“大數(shù)據(jù)”能源管控新模式在川東北氣礦的應(yīng)用

袁志華 孫小利 張勇（西南油氣田分公司川東北氣礦）

1 實施背景

油氣田既是能源生產(chǎn)單位，又是能源消耗大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，川東北氣礦2015—2019 年，采集輸燃氣量消耗總量較大且呈逐年上漲趨勢，由能源消耗總量占產(chǎn)出總量由1.81%逐年上漲至3.26%（表1），且有進一步上漲趨勢。川東北氣礦積極響應(yīng)國家關(guān)于節(jié)能減排的要求，結(jié)合實際情況開展了節(jié)能節(jié)水日常工作優(yōu)化改進，逐漸建立起了一套能耗分析圖版，加強能源消耗精細化管理[1-2]。

表1 川東北氣礦2015-2019歷年能耗占產(chǎn)量占比情況統(tǒng)計

2 主要做法

節(jié)能節(jié)水管理其最根本的內(nèi)含是能源管控，只有切實落實好能源管控策略，才能提升節(jié)能節(jié)水管理水平。從氣礦本身出發(fā)，推行以固定表格和圖版的統(tǒng)一標準化資料統(tǒng)計，堅持以能效對標為中心，形成“精準統(tǒng)計+自主生成圖形+分析、閉環(huán)管理”的能源管控手段，將能源消耗、分析總結(jié)和問題閉環(huán)融入日常管理工作中，切實加強能源消耗各個環(huán)節(jié)中的節(jié)點把控，最終實現(xiàn)“能源消耗數(shù)據(jù)準確、自主節(jié)能意識提升、問題閉環(huán)管理到位”的目的，同時形成“111 圖版法”節(jié)能管理模式，建立一套針對性強、操作簡單、實用、方便的能源消耗分析圖版。

“一強”是指強化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。能源數(shù)據(jù)準確統(tǒng)計是直接關(guān)系節(jié)能管理是否有效的關(guān)鍵，能夠直接反映現(xiàn)場能源消耗真實水平。根據(jù)能源消耗數(shù)據(jù)特點，固化相關(guān)數(shù)據(jù)模版，優(yōu)化能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計程序（僅每月對水、電、氣耗量底數(shù)抄錄），可以實現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)自動計算，自動歸類，降低人為計算過程中出現(xiàn)錯概率，提高準確率。

“一標”是指建立圖表文件。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立了燃料氣單耗、電單耗、綜合能耗等各項反映能源消耗的指標的過程曲線、圖餅，以直觀的圖形文件和圖表反映氣礦、基層單位、重點用能單元的用能情況[3]。

“一用”是用結(jié)果。通過結(jié)果實現(xiàn)重點用能單元的縱橫向?qū)Ρ确治觥㈩伾詣宇A(yù)警以及提升一線員工用能自主分析能力等，在能源消耗過程控制中，總結(jié)存在問題，優(yōu)化運行工藝流程，完善管理制度、制定處置措施以及提前預(yù)防措施等[4]。

2.1 建立井站的統(tǒng)計模版

井站是能源消耗的主基地，但受員工不確定因素影響，統(tǒng)計過程中數(shù)據(jù)易錯，不能真實反應(yīng)能耗水平[5]。據(jù)此情況，川東北氣礦經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研且綜合各種因素，創(chuàng)新建立了一套能源消耗統(tǒng)計模版，實現(xiàn)“只錄一次，自動計算，顏色預(yù)檢”等功能，提高了能源消耗統(tǒng)計的數(shù)據(jù)準確率。

1）統(tǒng)一的能源統(tǒng)計模版。井站耗能主要有三類：一是生產(chǎn)生活、生產(chǎn)保溫、增壓用的燃料氣；二是生產(chǎn)輔助用電；三是生產(chǎn)生活用水。其中，燃料氣消耗為井站的主要能耗。為此，氣礦專門針對井站對燃料氣、電和清水建立了能耗統(tǒng)計表，月底錄取燃料氣、電表和水表底數(shù)，自動加減、自動匯總到統(tǒng)計表內(nèi)，解決了以往“抄取-計算-錄入”等多個環(huán)節(jié)容易出錯的問題。

2）融入“區(qū)間”檢查和顏色提醒功能。在計算表格中，按照每月的大致能耗，在水、電、氣能耗數(shù)據(jù)進行“區(qū)間”設(shè)置，一旦錄入數(shù)據(jù)自動計算后出現(xiàn)大于（或小于）設(shè)置區(qū)間數(shù)時，即以黃色提醒，需要對數(shù)據(jù)進行核對；如果遠大于（或遠小于）設(shè)置區(qū)間數(shù)值時，則以紅色提醒，需要進行重新檢查。通過此種方式提升了井站能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計時的準確率，真實反應(yīng)出井站的能耗水平。

2.2 創(chuàng)建作業(yè)區(qū)級能耗管理圖件

作業(yè)區(qū)是管理幾個氣田幾十口井的單位，對于節(jié)能管理員來說，需要在細心和對現(xiàn)場工藝、設(shè)備充分了解的基礎(chǔ)上才能精細化管理。通過程序化、系統(tǒng)化和量化工作量，簡化工作流程，針對性地建立了一批能耗管理圖件，極大地縮減了節(jié)能管理人員培養(yǎng)時間并提升了節(jié)能管理能力，具體做法是：

1）建立總體能源管控圖件。為使能源管控措施落地，氣礦根據(jù)實際情況，創(chuàng)建了水、電、氣過程控制圖版，通過每月消耗數(shù)據(jù)自動生成圖版，包含預(yù)測目標、每月實際消耗數(shù)據(jù)、占比情況和剩余值等，全面加強了各種能源消耗的過程監(jiān)控，有效地控制了全年各階段的能源消耗。

2）建立能源構(gòu)成圖件。水、電、氣、柴油、汽油等統(tǒng)歸能源消耗，為梳理出重點種類能源消耗，加強重要能源種類消耗管理，將各種能源根據(jù)消耗量，按照折標系數(shù)統(tǒng)一折標為噸標煤，然后根據(jù)噸標煤值制成圓餅狀，直接反應(yīng)出各種能耗構(gòu)成，便于重點監(jiān)控能源消耗的監(jiān)控和合理部署措施。例如：川東北氣礦礦各主要能源消耗種類構(gòu)成見圖1。

圖1 川東北氣礦主要能源消耗種類構(gòu)成圖

3）建立重點用能單元對比圖件。能源管控分層管理，依托能源消耗數(shù)據(jù)，建立重點用能單元、重點用能設(shè)備的能源消耗對比圖件，掌握總體能源消耗變化趨勢，開展橫向和縱向?qū)Ρ群痛胧﹥?yōu)化，加強能源管控。

4）建立重點能耗的過程跟蹤圖件。能源管理是一個持續(xù)改進的過程，掌握到能源在消耗過程中的各種不足，加以分析和總結(jié)，使能源管控措施“落地”，才能積極有效的加強能源管控，最終實現(xiàn)合理用能。

2.3 層級管理模式建立

川東北氣礦建立了井站和作業(yè)區(qū)兩級加上氣礦一級的“2+1”層級管理模式，明確各級職責和管理要求，其中井站負責取全、取準能源消耗數(shù)據(jù)和按時上報；作業(yè)區(qū)做好能源數(shù)據(jù)的分類匯總，對井站能源統(tǒng)計、能效參數(shù)和能耗指標的考核和監(jiān)督；氣礦負責對作業(yè)區(qū)能源數(shù)據(jù)的審核指導，作業(yè)區(qū)負責井站及重點用能單元的審核和指導[6-7]。

2.3.1 井站能耗管理模式

井站主要對能源消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、審核和初級分析進行管理。通過“能源消耗周期性匯總+能源基準+顏色提醒模式”手段，解決了以前能源管控依靠單一的數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理模式，提升了員工的能源管控責任心和能力，主要做法是：

1）能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與自主分析。目前一線使用的能源消耗統(tǒng)計表為分公司統(tǒng)一的能源消耗統(tǒng)計表，涵蓋了每月水、電、氣消耗的起止數(shù)、底數(shù)、消耗量等，員工填報數(shù)據(jù)時需要對底數(shù)、起數(shù)以及當月消耗量進行統(tǒng)計、計算和填寫，對能源消耗水平而言，缺乏縱向?qū)Ρ裙δ埽菀自斐赡茉聪墓芾怼奥槟尽薄獾V建立能源統(tǒng)計消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計模版后，將每個用能單元當月能源消耗按年進行自動匯總、自動計算，可以根據(jù)每月能源數(shù)據(jù)進行縱向分析。例如，川東北氣礦各重點用能單元和重要生產(chǎn)單耗趨勢圖，清晰反應(yīng)出各重要井站、重要指標的變化情況，利用圖形直觀的提醒管理人員各階段關(guān)注的重點，提升自主分析能力。川東北氣礦各主要用能單元和主要單耗指標變化情況見圖2。

圖2 川東北氣礦各主要用能單元和主要單耗指標變化情況

2）能耗數(shù)據(jù)自主校正。在能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中，出現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)值錯誤，將很難發(fā)現(xiàn)，氣礦通過將統(tǒng)計表格與能源基準進行融合，出現(xiàn)數(shù)字錯誤即與真實的用能數(shù)據(jù)出現(xiàn)較小偏差時，則以黃色填充提醒操作人員需對數(shù)據(jù)進行核實是否存在數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤；一旦統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算值與能源基準數(shù)據(jù)相差較大時，計算單元格自動紅色充填，提醒統(tǒng)計者數(shù)據(jù)可能錯誤，需要重新統(tǒng)計[8-10]。

2.3.2 作業(yè)區(qū)能耗管理

作業(yè)區(qū)級能耗管理主要對能源消耗數(shù)據(jù)匯總、審核、分析和制定優(yōu)化措施，通過“能耗管理圖版”，加強對各單元、各重點用能設(shè)備的能源績效參數(shù)復(fù)核，技術(shù)措施實施以及橫縱向能效對標等，主要做法是：

1）對井站的培訓和指導。加強節(jié)能管理人員對表格的錄入、圖版生成以及圖版分析等能力培訓，確保異常能耗及時發(fā)現(xiàn)問題，分析問題并制定技術(shù)措施。

2）對轄區(qū)用能水平和異常進行評估、處置。從數(shù)據(jù)-圖版自動生成后，圖件對階段數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合現(xiàn)場情況進行異常分析，制定技術(shù)措施，保障能源消耗安全、平穩(wěn)運行。

3）繪制（修訂）轄區(qū)能源計量網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)轄區(qū)內(nèi)用能情況，定期修訂能源計量網(wǎng)絡(luò)圖，加強對能源計量的精細化管理。

3 實施效果

3.1 實用性強

通過表格的自動計算、自動匯總、能源績效參數(shù)的整合以及顏色預(yù)警等多種方式，簡化了能源統(tǒng)計過程中統(tǒng)計次數(shù)多，人工計算容易出錯以及井站能源管控人員數(shù)據(jù)“麻木”等不利因素，以更簡單、直觀的方式加強了數(shù)據(jù)自查自糾能力，對能源消耗系統(tǒng)分析管理具有一定的自主管理能力。

通過能源統(tǒng)計表格應(yīng)用，一是井站能源統(tǒng)計頻次（包括手工計算）減少了近75%工作量，準確度在原有95%的基礎(chǔ)上提高了5%的準確率，達到了100%；二是由于準確率的提高，能及時、準確地反映各井站實際的能源消耗水平；三是井站員工能通過階段數(shù)據(jù)分類匯總功能，提升自主掌握各階段能源消耗情況和初步處置異常的能力。

3.2 提高工作效率和工作質(zhì)量

氣礦能源管控利用過程控制、單耗曲線以及歷史數(shù)據(jù)擬合等固定圖版，將以往異常問題發(fā)現(xiàn)需要經(jīng)過數(shù)據(jù)“搜集→匯總→討論→分析→處置”程序直接過度到“圖版→處置”，減化能源管理人員的工作流程，提升工作效率的同時也提高了工作質(zhì)量。例如，2018年川東北氣礦各主要增壓站橫向?qū)Ρ葓D直觀反應(yīng)出能效水平，川東北氣礦各主要增壓站在公司范圍內(nèi)能效水平橫向?qū)Ρ纫妶D3。

圖3 川東北氣礦各主要增壓站在公司范圍內(nèi)能效水平橫向?qū)Ρ?/p>

2017年以來，氣礦通過能源管控圖件強化了鐵山、黃龍場等重點氣田能源管控方向，加強了重點能源監(jiān)督手段，及時優(yōu)化了鐵山片區(qū)、黃龍場片區(qū)工藝流程和增壓機組運行方式，在燃料氣單耗方面平均下降了32.73%（按四個氣田2016、2017 年平均單耗計算），同時由于縱橫向?qū)Ρ龋ㄟ^借鑒相關(guān)氣田先進管理經(jīng)驗加強區(qū)塊能源消耗管理，全礦在2017 年平均燃料氣單耗121.645 m3/104m3基礎(chǔ)上，2018、2019年單耗遞增率保持在18%左右（按四個氣田2017、2018、2019 年平均單耗計算），增長平穩(wěn)，2019年四川油氣田采集輸平均（增壓）燃料氣單耗309.59 m3/104m3，川東北氣礦燃料氣單耗138.7 m3/104m3，同時年遞增率較平穩(wěn)。

3.3 促進崗位人員快速“成才”

節(jié)能節(jié)水崗位由于其涉及面廣，要求能力相對較高，在氣礦人員逐漸減少的情況下，人員崗位變動頻繁且兼崗較多。以往，從其他崗位轉(zhuǎn)到節(jié)能崗位再到完全能夠勝任需要6 個月至1 年左右，而從2017年開始，氣礦堅持推行表格化、圖版化，通過量化工作，標準化分析能力，對崗位人員“成才”有了較大的提速，一般2～3個月就能夠基本勝任節(jié)能節(jié)水崗位工作，達到了“人換質(zhì)不降”的效果。

4 結(jié)束語

通過大數(shù)據(jù)的深化應(yīng)用，對一線用能，節(jié)能管控，措施挖潛等方面都做出了極大的貢獻，提升了氣礦的能效管控水平，為公司節(jié)能節(jié)水管理提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)。下一步，氣礦將進一步深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，通過指標融合、數(shù)據(jù)周期性預(yù)警和自動推送異常信息等信息化手段，強化異常問題處置的及時性，確保能源管控精準可控。