綜合評(píng)價(jià)、產(chǎn)能建設(shè)、方案論證、措施優(yōu)化等業(yè)務(wù)輔助決策。

        表1 智能化建設(shè)主要工作量及時(shí)間安排Tab.1 Main workload and the schedule of intelligent construction

        2.3 主要工作

        根據(jù)智能化建設(shè)思路,確定智能油田建設(shè)的重點(diǎn)業(yè)務(wù)和主體項(xiàng)目,總體規(guī)劃,分期實(shí)施,主要工作及時(shí)間安排見表1。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        智能化建設(shè)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全面和運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化,提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策水平;可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)把握,提高精細(xì)化管理水平;可優(yōu)化組織機(jī)構(gòu)和管理流程,降本增效;可提升安全環(huán)保和能源管控。

        榆樹林油田是典型的低效益油田。開展智能化建設(shè),可實(shí)現(xiàn)組織機(jī)構(gòu)扁平化、崗位設(shè)置集約化、生產(chǎn)管理專業(yè)化、綜合研究協(xié)同化、業(yè)務(wù)流程高效化。油田智能化改造后,通過(guò)優(yōu)化整合,管理層級(jí)可由五級(jí)降為四級(jí);崗位可集成簡(jiǎn)化為原數(shù)量的50%;原分散的技術(shù)管理人員可集中在研究中心、指揮中心等崗位,提升數(shù)據(jù)分析、決策論證水平。該油田5年內(nèi)退休員工約200人,數(shù)字化和智能化建成后組織機(jī)構(gòu)優(yōu)化、崗位集約,預(yù)計(jì)可減少用工300人,滿足5年以上人員退休遞減情況下的用工需求。

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