油田信息化建設的關鍵技術及應用效果評價

仲庭祥，李 敏，王娟娟，張 莉，王海國，孟繁平，靳 筍

（中石油長慶油田分公司，西安 710018）

1 油田信息化建設的關鍵技術及應用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術，指的是利用射頻、傳感、通信等科學技術，來實現(xiàn)對油田、物資、倉庫、設備和人員等方面的全面感知，以有效完成對生產(chǎn)資料、設備狀態(tài)等方面的實時監(jiān)控，從而進一步提升油田生產(chǎn)決策的準確度。該技術的應用領域主要包括以下幾個方面。

（1）診斷油田生產(chǎn)。利用自動功圖測量儀等機器設備，來實時監(jiān)控油田的工作情況，判斷油田的生產(chǎn)是否平衡合理，幫助調整油田的生產(chǎn)，以實現(xiàn)節(jié)能減排、提高生產(chǎn)率，從而達到安全生產(chǎn)的目的。

（2）管理機器設備。利用SCADA系統(tǒng)，可以詳盡地獲取自動化設備的編碼和在線管理機器設備的實際運行狀態(tài)，還能夠及時地排查、解決機器故障問題，切實提高設備的維修效率和使用周期。

（3）智能化視頻監(jiān)控油田。通過SCADA系統(tǒng)和視頻設備的結合工作，能夠實時監(jiān)控油田的全部情況。同時，能夠完善視頻的報警功能，一旦出現(xiàn)問題，實行燈光與語音的雙重通知、預警。

（4）運用電子標簽。由于油田的生產(chǎn)、工作環(huán)境比較復雜，常規(guī)的電子標簽難以維持較長時間的使用壽命。通過研制，不僅可以使電子標簽適應高溫、低寒、高壓，腐蝕等復雜多變的工作環(huán)境，還可以無限延長其使用周期。

1.2 云計算技術

云計算技術，指的是應用虛擬化、云安全等關鍵技術，構建油田的資源構建云，完善工作流、中間件等一系列功能性服務，優(yōu)化基礎平臺的云環(huán)境，從而形成油田的專業(yè)性應用云和綜合性應用云，以達到各類軟、硬件信息資源集中部署、共享運用的目的。

油田生產(chǎn)一般具有混合性需求，所以該項技術的應用領域主要有以下幾個方面。第一，動態(tài)采集硬件的信息資源。比如：實時獲取CPU、GPU、內(nèi)存等硬件資源的動態(tài)信息內(nèi)容，構建資源信息的大數(shù)據(jù)庫等。第二，統(tǒng)一調度實體資源與虛擬化資源。根據(jù)應用資源的具體需求，制訂科學合理的方案，以實現(xiàn)統(tǒng)一調度虛擬化資源及實體資源的目的。第三，均衡負載。比如：開發(fā)某項在線遷移技術，有效提高工作的實際遷移效率；分析資源飽和的方法，完善整體性的評價技術；考慮應用的實際需求和負載變化，實施負載均衡技術，以實現(xiàn)各部分應用資源間的動態(tài)化調整。

1.3 大數(shù)據(jù)技術

在物聯(lián)網(wǎng)條件下獲取的油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)、油田本身及周邊環(huán)境的地質信息、油田資源儲藏的模型化數(shù)據(jù)、專家學者的經(jīng)驗數(shù)據(jù)等，都屬于油田大數(shù)據(jù)的范疇。如今，正是智能信息化時代，油田的生產(chǎn)工作也必須要運用大數(shù)據(jù)技術，以更好地完成油田的建設任務。

油田大數(shù)據(jù)技術的應用領域主要包括以下幾個方面。第一，根據(jù)油田的實際指標，全方位、多角度地感知油田的生產(chǎn)情況，再通過收集地面環(huán)境的信息和地下環(huán)境的各類數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控油田的勘探、開采情況。第二，整合集中并綜合性分析不同類型的數(shù)據(jù)信息，能夠更快地發(fā)現(xiàn)可能存在的生產(chǎn)弊端，從而能夠更好地改善油田的實際生產(chǎn)狀況。第三，運用大數(shù)據(jù)技術，不僅能夠迅速地從龐大的信息資源中獲取需要的數(shù)據(jù)，而且還能根據(jù)不同的應用需求，智能且高效地完成數(shù)據(jù)的搜索工作。第四，通過運用大數(shù)據(jù)技術，還可以有效管理油田勘探、開采等各個方面的信息資料。

1.4 動態(tài)模擬技術

在油田信息化建設的過程中，運用到的動態(tài)模擬技術主要體現(xiàn)在以下三個方面。

第一，數(shù)字化盆地、油藏模擬技術。技術人員可以通過多維表征技術，來獲取并動態(tài)描述數(shù)字化盆地，以及形成油藏的整個構造史、流體演化史，應力場演化史等，為系統(tǒng)地研究、評價盆地、決策的實際勘探、開發(fā)空間提供技術支持。該技術能夠分析多種類型地質體的巖體、地層、斷層的構造，從而進一步實現(xiàn)對油藏狀況綜合特征、油田地下水淹狀況、剩余油藏分布的分析。

第二，油田生產(chǎn)的動態(tài)模擬技術。通過構建油田機器設備運轉的開采、供電、供水等能源高消耗項目的分析模型，對油田生產(chǎn)進行動態(tài)模擬，并根據(jù)模擬情況合理地調整相關的生產(chǎn)參數(shù)。對于機械開采、用電供應、交通運輸?shù)饶茉锤呦捻椖浚摷夹g能夠制定系統(tǒng)化的綜合模擬內(nèi)容，統(tǒng)籌各方面的運行指標和組合參數(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能減排、優(yōu)化生產(chǎn)的目的。

第三，油田生產(chǎn)、經(jīng)營的動態(tài)模擬技術。技術人員通過運用該技術組建資金、財務、人力等經(jīng)營方面的分析模型，能夠更加直觀、多角度地把控整個企業(yè)的實際運營情況。同時，企業(yè)通過運用該技術能夠構建運行預警系統(tǒng)，依據(jù)企業(yè)經(jīng)營管理的各項指標，實時監(jiān)控、診斷企業(yè)的經(jīng)營情況，完善經(jīng)濟運行狀態(tài)下的動態(tài)預警功能，并及時發(fā)現(xiàn)并解決經(jīng)濟運行過程中可能存在的問題或矛盾，從而有效提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.5 智能生產(chǎn)技術

智能生產(chǎn)技術，指的是通過構建油田各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，完善數(shù)據(jù)信息一體化，并結合油田的實際生產(chǎn)情況，以達到診斷故障、預警異常、優(yōu)化參數(shù)的目的。

智能生產(chǎn)技術的具體應用主要體現(xiàn)在實現(xiàn)油田智能成藏方面。第一，基于油田的地質狀況，構建地質框架模型，充分利用斷層、巖體、層位等方面的研究成果，結合現(xiàn)有的地質環(huán)境認識，構建更加精確的地質框架模型。第二，通過運用大數(shù)據(jù)的混合型建模方法，構建易于分析油氣運移情況的網(wǎng)格狀數(shù)據(jù)模型。第三，利用混合型模型的輸導參數(shù)要素，進行油田的分析研究。運用層位約束式的空間插值型方法進行研究，將獲取的參數(shù)要素安置于框架模型或網(wǎng)絡模型之中，有利于計算出油田的實際輸導能力。第四，借助優(yōu)勢化的運移路徑，進行智能化的預測研究。秉承著動力與阻力差最大的基本原則，計算并遴選出油氣運移的最佳方向及路徑。第五，借助優(yōu)勢化運移路徑，進行可視化方法的研究。通過分析油氣在二維平面和三維立體空間中可能出現(xiàn)的運移路徑，找到油氣運移的最佳路線。

2 油田信息化建設關鍵技術的應用效果評價

2.1 提升油田生產(chǎn)的決策能力

油田信息化建設的全面落實，必然以實時收集整體大數(shù)據(jù)資料為基礎。技術人員依據(jù)標準化的算法原則、同一性的對比口徑，來構建集勘測、開采、財務、人力資源安排等專業(yè)性綜合指標于一身的數(shù)據(jù)、統(tǒng)計、分析和預測模型，以達到對業(yè)務情況和經(jīng)營、管理指標的自動化統(tǒng)計分析，包括動態(tài)化預警工作。相關技術還能進一步完善自動化工作處理系統(tǒng)、模擬分析系統(tǒng)、動態(tài)預測系統(tǒng)等，有助于提高油田生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化分析能力，再通過建立涵蓋知識數(shù)據(jù)庫、專家指導系統(tǒng)等業(yè)務功能模型，實時地收集、整理、分析相關的數(shù)據(jù)信息，有助于提升整個油田的生產(chǎn)、決策工作的能力與水平，從而真正實現(xiàn)應用油田信息化關鍵技術來優(yōu)化管理整個油田生產(chǎn)的目的。

2.2 保障執(zhí)行力的全面落實

技術人員根據(jù)國際流程地圖框架的基本原則，結合最先進的業(yè)務流程方面梳理知識理論，制訂出“流程切入、縱橫聯(lián)結、平滑過渡和全面適應”的綜合性策略，并依據(jù)“嚴密管理、高效運行”的工作原則，系統(tǒng)且分層級地梳理整個業(yè)務流程，優(yōu)化調整整個管理流程體系，以形成更加全面、完備的流程管理系統(tǒng)，保障執(zhí)行力的全面落實。同時，在此基礎之上，技術人員將調整過的規(guī)范化業(yè)務流程遷移至智能應用系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)平臺實時監(jiān)控整個業(yè)務的運行情況，通過明確職責分工制度，實現(xiàn)透明化業(yè)務交接，通過制定相關的業(yè)務執(zhí)行規(guī)范，切實提高業(yè)務的執(zhí)行力。

2.3 創(chuàng)新油田的管理工作

油田信息化建設的全面推進，不僅在于對某一項關鍵技術的應用，更重要的是集成多項關鍵技術的綜合結果。管理人員通過應用相關技術能夠規(guī)范業(yè)務執(zhí)行、管理運作、流程操作，進而構建動態(tài)化、規(guī)范性的業(yè)務流程體系和管理工作體系。同時，管理人員還可以充分利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)等技術手段對油田生產(chǎn)現(xiàn)場進行統(tǒng)一管理與集中操作，使油田管理人員的視線可以達到生產(chǎn)第一線，真正做到將整個油田生產(chǎn)的運轉動態(tài)“盡收眼底，了然于心”，打破了以往層層落實、逐級上報的傳統(tǒng)運行模式，為油田的生產(chǎn)、管理工作帶來了技術上的革新，為優(yōu)化企業(yè)的組織結構創(chuàng)造了良好的先決條件。此外，技術人員通過利用油田信息化建設關鍵技術能夠構建遠程監(jiān)控系統(tǒng)，方便工作人員對各項設施進行統(tǒng)一管理和故障排查。管理人員可以借助遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控油田的開采進度，及時地做出計劃調整，以避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞。

3 結 語

目前，油田信息化建設是我國正在積極投入的社會項目。由于油田的生產(chǎn)環(huán)境非常復雜，為推進信息化建設工作帶來了不小的挑戰(zhàn)。也正是如此，技術人員才能更加積極地研發(fā)各種核心科技，為我國的油田事業(yè)做出更多的貢獻。

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