油氣田智能化建設過程與關鍵技術研究

摘 要：目前，石油行業正在由勞動密集型向智能化、自動化方向轉型，智能化體現了能源行業發展的客觀規律，智能油氣田是油氣田企業可持續競爭優勢發展到一定階段的高級形態，是油氣田行業發展的必然趨勢。本文對油氣田信息化發展趨勢進行分析，結合低滲油氣田的特點，對智能化建設應關注的方向做出討論，提出了建設思路和原則，對主要建設內容及關鍵技術進行分析，展望在經營管理領域、勘探、開發、生產領域的業務應用前景，并對智能化建設的預期效果進行分析。

關鍵詞：智能油田；信息化；創新；提質增效；可持續競爭力

新時代我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，正處在轉變發展方式、轉換增長動力的攻關期。目前，信息通信技術正深刻改變著傳統制造業的發展模式，石油行業正在發生根本性的變革，由勞動密集型向智能化、自動化方向轉型。建設智能化油氣田將為企業帶來更加現代化的管理手段、更高的發展質量，對提升運行管理效率、培育企業可持續競爭優勢起到至關重要的作用。

1 油氣田信息化發展趨勢分析

對于石油石化企業來說，信息化已從業務的支持者，成長為業務的促進者，油田數字化正成為油田信息化的核心。以往，石油石化行業的生產難題和挑戰通常是由改變生產工藝或技術解決。近年來，隨著生產信息化技術的引入，IT技術逐步給具體的生產業務帶來促進和提升，這表現在：信息化的通訊基礎架構，增強了溝通能力，使實時、遠程監控成為可能，大幅提高了工作效率；數據、信息、應用的一體化整合，促進了協同工作，使多學科的專家能夠共同進行決策，降低了管理成本；高精度自動控制，使生產精細化成為可能，數字油田通過采用自動化技術提高了生產效率；物聯網、云計算等信息技術的應用，將信息化的觸角延伸到了生產一線，增強了對資產的管控，提升了企業的信息處理能力。

綜合分析國際上大型石油公司近年來的發展方向，我們可以發現油田發展的兩大趨勢：

（1）采用物聯網技術，在現場和井下安裝大量傳感器，不間斷地采集、傳輸實時數據，集中管理和處理；

（2）采用云計算技術，建立一體化的協作平臺，將數據、業務、人員進行跨學科、跨組織、跨地區的整合，形成全新的工作流程。這一新流程能夠在各學科之間對數據進行無縫整合，并能夠不受地域界限的限制來對這些信息進行處理。隨著物聯網技術在石油工業中的不斷推廣，一體化協作平臺將在油氣生產過程中發揮越來越重要的作用。

2 智能化建設思路及過程

油氣田智能化建設內容主要是以夯實信息化基礎設施為基礎，緊密圍繞智能化云平臺、信息標準化體系、勘探開發生產經營各領域業務應用建設內容進行開展，核心建設內容如圖2所示，分以下三個階段進行展開：

（1）基礎設施建設

進行通信網絡、自控、安防等建設，為井、場站全面感知、一體化聯動、無人值守、遠程操控夯實基礎。建立油氣田地面基礎建設信息標準模板，為新建場站快速配套、老區塊高效信息基礎提升提供支撐。

（2）信息化提升

按照信息資源規劃方法論，開展數據資源建設，實現生產、經營數據資源的標準化采集、存儲、管理及應用。構建智能云平臺，實現智能油氣田云平臺開放共享可擴展的平臺技術服務能力，為未來實現東勝智能化氣田打好基礎。建設油氣田配套的標準及安全體系。在勘探開發生產、經營管理方面進行針對性的信息化提升，在引進石油石化企業成熟應用系統的同時，建設新的強化監管、集成決策的應用。

（3）智能化突破

以區域化管控為導向，重點進行開發、生產方面的遠程操控、集成協同、預測優化的智能化應用建設。

3 智能化建設內容和關鍵技術

3.1 基礎建設

為支撐氣田上層各業務應用，在井場、站庫、調控中心等區域進行基礎設施建設，要滿足信息安全和信息標準化要求，各子系統之間可以相互協同聯動。主要建設和配套的系統有網絡系統、通信安防系統、工業電視監控系統、周界防范系統、語音告警廣播系統、門禁系統、電子巡更系統、自動控制與數據采集系統。

3.2 數據資源管理

數據資源管理應包括企業數據源采集、數據抽取與加工、數據存儲與處理、數據微服務。需滿足以下要求：

（1）企業數據源采集：對各種不同來源的數據（結構化數據、非結構化數據、實時數據、體數據以及外部數據）進行采集、傳輸。

（2）數據抽取與加工：通過ETL過程，將各種類型的數據轉換存儲到數據湖中，以利于共享和分發。

（3）數據存儲與處理：對于傳統數據采用傳統的存儲方式和處理方式，為業務應用系統提供報表分析、即時查詢、匯總統計等能力服務；對于體數據、非結構化數據，按照需要，通過大數據平臺進行處理，提供多維數據分析、預測預警能力服務等。同時，結合傳統數據和大數據融合技術，為物化探，井筒工程，分析化驗，綜合研究，開發生產，地面工程，和經營管理，QHSE，生產輔助等上層應用提供數據支撐。

（4）數據微服務：利用數據融合處理平臺，結合不同業務場景，整合主題數據域，為多樣化的業務應用提供數據微服務，包括微服務的創建、編排、分發和反饋。

3.3 云平臺

通過建設基本組件來構建智能油氣田云平臺，提供六大技術服務域：云平臺應用接入域、云平臺統一交付域、云平臺統一運營域、云平臺技術服務域、云平臺業務服務域和云平臺數據服務域。

各個服務域都是一組功能組件的集成。技術服務域、統一交付域、統一運營域為整個平臺提供技術支撐能力，對外提供平臺的軟件開發能力，運維能力，基礎技術能力等，業務服務域和數據服務域是平臺的業務數據核心能力中心，對外提供業務數據共享服務能力，在這兩個服務域實現對未來智能油氣田所有應用的實現支撐。應用接入域是整個智能油氣田生態圈建設的核心，通過API引擎和APP商店實現對整個生態圈體系的支持。通過建設智能油氣田云平臺中應用接入域、統一交付域、統一運營域、技術服務域、數據服務域、業務服務域六大核心能力，實現智能油氣田云平臺開放及可擴展的基礎服務能力，為未來實現智能油氣田生態圈奠定堅實基礎。

智能油氣田云平臺建設的關鍵核心組件包括以下兩部分：

（1）大數據：搭建大數據技術分析環境，包括底層的大數據技術處理平臺，大數據平臺內嵌的高級分析模型，設計、開發、部署大數據技術支撐的符合上游業務特點的大數據應用，實現數據可視化能力。

（2）物聯網：整合企業已有的感知和通信系統，實現異質異構網絡和數據的互聯互通及標準化，提供統一的服務接口。

4 結束語

隨著新時代我國經濟進行轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期，對企業現代管理和發展的質量提出了更高的要求，數字化、智能化氣田建設是石油行業未來發展的必然趨勢，對發展質量變革、效率變革、動力變革和提高全要素生產率有重大推動作用，油氣田智能化建設必將為企業改革發展、提質增效注入新的強勁動力。

參考文獻：

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[3] 黃子河. 信息物理系統測試與評價技術[M]. 北京：人民郵電出版社， 2016.

作者簡介：

王海亮，出生年月：1986年6月，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：河南焦作，當前職務：業務主辦，當前職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：油氣田信息化.