文虎成，楊天智，黃偉和，張旺寧，鄧攀，田濤，王斌

1.中國石油長慶油田分公司工程監(jiān)督處（陜西西安 710018）

2.中國石油勘探與生產工程監(jiān)督中心（北京 100083）

3.中國石油長慶油田分公司工程技術管理部（陜西西安 710018）

1 長慶油田井下作業(yè)監(jiān)督現狀分析

當前國內大部分油氣田的數字化監(jiān)督管理模式還依托作業(yè)現場視頻監(jiān)控、監(jiān)督現場采集數據計算機錄入、后臺人工統(tǒng)計分析，仍然沒有擺脫固有模式，監(jiān)督履職效果和管理效能還亟待提升[1-4]。長慶油田井下作業(yè)工作量大、作業(yè)類別多，作業(yè)隊伍市場化程度高，安全環(huán)保風險大。近幾年，長慶油田年均作業(yè)井次70 000 余口；油田檢泵、措施、大修、帶壓等10 類作業(yè)；氣田查層補孔、帶壓、更換管柱等8 類作業(yè)，油田作業(yè)隊伍1 300 余支，市場化占比98.5%；氣田作業(yè)隊伍100余支，市場化占比67%，承包商隊伍安全意識淡薄，作業(yè)現場安全環(huán)保隱患多發(fā)頻發(fā)。監(jiān)督人員需求量大，隊伍整體素質不高，監(jiān)督持證率低，長慶油田年均需求井下作業(yè)監(jiān)督1 200 余人，監(jiān)督持證率僅34.1%，履職能力參差不齊，監(jiān)督資料繁多、監(jiān)督工作效率低下，風險隱患識別人為主觀因素較多，工作信息反饋不及時，監(jiān)管部門管理困難。以上因素制約著長慶油田井下作業(yè)高質量發(fā)展，急需建設一套數字化監(jiān)督管理系統(tǒng)，以“科學的方法、嚴格的管理、數字化的手段、技術的創(chuàng)新”全業(yè)務鏈數字化轉型、智能化發(fā)展，推動責任歸位，為長慶油田井下作業(yè)質量、井控、安全、環(huán)保管控提供保障[5]。

2 井下作業(yè)監(jiān)督數字化建設

2.1 數字化建設思路

以國家法律法規(guī)、石油行業(yè)、企業(yè)標準為依據，將QHSE 管理體系、量化監(jiān)督體系和安全生產責任制相結合，將井下作業(yè)監(jiān)督檢查內容標準化、表單化、量化、APP模塊化植入手持終端。通過手持終端實時采集作業(yè)現場監(jiān)督檢查信息，后臺PC端線上檢查、工序資料審核、問題智能分析、風險預警干預、資料自動生成、量化監(jiān)督評估，完成井下作業(yè)監(jiān)督數字化系統(tǒng)建設[6-7]。解決監(jiān)督應到不到、監(jiān)督履職失責、監(jiān)督資料冗繁、風險管控缺位、隱患治理乏力等難題，實現監(jiān)督效能提升、風險關口前移、隱患治理精準、管理責任歸位、安全環(huán)保受控、質量指標提升、數據資源共享，推動井下作業(yè)監(jiān)督數字化轉型和智能化發(fā)展，為長慶油田井下作業(yè)工程風險管控和監(jiān)督管理工作決策提供支持[8-10]。

2.2 數字化系統(tǒng)建設

2.2.1 遵循原則

1）科學性：通過功能實現科學管理理念和先進技術手段緊密結合，進一步適應監(jiān)督業(yè)務管理的發(fā)展需求。

2）系統(tǒng)性：以信息共享為中心建立系統(tǒng)，實現監(jiān)督管理系統(tǒng)統(tǒng)一集成、互聯互通、信息整合、資源共享和業(yè)務協(xié)同功能。

3）標準性：系統(tǒng)設計及提供的信息服務等嚴格遵守油田內部有關標準和技術規(guī)范，嚴格執(zhí)行《安全環(huán)保信息管理系統(tǒng)建設方案》。

4）實用性：按照監(jiān)督管理工作需求進行系統(tǒng)功能開發(fā)，結合現場監(jiān)督及管理工作需要，確保做到抓實、抓細、抓落地。

5）經濟性：在滿足業(yè)務需求的前提下，盡量提高性價比，面向實際，堅持實用、經濟原則。

6）安全性：符合國家、集團公司、油田公司信息安全相關管理制度及文件要求，具有嚴密的安全保護措施，充分應用身份識別、訪問權限控制等措施，保證數據的完整性和安全性。

7）可靠性：保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全運行，提高系統(tǒng)的抗干擾和效率運行能力，避免來自系統(tǒng)內、外的數據流影響，健全備份和自我恢復策略來增強系統(tǒng)的可靠性。

8）易操作性：應用界面友好，操作簡便快捷，易于學習掌握，提供在線幫助。

9）升級簡便性：服務器端軟件可平滑升級，手持終端APP 和PC 端獨立升級，相互不受影響，兼容性強。

10）擴展性：在系統(tǒng)設計時，充分考慮到將來的業(yè)務擴展需要，具有靈活的軟件接口，可隨時加載需求模塊功能。

2.2.2 APP軟件開發(fā)

APP軟件開發(fā)以井號為基礎，以工序為主線，結合問題分級分類、隱患防控預警、風險信息推送，落實直線責任。APP界面由工作臺和個人中心兩部分組成，個人中心包含監(jiān)督個人資料、手模簽名、拉取數據、系統(tǒng)更新等功能。通過后臺管理對監(jiān)督人員登錄信息進行維護，使人員信息和賬號信息建立關聯，監(jiān)督人員身份識別后方可正常進行監(jiān)督檢查數據錄入工作，利用定位模塊鎖定監(jiān)督履職檢查位置。統(tǒng)一規(guī)范井下作業(yè)工序監(jiān)督檢查依據，制定標準化檢查清單，固化監(jiān)督檢查內容，植入手持終端APP，現場監(jiān)督持手持終端按工序流程逐項檢查，信息數據準確采集照片和影像佐證，步步確認，實時上傳，一項檢查內容不全不能提交，一項檢查結果不合格不允許下道工序作業(yè)，問題及時整改反饋，根據系統(tǒng)提示對前置問題進行整改銷項，做到問題閉環(huán)整改銷項管理。監(jiān)督人員對現用管理制度、作業(yè)標準、通知文件、培訓資料、考試考核信息等內容在手持終端實時查看、學習，促進標準、制度落實，提升現場監(jiān)督工作效率和履職效果。

2.2.3 PC端開發(fā)

PC端后臺開發(fā)，以滿足掌握井筒工程生產運行動態(tài)、問題隱患趨勢統(tǒng)計分析、異常預警處置響應、動態(tài)檢索查詢、監(jiān)督相關報表自動生成、監(jiān)督日常管理、培訓需求；標準、制度、文件推送，智能化統(tǒng)計分析、無紙化監(jiān)督辦公等工作需求。系統(tǒng)內設有綜合展示、監(jiān)督檢查、問題舉證、預警響應、監(jiān)督管理、資料生成6 個功能模塊。①綜合展示功能：實時統(tǒng)計井下作業(yè)監(jiān)督工作量、作業(yè)內容、監(jiān)督巡查方式、問題總數、扣款總數、單井發(fā)現問題數等要素，可直接點擊鉆取監(jiān)督發(fā)現問題清單。對施工現場發(fā)現問題數量、等級、分類實時掌握，實時進行問題圖表分析，鉆取發(fā)現問題圖表，將問題按照風險等級和工程分類圖表展示；動態(tài)顯示各單位監(jiān)督發(fā)現問題趨勢，掌握問題風險等級分類和工程分類變化趨勢，并進行對比分析。②監(jiān)督檢查功能：實時查看監(jiān)督現場檢查內容，向用戶提供權限范圍內的工程監(jiān)督任務檢查數據，對照問題照片、視頻驗證監(jiān)督發(fā)現問題的準確性和整改銷項問題的及時性。③問題舉證功能：實現對各類問題明細自動統(tǒng)計、分類、篩選，便于管理人員定向查找和分析，掌握問題發(fā)生頻次和趨勢。自動遴選典型問題，為消減問題的重復性進行動態(tài)提示。④預警響應功能：現場發(fā)現重大問題推送，作業(yè)過程重大異常問題按紅、橙、黃進行等級分類展示，實時推送、預警，通過系統(tǒng)PC 端篩選推送至責任單位相關權限管理人員進行處置。⑤監(jiān)督管理功能：井下作業(yè)監(jiān)督人員基本信息管理；資源庫實時更新，對監(jiān)督人員進行文件通知、制度宣貫、遠程培訓考試；對監(jiān)督管理部門和監(jiān)督人員進行月度、季度、年度考核排名，按照股份公司要求開展監(jiān)督人員履職能力評估工作等。⑥資料生成功能：開工令自動生成及審簽；問題整改通知單、違約扣款單等自動生成；監(jiān)督任務書（監(jiān)督報告）自動生成及審核；日報、周報、月報等基礎報表自動生成等。

2.2.4 智能安全帽和安監(jiān)寶的應用融合

探索實踐智能安全帽與手持終端、井下作業(yè)監(jiān)督數字化系統(tǒng)的融合，實現現場圖像視頻采集、氣體檢測、SOS 呼救、脫帽報警、語音通話等功能。以提升應急監(jiān)督管理為目標，通過智能安全帽精準應急遠程對講指揮、關鍵部位攝錄取證，將作業(yè)場景通過物聯網實時傳輸到監(jiān)督數字化系統(tǒng)，實現在線視頻詳實查看，尤其對關鍵細節(jié)部位全方位、無死角核實，有效補充固定監(jiān)控的不足，實現“平臺+前端”設備一體的監(jiān)督工作模式。針對當前長慶油田井下作業(yè)部分區(qū)域有高含硫等有毒有害氣體問題，為及時準確對井口安全進行風險檢測，及時采取防范措施，作業(yè)井口配置防爆安監(jiān)寶實現對高風險井作業(yè)現場監(jiān)控：當有可燃氣體/O2/CO/H2S 泄漏時觸發(fā)報警、對有明亮的火光出現在監(jiān)控畫面內觸發(fā)報警、對監(jiān)控畫面內出現明顯的煙霧以及混合氣體觸發(fā)報警、對監(jiān)控畫面內出現人員未戴安全帽觸發(fā)報警，信息推送到系統(tǒng)及時警報提示，實時掌握現場動態(tài)，形成“感知、分析、服務、指揮、監(jiān)管”的安全生產管理新模式。

2.2.5 系統(tǒng)與相關業(yè)務系統(tǒng)的集成融合

將長慶油田生產指揮與應急管理系統(tǒng)（OCEM V2.0）的視頻監(jiān)控平臺、A5系統(tǒng)進行對接，對長慶井下作業(yè)安全生產管理控制系統(tǒng)日報表的提取，實現數據資源共享。依托長慶油田“安眼”工程和智能化井下作業(yè)井場監(jiān)控系統(tǒng)，集成作業(yè)現場視頻監(jiān)控、可燃性及有毒有害氣體監(jiān)測、設備載荷讀取等功能。更加快捷高效地對作業(yè)現場進行全方位、全流程的可視化管控，形成“視頻監(jiān)控+移動終端+PC端后臺管理”的“三位一體”監(jiān)督新模式。

3 數字化監(jiān)督實踐應用

3.1 應用情況

系統(tǒng)自全面上線運行以來，將手持終端APP使用、PC 端智能分析和作業(yè)井場視頻監(jiān)控相結合，將井筒工程監(jiān)督數字化系統(tǒng)與量化監(jiān)督體系相融合，動態(tài)對工程監(jiān)督履職量化考核評比,通過“數據湖”信息資源開展監(jiān)督“大數據”分析，制定針對性預防和處置措施，形成生產數據掌控、技術指導、過程監(jiān)督的立體式、一體化井筒工程監(jiān)管新格局。長慶油田1 000 余名井下作業(yè)監(jiān)督全部應用手持終端現場檢查，層級管理人員通過系統(tǒng)PC 端和OCEM 視頻對作業(yè)現場督查管理，監(jiān)督檢查8 萬井次57 萬道工序，查改問題14 萬個，自動生成監(jiān)督檢查資料報告13 萬份。通過監(jiān)督數據回傳-PC 端審核、遠程指導，有力促進了標準、制度落實落地，解決監(jiān)督“查不全、查不細、不會改、改不對”的問題?，F場監(jiān)督“一人一機、人機綁定”，實時記錄監(jiān)督關鍵工序、重點部位檢查軌跡，系統(tǒng)后臺追溯回放，確保作業(yè)現場監(jiān)督應到必到、應查必查、應改必改,實現了監(jiān)督到位率達到100%，問題整改率達到100%，工序覆蓋率達到100%。監(jiān)督現場檢查信息能夠實時快速上傳，較大隱患及異常情況實時推送，各層級管理人員責任得到進一步壓實，問題整改及聯動反應快速精準，風險分級管控和隱患排查治理得到有效落實。建立統(tǒng)一的工程監(jiān)督人員管理信息庫，實時掌握監(jiān)督人員在崗狀態(tài)和相符一致性，審查監(jiān)督人員從業(yè)資格，監(jiān)督人員動態(tài)管理快捷高效，監(jiān)督考核、能力評估更加科學規(guī)范，解決監(jiān)督人員管理難度大的問題，提升監(jiān)督隊伍管理水平，達到強化監(jiān)管、風險受控、降低成本、提質增效的目的。

3.2 單井工序實例分析

以單井檢泵作業(yè)工序為例：從開工驗收開始，起原井管柱、刺洗原井管柱、下泵作業(yè)、裝井口、校對防沖距、試抽、恢復井場原貌、交井等重點監(jiān)督檢查流程必須滿足設計要求，全過程中明確參建方及配屬方工作職責，監(jiān)督流程統(tǒng)一標準化，檢查內容具體，重點突出。檢查項目內容由全作業(yè)流程的80%增加到95%以上；問題隱患及時整改銷項率由85%提升到96%以上，有效解決問題整改滯后、假整改等現象。對作業(yè)現場標準化布置、施工隊伍標準化作業(yè)、監(jiān)督人員規(guī)范化履職視頻追溯管理，避免了“虛假整改”“敷衍整改”“局部整改”等應付整改現象，將安全環(huán)保關口前移，讓“數據多跑路、員工少跑腿”，對現場監(jiān)督和承包商形成強大震懾，形成了“大監(jiān)督”防火墻，提升井下作業(yè)質量安全環(huán)保管控水平。監(jiān)督由“常規(guī)人力監(jiān)督”逐步向“人機融合監(jiān)督”轉變，監(jiān)督檢查信息更加透明化、公開化、剛性化；監(jiān)督由“查問題隱患”逐漸向“重指導培訓”轉變，增強了廉潔風險防控能力，促進了承包商自主管理能力提升?，F場監(jiān)督檢查數據信息直接輸入手持終端并實時上傳，后臺智能統(tǒng)計分析，徹底改變“現場記錄—駐地錄入”模式，解決了現場監(jiān)督資料冗繁的問題。壓實了各方崗位職責，項目工程建設可追溯，對重點工序、關鍵部位影像視頻佐證，使風險隱患得到有效預防和消減。作業(yè)現場問題隱患智能化統(tǒng)計分析，為管理決策和隱患排查治理提供強大支持，井控、質量、安全、環(huán)保管控能力明顯增強，與傳統(tǒng)的監(jiān)督模式相比展現出更強生命力。

4 取得效果及建議

4.1 取得效果

1）監(jiān)督用工數量明顯減少。數字化條件下單人可同時應對多個施工現場和作業(yè)環(huán)節(jié)的監(jiān)管，作業(yè)過程視頻后臺專人監(jiān)控，大幅減少監(jiān)督人員巡查頻次，緩解了專業(yè)監(jiān)督人員緊缺的用工現狀，監(jiān)督人數比原先減少了25%以上，監(jiān)督工序檢查覆蓋率100%。確保作業(yè)現場監(jiān)督應到必到、應查必查、應改必改。

2）監(jiān)督工作效率明顯提升。工程監(jiān)督通過手持終端將檢查內容信息一鍵傳輸，整改通知單、違約扣款單、停工單、監(jiān)督報告、各類報表等資料自動生成，大幅減少監(jiān)督手寫資料和人工統(tǒng)計分析工作量，監(jiān)督資料精準度提升了2%，單井監(jiān)督工時比原先縮減了40%。實現無紙化辦公，監(jiān)督工作效率明顯提升。

3）井下作業(yè)頻次明顯降低。近5 年來，長慶老油田維護平均單井檢泵周期在不斷延長，尤其2019—2021 年年均每井延長30 天；年度單井維護作業(yè)頻次逐年減少。隨著新井逐年增加，井下作業(yè)工作量控制在6 萬余井次，大幅提升了油氣井生命周期。

4）井下作業(yè)安全環(huán)保全面受控。平均單井問題數量明顯減少；重復性問題由2020 年的5.9 萬個下降到2021 年的2.1 萬個，下降率為65%。未發(fā)生一起B(yǎng) 級以上生產安全事故事件，未發(fā)生一起井噴及井控安全責任事故，未發(fā)生一起環(huán)境污染及生態(tài)破壞事件，實現了井下作業(yè)項目工程建設整體安全平穩(wěn)運行。

5）監(jiān)督履職效能顯著提升。監(jiān)督數字化系統(tǒng)實現了“監(jiān)督工作流程化、監(jiān)督流程標準化、監(jiān)督內容表單化、表單內容數字化、業(yè)務管理移動化”，監(jiān)督工作“剛性執(zhí)法、標準統(tǒng)一、量化評價、提效增效”，監(jiān)督人員素質明顯提升，監(jiān)督工作效率顯著提高。

4.2 建議

1）隨著平臺的深度開發(fā)和應用，監(jiān)督隊伍將打破專業(yè)限制，實現“一專多能”。監(jiān)督人員平時減少上井巡查，承包商隊伍重點工序開工前利用手持終端自查自改，并實時上傳信息，監(jiān)督通過系統(tǒng)后臺檢查、審核、監(jiān)控、通訊、查改問題、下發(fā)指令等，對需要驗證的環(huán)節(jié)開展針對性專項現場督察，各級管理部門通過系統(tǒng)開展相關管理工作，進一步提升監(jiān)督工作效率和管理工作效率，實現數字化、智能化井下作業(yè)監(jiān)督新模式。

2）監(jiān)督檢查內容實現標準化選擇項錄入，利用固定式終端，對作業(yè)現場有毒有害氣體溢出、超載荷施工等風險隱患數據進行自動化采集，實時預警。

3）通過數字化手段推進井筒工程監(jiān)督體系化建設，按照井下作業(yè)量化監(jiān)督體系化建設要求，深入完善系統(tǒng)的功能應用，助力長慶油田數字化“大監(jiān)督”體系的構建與發(fā)展。

4）集成和利用成熟的大數據分析工具，定制化開發(fā)井筒工程監(jiān)督大數據分析平臺，通過系統(tǒng)的智能化學習和建模，按照井筒工程監(jiān)督體系化建設需求，對作業(yè)現場問題隱患治理、承包商隊伍管理、監(jiān)督隊伍管理、建設項目風險點控制等方面進行多維度要素分析，輔助大監(jiān)督工作開展。

5）利用智能安全帽和防爆安監(jiān)寶等設備，對高風險井、異常高壓井、高含硫井等在系統(tǒng)后臺遠程監(jiān)控，組織監(jiān)督專家人員應用智能檢測的數據信息，對現場問題隱患及防控措施遠程研判分析，開展技術支撐，為下步作業(yè)提供指導性意見和建議。