海洋石油工程的信息化及發(fā)展趨勢(shì)

中國海洋石油總公司工程建設(shè)部綜合處

海洋石油工程的信息化及發(fā)展趨勢(shì)

崔毅中國海洋石油總公司工程建設(shè)部綜合處

隨著計(jì)算機(jī)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)在海洋油田管理和勘探開發(fā)中逐步得到應(yīng)用。“數(shù)字海油”是采用虛擬化技術(shù)，建立海上油田真實(shí)模擬，建立工程設(shè)施資料與模型的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電子化管理，直觀展示海洋油田設(shè)施和設(shè)備實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，保證海洋油田勘探和開發(fā)過程的高效率和低成本。海上石油開采和集輸?shù)臄?shù)字化信息化平臺(tái)建設(shè)是世界各國正在研發(fā)的項(xiàng)目，其功能主要是依據(jù)海上集輸?shù)默F(xiàn)狀，以信息收集層、信息存儲(chǔ)層、集輸調(diào)度層和服務(wù)管理層等四個(gè)層次的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)海上油田集輸平臺(tái)的數(shù)字化。

海洋石油；數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接；ERP；管理

隨著計(jì)算機(jī)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)在海洋油田管理和勘探開發(fā)中逐步得到應(yīng)用。從技術(shù)發(fā)展的前景來看，工程信息化系統(tǒng)將是海洋油田勘探開發(fā)和管理中重要的系統(tǒng)工程。從實(shí)踐中可以看到，工程信息化系統(tǒng)能提升海洋油田的現(xiàn)代化管理水平，增強(qiáng)海洋油田企業(yè)的綜合實(shí)力，信息化系統(tǒng)有助于海洋石油企業(yè)建設(shè)與發(fā)展[1]。

1 信息化的應(yīng)用

1.1 自動(dòng)采集數(shù)據(jù)

很多海洋石油大公司在石油的勘探開發(fā)、油井及平臺(tái)的建設(shè)管理、海上石油的輸送等方面都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，即時(shí)矯正數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。利用網(wǎng)絡(luò)將公司內(nèi)各部門連接起來，可以將數(shù)據(jù)共享于其他分公司。為保證數(shù)據(jù)的可靠，這些海洋石油公司對(duì)信息的實(shí)時(shí)性、標(biāo)準(zhǔn)化要求嚴(yán)格[2]。

1.2 多專業(yè)人才共同聯(lián)合決策

海洋油田勘探開發(fā)管理系統(tǒng)不僅需要信息技術(shù)方面人才，也需要電氣、機(jī)械、安全、海洋地質(zhì)、企業(yè)管理等方面的人才，把所有相關(guān)專業(yè)的人才集中到一起，集中各專業(yè)的知識(shí)，集思廣益，充分發(fā)揮各方面專業(yè)人才的聰明智慧，才能提出科學(xué)合理的決策，建設(shè)一個(gè)實(shí)用、有效的信息化管理系統(tǒng)[3]。

1.3 普及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接

國際大型海洋石油公司都建立了自己的專用網(wǎng)絡(luò)，一方面在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；另一方面實(shí)現(xiàn)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)與外部Internet網(wǎng)絡(luò)的連接[4]。利用網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)建造一個(gè)擁有實(shí)時(shí)的綜合性的大型數(shù)據(jù)庫，可為海洋石油企業(yè)的優(yōu)化生產(chǎn)、物流管理、安全管理提供全方位的數(shù)據(jù)支持。

1.4 采用ERP實(shí)現(xiàn)高效管理

ERP系統(tǒng)在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，以科學(xué)化和系統(tǒng)化的管理模式，為員工及決策層提供生產(chǎn)運(yùn)行手段和決策依據(jù)。利用ERP系統(tǒng)對(duì)海洋油田勘探開發(fā)進(jìn)行管理，可以從供應(yīng)鏈上管理海洋油田勘探開發(fā)中的物資采購、物流配置。

2 信息化發(fā)展的現(xiàn)狀

在國內(nèi)海洋石油信息化發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位的是中國海洋石油總公司（以下簡(jiǎn)稱中海油）。中海油要求下屬企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、完善數(shù)據(jù)的管理體系。中海油通過實(shí)施工程信息化建設(shè)，有效提高了公司海洋油田勘探開發(fā)管理的工作效率與質(zhì)量。自2009年啟動(dòng)工程設(shè)施數(shù)字化項(xiàng)目（EDIS）建設(shè)以來，共完成33座油井平臺(tái)數(shù)字化和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的建設(shè)；2012年還啟動(dòng)了“綏中36-1”整裝油田數(shù)字化的建設(shè)。

綏中36—1油田是在我國近海海域發(fā)現(xiàn)的最大海上油田，采用“全海式”生產(chǎn)模式，即石油開采、油井勘探、原油的氣水分離、原油的儲(chǔ)運(yùn)全部在海上進(jìn)行。綏中36—1油田是我國油田信息化建設(shè)的“數(shù)字油田”試點(diǎn)。目標(biāo)是以油田的開采、油氣水分離、儲(chǔ)運(yùn)等工序整裝數(shù)字化為標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)油田設(shè)施設(shè)備的全面數(shù)字化控制和管理，包括新建油井設(shè)施、在役的油井設(shè)施、油井的水下管纜、陸地終端鏈接的整套控制、管理系統(tǒng)的數(shù)字化。該工程信息化的特點(diǎn)是以生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)為導(dǎo)向，將工程數(shù)字化與設(shè)備、設(shè)施的完整性管理有機(jī)結(jié)合起來；該數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以與其他生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，為海油工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安全環(huán)保等業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)字海油推動(dòng)海油管理現(xiàn)代化

“數(shù)字海油”是采用虛擬化技術(shù)，建立海上油田真實(shí)模擬，建立工程設(shè)施資料與模型的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電子化管理，直觀展示海洋油田設(shè)施和設(shè)備實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，保證海洋油田勘探和開發(fā)過程的高效率和低成本。

在2012年6月舉辦的中國（北京）國際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)上，“海上智慧油田”作為“數(shù)字海油”建設(shè)中推廣應(yīng)用的典型代表，成為會(huì)場(chǎng)各方關(guān)注的焦點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)海上通訊的信息暢通，就要建立起信息傳輸?shù)摹案咚俟贰薄ａ槍?duì)海洋石油開采環(huán)境，組織國內(nèi)具有先進(jìn)信息傳輸技術(shù)的供應(yīng)商共同研發(fā)，實(shí)現(xiàn)小型化的TD-SCDMA專網(wǎng)系統(tǒng)，大大提高了海上平臺(tái)之間和陸地的數(shù)據(jù)傳輸效率，以最經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)了海上平臺(tái)組網(wǎng)、平臺(tái)內(nèi)能最大限度地利用現(xiàn)有傳輸線路。

3.2 超遠(yuǎn)距離海陸微波通信

目前，全球海洋油田外部通信主要依賴衛(wèi)星通信。隨著海上油田業(yè)務(wù)的不斷拓展，海洋油田勘探開發(fā)管理對(duì)通訊的依賴也不斷增強(qiáng)，需建立海上與陸地之間的高速無線通信系統(tǒng)，提升海上與陸地之間的通訊數(shù)據(jù)傳輸速率。

2012年4月，中海油信息科技有限公司深圳分公司設(shè)計(jì)的超遠(yuǎn)距離海陸微波通信系統(tǒng)在南海東部開始試運(yùn)行。海陸微波通信的試驗(yàn)地點(diǎn)選在廣東珠海北尖島與惠州海上油田，這兩地直線距離相隔117公里。經(jīng)過一個(gè)月的反復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)3.2MB/s，達(dá)到30M的帶寬，解決了衛(wèi)星通信傳輸率較低、帶寬較窄等技術(shù)難題。

3.3 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)

海洋油田勘探開發(fā)工作往往環(huán)境很惡劣，海浪、雷擊、臺(tái)風(fēng)、地震等災(zāi)害隨時(shí)發(fā)生，解決這個(gè)難題可依托GPRS/GSM傳輸系統(tǒng)。海洋油田油井?dāng)?shù)據(jù)GPRS傳輸系統(tǒng)主要由三部分組成。

（1）油井信息收集終端。油井信息收集終端可把現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的井泵載荷、電機(jī)電流、井口溫度、井底流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過RS485串口傳送給GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元。通過移動(dòng)通信公司的專用油田通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸，以滿足偏遠(yuǎn)地方的接入需求。

（2）GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元。用GPRS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議可將終端采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。

（3）數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。監(jiān)控各采集終端數(shù)據(jù)情況，在出現(xiàn)異常采集時(shí)及時(shí)告警；還負(fù)責(zé)對(duì)采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、效驗(yàn)、清洗。

3.4 數(shù)字化信息化平臺(tái)建設(shè)

海上石油開采和集輸?shù)臄?shù)字化信息化平臺(tái)建設(shè)是世界各國正在研發(fā)的項(xiàng)目。其功能主要是依據(jù)海上集輸?shù)默F(xiàn)狀，以信息收集層、信息存儲(chǔ)層、集輸調(diào)度層和服務(wù)管理層等四個(gè)層次的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)海上油田集輸平臺(tái)的數(shù)字化。

（1）信息收集層。傳感器將海上油井和各集輸站采集的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至各子站，通過數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，將各子站匯總到信息存儲(chǔ)層；該過程中同時(shí)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、效驗(yàn)，以保證入庫數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（2）信息存儲(chǔ)層。采用高效、穩(wěn)定的Microsoft SQLServer軟件，建立平臺(tái)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，一般包含了若干個(gè)數(shù)據(jù)庫，如測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)庫、壓縮機(jī)群數(shù)據(jù)庫等，各數(shù)據(jù)庫之間可以實(shí)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)、信息共享，形成集輸調(diào)度層可以使用的數(shù)據(jù)倉庫。

（3）集輸調(diào)度層。分析集輸設(shè)備的溫度、壓力和流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)全面地展示油井設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀，為集輸調(diào)度提供數(shù)據(jù)依據(jù)，將指令傳送給傳感器，傳感器及時(shí)控制設(shè)備工作。

（4）服務(wù)管理層。該層是集輸企業(yè)各種管理信息系統(tǒng)的集合，該層可以準(zhǔn)確反映生產(chǎn)現(xiàn)狀，實(shí)時(shí)追蹤生產(chǎn)狀況、從而可以輔助管理人員進(jìn)行決策，以達(dá)到對(duì)資源的充分利用，進(jìn)而獲取海上石油開采和集輸系統(tǒng)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)海洋油田勘探開發(fā)管理的信息化和現(xiàn)代化，世界上較大的石油公司都建立起自己的信息化管理模式。我國海洋石油工程的發(fā)展方向與出路是要向這些先進(jìn)管理企業(yè)學(xué)習(xí)，建立起自己的、規(guī)范的、信息化采集模式和先進(jìn)的通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

[1]李敏瑞．信息化系統(tǒng)在石油開采、集輸工程中的應(yīng)用[J]．中國電子商務(wù)，2013（10）：32.

[2]陳夢(mèng)龍．石油工程信息化需求與發(fā)展建設(shè)[J]．信息系統(tǒng)工程，2013（1）：129-130.

[3]張三民．?dāng)?shù)字油田近在眼前——青海油田信息化建設(shè)紀(jì)實(shí)[J]．柴達(dá)木開發(fā)研究，2011（1）：4-7.

[4]孫維春．基于GPRS的制冷設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．成都：電子科技大學(xué)，2011.

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.004