陸梁油田物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的優(yōu)化與應(yīng)用

胡 雅，肖 翔，趙騰飛

（1.中國石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

陸梁油田作業(yè)區(qū)是新疆油田公司自動(dòng)化規(guī)模最大、自動(dòng)化程度最高的采油生產(chǎn)單位，在遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用方面處于全國自動(dòng)化油田前列。自動(dòng)化覆蓋率超過了98%，數(shù)據(jù)采集率達(dá)到了95%以上。物聯(lián)網(wǎng)的高覆蓋率對(duì)監(jiān)控平臺(tái)的故障報(bào)警處理能力和數(shù)據(jù)信息維護(hù)能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

近年來，監(jiān)控技術(shù)人員通過設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)邏輯算法實(shí)現(xiàn)報(bào)警界限的自動(dòng)設(shè)定，在提高故障報(bào)警處理能力方面做了部分優(yōu)化工作[1-2]，但無法解決因修井作業(yè)等人為因素導(dǎo)致的無效報(bào)警問題。提高信息管理系統(tǒng)的人機(jī)交互效率成了提高信息化辦公效率的關(guān)鍵點(diǎn)，基于用戶工作需求對(duì)軟件功能分布和軟件界面開展優(yōu)化工作成了提高人機(jī)交互效率最直接和最可行的手段[3-4]。

提出針對(duì)油田物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)報(bào)警處理能力和數(shù)據(jù)信息維護(hù)能力的優(yōu)化方案，對(duì)保障油田生產(chǎn)平穩(wěn)安全運(yùn)行，提高油田工作效率等方面具有重要意義。

1 陸梁油田物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)概況

陸梁油田物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)采用SCADA系統(tǒng)，始建于2002年10月。對(duì)比監(jiān)控初期監(jiān)控油井?dāng)?shù)為初建時(shí)的6倍、計(jì)量站數(shù)為初建時(shí)的5倍，并新增混輸（注水）泵站，監(jiān)控規(guī)模與建設(shè)初期相比已經(jīng)有了質(zhì)的變化。目前，年處理報(bào)警信息十萬余條，維護(hù)數(shù)據(jù)操作萬余井次，隨著油水井及管線設(shè)備的老化，報(bào)警信息數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)維護(hù)量還在不斷攀升，大規(guī)模的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)給監(jiān)控平臺(tái)的運(yùn)行帶來了巨大的壓力，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的報(bào)警處理和信息數(shù)據(jù)維護(hù)開展優(yōu)化工作成為亟待實(shí)施的一項(xiàng)工作。

2 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的優(yōu)化

2.1 優(yōu)化報(bào)警處理方式，降低無效報(bào)警率

2.1.1 優(yōu)化前的報(bào)警處理方式

監(jiān)控平臺(tái)的報(bào)警系統(tǒng)主要通過設(shè)置監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)報(bào)警界限的方式進(jìn)行識(shí)別。在生產(chǎn)運(yùn)行中無效報(bào)警率高達(dá)62%，無效報(bào)警主要有兩方面原因造成：一是報(bào)警界限設(shè)置不合理，占比60%；二是措施關(guān)井的報(bào)警處理方式不合理，占比40%。針對(duì)報(bào)警界限設(shè)置不合理的問題，肖翔等[1-2]開展了系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定合理報(bào)警界限的研究，并在陸梁油田成功應(yīng)用。前人尚未開展因措施關(guān)井的報(bào)警處理方式不合理導(dǎo)致無效報(bào)警的優(yōu)化研究工作，因此將優(yōu)化報(bào)警處理方式作為本次降低無效報(bào)警率的工作方向。

措施類關(guān)井屬于人為因素導(dǎo)致的正常關(guān)井，監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控到數(shù)據(jù)超出報(bào)警界限后自動(dòng)推送報(bào)警信息，監(jiān)控人員只能通過人工修改單井報(bào)警界限的方式來屏蔽無效報(bào)警信息的推送。在開井后恢復(fù)單井報(bào)警界限，維護(hù)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行。優(yōu)化前的處理方式無法避免前期的措施關(guān)井導(dǎo)致的無效報(bào)警，并存在監(jiān)控人員未及時(shí)恢復(fù)報(bào)警界限導(dǎo)致報(bào)警丟失的風(fēng)險(xiǎn)，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來隱患。

2.1.2 優(yōu)化后的報(bào)警處理方式

措施井的關(guān)井和開井信息通過DMS系統(tǒng)來進(jìn)行管理，將DMS系統(tǒng)和管理監(jiān)控系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使措施井關(guān)井前對(duì)針對(duì)措施井的報(bào)警分析功能進(jìn)行屏蔽，在措施井開井后解除報(bào)警屏蔽。通過將DMS系統(tǒng)和SCAGA系統(tǒng)功能管理的方式，可以完全避免因措施類關(guān)井導(dǎo)致的無效報(bào)警，也消除了報(bào)警丟失的安全隱患。

2.2 整合動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)致同一界面，高效開展故障分析

針對(duì)報(bào)警信息開展分析工作，主要分析報(bào)警是否有效，同時(shí)明確有效報(bào)警信息的具體故障原因。單井故障分析需要借助的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括功圖數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)、措施作業(yè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化前以上數(shù)據(jù)分別在不同的界面查閱操作，如表1所示。

監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)初期主要需求是滿足各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和管理的方便，針對(duì)不同類別的數(shù)據(jù)單獨(dú)建立了操作管理界面，未充分考慮各類數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用需求。

目前，油田物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求從初期數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)向數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用轉(zhuǎn)變。為實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)快速調(diào)用數(shù)據(jù)，提升故障分析效率，利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)開發(fā)性的特點(diǎn)，將單井操作功能在同一界面進(jìn)行集成整合，完成了系統(tǒng)功能跨平臺(tái)功能調(diào)用，靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)同步分析處理，歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同界面展示的功能。

多渠道數(shù)據(jù)的綜合分析，大幅提升報(bào)警分析工作的處理效率和準(zhǔn)確性。

2.3 小技巧能量大，優(yōu)化界面提升工作效率

針對(duì)日常工作的需求，從小處著手，應(yīng)用各種界面優(yōu)化小技巧來提升工作效率（見表2）。

表2 界面優(yōu)化小技巧

3 應(yīng)用效果

通過對(duì)油田物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的優(yōu)化，大幅度地改善了平臺(tái)系統(tǒng)的報(bào)警準(zhǔn)確率，簡(jiǎn)化了平臺(tái)操作的流程，實(shí)現(xiàn)了用戶界面的友好性。具體體現(xiàn)在以下方面：

（1）優(yōu)化報(bào)警操作流程，實(shí)現(xiàn)了措施關(guān)井0報(bào)警，使總體無效報(bào)警率降低40%，有效報(bào)警發(fā)現(xiàn)率提高66%。

（2）單井操作界面集中整合動(dòng)靜數(shù)據(jù)后，有效提高了故障分析效率，故障分析時(shí)間縮短為原先的10%。

（3）通過顏色標(biāo)識(shí)、高亮顯示、分頁、批處理等優(yōu)化小技巧的應(yīng)用，使相關(guān)操作時(shí)間縮短為優(yōu)化前的50%。

4 結(jié)語

陸梁油田立足油田生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)需求，利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)開放性的特點(diǎn)，采取優(yōu)化報(bào)警處理方式、動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)整合展示、應(yīng)用界面優(yōu)化小技巧等措施，有效地降低了無效報(bào)警率，提高了數(shù)據(jù)分析及處理能力，滿足了不斷擴(kuò)大的監(jiān)控規(guī)模對(duì)監(jiān)控平臺(tái)的報(bào)警信息處理能力和數(shù)據(jù)信息維護(hù)能力的要求。