分析油田生產智能運行管理平臺

王宏仂，李娟娟

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，西安 710018）

0 引言

智能化運行管理系統內作為提高油田生產企業工作效率和經濟效益的重要方法，特別是在節能減排、綠色城市、能源結構調整的背景下，傳統的生產管理模式已經無法滿足現代化產業的發展要求，這就需要推出并完善智能化運行平臺，提出更加精確的數字化建設標準，創新生產管理流程，優化內部生產系統結構，從而推動企業健康發展。智能生產管理系統雖然與理論上的“智能系統”還存在一定差距，這是因為當今技術所限，但是可以從其他方面給予加強，如加強基礎設施的完善工作、制定長期完善計劃、構建智能化運行體制等，這樣才能夠充分發揮智能管理平臺的積極作用。

1 油田生產智能運行管理的主要內容

1.1 智能運輸管道

對于油田生產廠來說，運輸管道優化是極為重要的。想要實現油氣的智能化運輸與管理，就必須要從硬件結構做起，構建數字化管道。數字化管道可以通過計算機虛擬顯示內部情況，匯集自然和人文信息，人們也可以通過智能化平臺對相關信息進行互動和探查，通過全方位的收集信息、多分變率、多維空間等，從而獲取大范圍信息資料，使用地理模型所衍生出的高級決策系統，對資源、環境、經濟、社會等復雜系統進行整合集成。并在可視化條件下為技術人員與管理人員提供相應的服務和技術支持。

1.1.1 構建基本數據庫

為了能夠形成空間信息和集成信息的統一化數據庫系統，并實現查詢、定位、分析、搜索等功能，可以讓其與其他系統相連接，對油田生產系統做出風險評價、改造擴建，并以可視化技術減少模糊信息。這就需要結合地理信息、人文信息、硬件參數等，最終形成高精度的生產流程圖。

1.1.2 采集生產參數

為了能夠對整個油田生產系統進行仿真調度、優化診斷等，需要實時測試油田傳輸管道的節點壓力、流量、溫度、閥門等數據。整個采集系統的性能直接影響智能化管理效果與質量；數據通信的及時性與同步性直接影響智能管理系統是否可以正常運作。簡單來說，運行參數就是描述管道的運行狀態，當今絕大部分生產企業都采用SCADA系統，該系統在實際應用中更加成熟、使用方便。SCADA系統主要包括的子系統有：站控修通、調動控制、通信等，站控系統主要是PLC、RTU、工控機、變動器構成，實現了油田生產參數的采集與傳輸，站控系統主要是通過實時通信設備，將管道運行參數傳輸到智能平臺終端中進行處理，并根據用戶實際發出的操控指令，從而實現遠程操控的功能。

1.2 智能化管理的主要內容

1.2.1 仿真技術

在智能化管理系統運行當中，由于供給油氣量在不斷變化，閥門開關、壓縮機啟動、停止運行，從而導致管網系統一直處于不穩定的運行狀態，這就需要對整個生產流程進行仿真分析，讓管理人員可以掌握油氣系統的運行狀態，提高生產系統日常運行中的科技含量。當今，仿真技術主要是應用在油田生產系統不穩定研究上，在管網調峰和儲油氣層面上，可以針對性地對生產系統進行維護和改造，構建新的生產模式和優化生產方案。

1.2.2 系統運行優化

系統運行優化就是針對現有的生產系統，在一定資源條件下，以不同的銷售價格和不同用戶需求制定指定的配氣方案，從而保障日常生產效益。整個系統優化當中，可以劃分為兩個方面：

第一，優化數學模型，也就是將一個復雜的職能生產工程問題轉化為一個數學模型。

第二，數學模型求解，也就是對已經建立的數學模型進行深入分析，采用適當的優化方法、編程進行求解計算。

1.2.3 系統硬件問題檢測

在系統硬件問題檢測當中，由于不同硬件系統故障問題不同，這就需要采用多元化的處理方法：

第一，基于物質的平衡方法，也就是通過系統生產終端的流量信號，采用計算機流入和流出管道流量和殘存物進行判斷是否出現了系統硬件問題。

第二，結合信號處理方法，如相關分析法、負壓波法、統計檢漏法等，這樣即可通過提取故障發生后所產生的數據變化來判定故障程度和故障位置。

第三，數學模型法，像是故障模型濾波器、瞬態模型、實時模型等方法，通過構建流體在管道流動的數學模型，結合設備運行的實際壓力、溫度、流量等，從而通過仿真模擬技術擬定整個生產流程的運行狀態。

1.2.4 壓縮機站故障診斷

壓縮機站設備在整個系統運行當中起著極大的作用，針對壓氣站設備進行故障檢測，保證該設備可以正常運行，避免出現突發性的故障與事故，這樣即可避免因壓縮機站損壞而被迫停產。同時，要完善智能系統的故障診斷能力，通過數據采集與分析可以精準地找出故障類型和部位，保證維修工作的針對性，從而大大縮短施工周期。

1.2.5 管道腐蝕性監測

在油氣生產當中，由于油氣都是一些腐蝕性物體，這就需要做好管道腐蝕監測，采用陰極保護電位、緩蝕劑濃度、管道壁變化參數等，從而判定管道的腐蝕程度，管理人員也要完善管道防腐措施，從而延長設備的使用壽命。由于油氣田生產管道運行環境惡劣且復雜，外防護通常是絕緣層、陰極保護負責，這就要對陰極保護參數進行分析，從而判定管道防護層的磨損度，掌握管道實際腐蝕情況。當然，如何選用正確的非開挖技術尤為重要，當今較為完善和合理的技術為漏磁通法、超聲波檢測法等。

2 油田生產智能運行現存的問題

公司智能化運行管理系統適應了集成、智能、數字化的發展趨勢，可以大大減少一線勞力的工作強度，減少生產中的安全隱患，實現企業經濟效益和社會效益的雙贏。但是在智能化管理實際應用中，同樣也出現了很多問題，這些不完善之處會直接影響企業生產，其主要表現在如下幾個方面。

2.1 抗風險能力差

從宏觀層面出發，由于當今我國智能化技術發展還不夠完善，在實際生產當中勢必會出現一些問題。同時，油田生產環境非常的惡劣、復雜，再加上自然因素問題，導致智能化設備難以長時間保持良好的運行狀態，使用壽命也會有所縮減，這也是當今智能運行管理平臺需要解決的問題。可見，當今智能化生產管理平臺抗風險能力較差，對環境適應性也有待提高。此外，從智能運行管理軟件層面出發，系統安全問題也尤為重要，如果木馬病毒入了計算機終端，會嚴重影響系統的運行精度，會嚴重影響整個系統的安全性，甚至會癱瘓，這些都是整個智能重點抗風險能力較差的表現。

2.2 工作人員素質問題

雖然針對現代化油田生產進行了一系列的培訓工作，構建了多媒體培訓教室，但是在操作層面上依然存在著問題。老員工培訓力度不足、青年員工適應能力有待增強等，所以在人力資源層面上就無法全面滿足智能化生產要求。從考核層面上分析，考慮工作存在著平均主義現象，無法突出個人的貢獻，未能調動工作人員的積極性。

2.3 資源開發力度有待提高

自我公司智能運行管理建立以來，大力開展數據資源開發建設工作，長時間累積了大量寶貴的生產數據和開發成果信息。但很多油田企業依然存在著一定問題，如數據庫共享程度較低、各個生產部門之間缺乏聯動性等，造成內容數據不齊全、不精準問題。很多單位錄入人員素良莠不齊，在錄入信息數據時，也存在應付的現象。

3 提高油田生產智能運行管理的有效對策

3.1 構建完善的基礎設施和服務保障體系

基礎設施對整個油田生產有著非常重要的作用。這就需要切實推動油田又好又快發展。同時，由于油田生產規模大、環境復雜，所以完善生產指揮系統平臺尤為重要，構建完善的智能平臺運行保障體系，提高系統的穩定性與精準性，最大限度地減少油田生產風險問題，減少工作人員的勞動強度，提高生產效率。構建完善的數字化服務體系是保障油田智能化生產平臺良性運作的基礎。此外，結合油田生產的網絡環境，構建全套的智能化集成裝置與數字化設備遠程服務系統，擴大整個油氣開發區的服務網絡點。當然，也需要針對整個數字化系統網絡安全問題設置防火墻、防毒軟件等，配備防火墻路由器，軟硬結合才可以保障整個系統的安全性。

3.2 制定智能化管理平臺的戰略規劃

智能技術戰略規劃是我公司信息規劃中的重要組成部分，對企業智能化戰略發展有著重要的指導意義。首先，結合企業發展戰略需求，明確信息化的發展方向與目標，評估智能系統發展現狀，之后制定未來某個階段的重要發展點；其次，完善智能生產指揮系統，通過對油田生產的在線監控、輸送監控、產能動態管理、安全環保應急等控制，從而實現智能管理功能；最后，加強油氣貯藏管理，完善油氣存儲相關組織機構，規范貯藏流程，通過網絡在線監控系統構建一個權責利更清晰的信息建設框架，提高管理效率和決策能力，全面發揮智能技術的優勢，做好生產經驗成果的分享工作。

3.3 構建完善的管理體制和運行體制

積極探索新型的智能化管理手段，選擇計算機模型時要突破常規，同時也要結合企業自身的基本發展情況。同時，構建高效數據與應用的系統資源共享機制，特別是要強化數據中心建設速率，避免出現重復建設問題，最大限度地減少資本浪費，保證智能管理系統的運行效益。此外，需要構建長效運行機制，結合生產廠和油田實際情況，對勞動組織方案進行改革，新建油田塊要按照新方案開展施工，老油田改造工作也要符合新方案的要求。

4 結語

綜上所述，信息技術時代下，油氣生產企業也逐漸跟上了信息技術浪潮，推出了智能化管理應用平臺，這就需要對系統進行細致分析，找出現存的問題，并提出對應的解決方法，這樣才能夠充分發揮智能運行平臺的效益。

主要參考文獻

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