油田數字化監控系統運維體系分析

侯偉超

摘要：科學技術的發展正在飛速向前，發展信息化、數字化與大數據的時期已然到來。大型油田的開采與運轉也都紛紛融合了各式各樣的信息技術，這也促使了石油開采與信息技術行業的數字化油田理念的生成。現階段的發展狀況下，數字化、信息化且智能化的油田開采與運轉系統已成為重要的發展方向與趨勢，也是行業內共同發展的長期理想目標。目前我國已有許多搶先進入領域開拓的企業，必將成為行業的領頭羊帶動石油開采的發展。

關鍵詞：開采油田;監控系統;數字化;智能化;體系

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0214-02

得益于我國綜合國力水平的提升、科技水平飛速發展，現代科技已逐漸步入信息化、數字化與智能化應用時代，近些年來數字化系統在石油開采方面也得到了突破性的進展，許多企業都在加大力度實現油田系統數字化、智能化，使得數字化油田在行業內得到廣泛實踐，他們勇于革新我國固有的油田發展模式，為油田數字化建設打下了良好的基礎。自二十一世紀以來，數字化油田已被國家列為科技攻關重大項目，力求促進行業內數字化油田的發展、企業的積極開發與實踐。

1概述油田數字化監控系統

大型油田的數字化監控系統，主要是利用現代信息技術、通信網絡傳輸技術、計算機科學等技術實現對油田基礎開采、運輸、存儲設備與管線的監控，其中關乎大型油田安全生產的有電氣設備電流電壓數據、管線與運輸管道的承載壓力、流量等重要開采生產指標，只有做好對此類開采生產指標的監控并且進行有效控制，才能掌握安全生產的命脈。此外，基礎設備與開采油田的視頻場景也不可忽視，利用先進的通信網絡傳輸技術實現圖傳送達企業運營中心進行監控，能夠保證生產開采的安全與質量[1]。數字化監控系統實際上是由數據收集系統、傳輸系統和生產管理系統共同組建的物聯網系統。

基礎生產數據的收集系統通過對生產時設備、管線的各項生產數據進行收集，通過RTU設備針對開采情況的自主檢測排錯，系統后臺實現針對物聯網系統組建運行的查詢以及對它們各自設備分別調控運作，除此之外還包括針對油田生產過程中各種工業副產物、有害氣體的產生、空氣中濃度等數據的收集和監控;對油田開采工序中各設備的運轉情況的監控、對整套石油開采工藝流程內的所有生產項目的指標進行實時數據監控。而監控數據傳輸系統則進行生產數據及指標的實時監控與傳輸，對生產過程中計算機自主操作過程進行記錄，并對現場視頻錄像進行傳輸。生產管理系統是對生產工序中各項生產數據進行監控與分析，對各項生產數據的匯總及處理并進行操作命令的分析與下達。

2數字化油田實踐道路的發展現狀

因為科技水平的長足進步，對石油資源的需求也日益加大，這也促進了各大油田的開采規模逐步增大，最終有利于數字化油田的發展與進步。在實現數字化油田的重要基礎生產數據指標的收集與監控系統中，實時監測與傳輸大大實現了油田的數字化、智能化、信息化的建設，這不僅提高了油田開采的經濟效益，有效降低了企業用人與資源成本，還能有效減輕工作人員的工作壓力，減少工作量。但是，在數字化油田進展如此迅速的同時，監控系統的運維體系也至關重要，沒有完備科學的運維體系，再大的油田開采規模、再完備的監控系統也會導致監控系統因運維系統的缺失而失效，運維系統的存在與否決定了油田開采的正常運轉[2]。通信網絡、組態軟件系統、各項儀表設備、可編程邏輯控制器工業控制計算機是組成數字化監控系統的重要軟硬件，有一個設備、工序出現故障、問題都會導致系統的不良運轉，所以要實現數字化系統的完美運維，必須要確保每一個環節、工序的落到實處，才能有效促進數字化油田的進步。

3數字化站庫引用SCADA系統

使用SCADA概念可以構建大型和小型系統。不同的行業對監控系統的要求不同，所以不同行業領域的SCADA系統的應用也大相徑庭。SCADA監控系統由很多命令構成，每個命令解決不同的工作需求。位于油田設備上的服務器負責數據收集與處理，服務器與服務器之間可以傳輸并共享數據，每個服務器既是個體又是為整體監控系統做貢獻。大型油田開采監控系統利用SCADA系統后，可以有效實現生產數據指標的自動化、智能化集中收集，保證各項數據的實時共享，做到有效服務于企業位于油田開采區外的監控與操作調控。目前國內大部分數字化油田開采企業引用的SCADA系統使用的都是主副雙站的設計，能在一個站點失去連接或是發生故障時實現數字化油田開采的監控系統的切換，能有效防止生產數據及生產過程監控數據的丟失[3]。而且，數字化油田開采的SCADA系統都將服務器理念投入使用，所以企業往往只需要著重研發一套依據油田自身實際工況、適應性強的組態軟件系統與后期養護方案，便可高效實現數字化油田的日常運轉及養護工作需求。

4油田井間數字化監控系統的開展

投入數字化發展的油田井，相關生產數據指標采集已然拋棄傳統的有線監控儀表，數字化儀表已經廣泛運用于油田井的數據采集。采用無線數據采集可以減少有線儀表的設備局限性，結合通信現代信息技術的發展，可以實現更高效更準確地測量、監控并傳輸數據。所有生產數據經過采集后統一匯總到監控中心的組態系統中，通過先進的信息技術可以實現高質量、高精確度的實時視頻圖傳，可以同時展開多組組態監控系統的實時的數據顯示、監控，對異常數據或是組態監控儀表超閾值進行預警，從而降低油田生產作業中的風險。

5建設科學有效的數字化油田開采監控系統運維體系

數字化油田開采的監控系統的運維體系不僅要求了工作人員必須掌握前沿計算機技術及軟件編程技術，還要有合理的管理、運營思想理念，除此之外企業還應該根據自身油田開采實況建設合理的運維管理機制，從上至下形成良好、科學的監控系統運維體系。

5.1數字化油田開采設備儀表的運維

數字化油田開采設備儀表的運維體系，除了要求運維工作人員維修管理、養護技能素質過硬之外，油田開采企業的運維管理體系也至關重要。科學合理且能促進企業監控運維體系良好發展的流程應該是：從油田開采現場工作人員發現故障開始，發出預警并及時上報運維系統管理人員，隨后運維工作人員開始進行故障原因分析并做出維修方案，趕往油田開采現場進行方案實施完成修理任務后進行一段時間的加強監控運轉，最后保證設備的一段時間的正常工作后進行運維組內的運維成功心得體會分享，組內深度剖析油田開采設備儀表出現問題的深層原因，并轉化運維維修方案為運維組內的維修經驗，保證日后再碰見類似此類開采設備儀表問題運維工作人員能迎刃而解，為此類油田開采設備的維修養護工作打好基礎樣板。

5.2數字化油田開采監控軟件系統的運維

數字化油田開采監控系統投入使用后，軟件運維組工作人員務必全程在崗跟蹤工業控制計算機和組態軟件的安裝，必須在數字化油田開采現場做好與企業的對接，明確數字化油田開采監控軟件系統的各項明細，使得企業及企業工作人員掌握并熟悉監控系統軟件系統的工作條件狀況及原理。對于油田開采企業的監控系統運維組工作人員來說，務必熟練掌握各個開采監控系統的組態軟件的操作行為規范及基礎數據庫。某些系統及數據庫在使用過程中，可能會面臨更改報表數據、操作流程等問題，這就需要監控系統軟件運維工作人員靈活使用組態軟件系統，進行適應性的更改及驗收。此外，數字化油田開采監控系統通常是使用顯示屏進行視頻圖傳顯示，這就十分需要監控系統軟件運維組工作人員運用信息技術實現對數據庫的研發以達到監控系統視頻圖傳企業內分享的目的。而且，數字化油田開采企業應制定企業內人員培養計劃，邀請行業內尖端技術人員、專家及監控系統軟件方面專家舉行座談會、培訓，發展壯大企業運維組的實力[4]。

5.3成立通信網絡運維小組

通信網絡運維組顧名思義就是對監控系統的數據傳輸通信網絡進行監測與維護，旨在確保通信網絡在監控系統運轉過程中正常在線，有效避免并解決通信網絡傳輸管線的破壞問題。所以，在前期監控系統通信網絡布線階段就要做好規劃，盡量避開光纜輻射較大的地區，最大限度地保護通信網絡傳輸管線，還要在通信網絡光纜布線處、端子箱設置醒目標志，防止企業內外的所有施工項目對通信網絡光纜的影響，做好通信網絡管線的保護。

5.4樹立嚴密的石油企業數字化管理體系

做到合理管理工業控制計算機及數字化油田監控系統，企業必須樹立一套屬于自己的管理體系。首先，工業控制計算機技術的相關運維技術人員必須經過嚴格的技術培訓與上崗前考試，通過后擁有相關資質方可上崗工作，其他技術水平不足的基礎工作人員禁止解除計算機。其次，工業控制計算機是高精度的企業機密機器，盡量避免與外網的直接連接，若有需要必須加強網絡完全的監管。最后，樹立企業自身的管理體系，相關操作守則及規章制度，最大化降低因人為因素造成的問題出現，并設立機器設備責任制，確保每臺設備責任落實到個人，便于在出現任何問題時及時找到負責人。

6結語

數字化油田開采的發展是未來油田發展的必要步驟，也是未來發展趨勢。相較于傳統的油田開采，數字化開采油田所需的前期基礎投入高出不少，這也成為限制許多石油企業的一個因素，如若在后期無法有效實現營收就會造成企業的經濟崩盤。所以，數字化開采油田監控系統的運維方面至關重要，實現監控系統運維系統的完備，是數字化油田邁向成熟的前提，能從本質上加強現代油田開采的數字化水準，大大提高油田開采及監控的水平。

參考文獻：

[1] 潘愛龍，楊慶明，蔣江飛，等.大慶油田信息系統設備管理及安全監控的方法研究[J].信息系統工程，2018（2）：46-48.

[2] 熊炎.基于多參數監測的井站運維監控系統研究與設計[J].電子世界，2019（2）：206.

[3] 李化斌.數字化油田數據中心運維管理研究[J].中國管理信息化，2017，20（5）：147-148.

[4] 閆婉，任玲，宋光紅，等.數字化協同設計對智能油氣田建設的支持[C]//2018年全國天然氣學術年會論文集.福州，2018：153-162.

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