境外油田安全管理數字化建設研究

摘要：油田開發作為風險要素多、技術要求高的綜合性管理項目，雖然在境外面臨巨大挑戰，但同時也是“中國式標準”的重要表現形式。當前，境外油田開發項目中的安全管理模式以體系構建和聯合檢查為主，現場配備安全人員進行監督指導，面對境外社會環境復雜、生產條件落后、不可控范圍較大等多重挑戰，安全管理水平一直難以提升。提出以當前安全管理模式為基礎，建立數據中心平臺和智能流程框架，實現安全管理的數字化功能，針對生產風險實現系統智能診斷，并對高風險作業實現全流程管理，以此解決資源調度問題，實現多部門的協同管理。

關鍵詞：境外油田；安全管理；數字化；智能診斷；資源調度

0 引言

當前，隨著國家“一帶一路”倡議的不斷深化，沿線國家和地區的基建狀況日趨好轉，通信能力日漸提升，數字化項目成功案例越來越多。油田建設是集高風險、高技術于一體的綜合管理工程，也是能夠帶動基建、電力、交通發展的重要戰略項目，各項高新技術的廣泛應用給油田建設帶來了新的發展機遇和挑戰。

中資企業為提高境外油田開發的安全管理水平，投入了大量的人員和精力，也取得了優異的安全管理績效。但近幾年，國際油價呈下降趨勢，利潤空間不斷壓縮，不少石油企業遭受嚴重打擊。雖然2022年國際油價有所回暖，但受制于國際局勢，未來仍充滿不確定性。因此，在這種大的環境趨勢下，以降低人工成本預算、提高工作效率實現油田安全管理更加科學化、透明化，逐漸成為石油企業可持續發展的戰略目標，同時為創設油田安全管理數字化提供了保障[1]。

1 境外油田安全管理數字化的預期目標

在境外開展油田安全管理數字化建設的目的是建立一體化信息平臺，打通信息壁壘，實現信息資源共享，降低多系統信息維護難度，完成現場風險的智能診斷，優化生產調度，提高工作效率。因此，需要以安全管理和應急響應為出發點，模擬安保管理、人員動態管理、消防管理、生產應急管理等場景的風險管控[3-4]，最終完成一體化數據管理、風險智能診斷、監管模式轉變等工作。

1.1 一體化數據管理，完成油田全域感知體系建設

針對預期實現的功能，建立場景數據中心，包含實時數據、歷史數據、基礎數據，并能夠動態完善，為系統綜合應用提供基礎數據。以該數據庫為基礎建立油田全域感知體系，實現智能油氣藏、智能地面工程、生產經營管理一體化建設，信息的深度融合，智能決策分析，為提升油田安全管理和應急響應能力奠定基礎。

1.2 風險智能診斷，完成油田安全數字化建設

以對油田全域作業現場的實時感知為基礎，進一步集成油田內人員、車輛、環境、消防等多個維度整合數據，完成油田數字化。通過對各項信息進行數字化處理，優化診斷算法，建立診斷知識庫，以此完成油田內的風險預測診斷，提升油田安全管理信息的完整性和實時性，為提升油田安全管理和應急決策能力提供有力的技術支撐。

1.3 監管模式轉變，優化油田資源調度管理

以調控中心監控預警為核心，追蹤高風險作業實時動態，實現安全監管模式的轉變，豐富各層級現場安全狀態監管手段，實現油田總部、各部門及所屬承包商公司對作業現場信息的實時監控，促進現場安全管理水平提升。

2 境外油田安全管理數字化的關鍵技術

在境外開展油田安全管理數字化建設，最核心的任務是打破信息壁壘，以問題為導向，以前沿技術為支撐，完成數據中心平臺和智能流程框架的建設。

2.1 建設數據中心平臺

如圖1所示，建立數據中心平臺，完善基礎信息庫，實現歷史數據的遷移整合，實時數據的定時遷移，為智能化應用、專業分析及評價、調度管理等提供基礎數據和實時數據服務。針對建立的數據中心平臺，需要提升數據集成能力，針對每一項功能的實現制定獨立的數據采集平臺。由于油田各方數據存在差異化，需要針對數據集成功能，支持多種數據庫、多種方式的存儲，并為第三方軟件或者數據采集監管平臺提供標準統一的數據源[5]。

2.2 構建智能流程框架

利用先進可靠的安全管理理念、大數據云計算技術、GIS地理信息技術、物聯網技術，構建多要素的信息感知、采集、傳輸體系，研發智能化的分析、決策應用系統，建設多業務協同管理的指揮中心，實現應急事件形勢可感知、工程運行可掌控、資源配置可模擬、調度指揮可協同，形成“事前—事中—事后”全周期的管理。針對油田的完整工藝流程建立數據傳輸框架，包括可視化層、平臺應用層、平臺服務層、邊緣采集與計算層、設備層等各層次的數據處理[6-7]，如圖2所示。

3 境外油田安全管理數字化的主要功能

境外油田安全管理數字化建設項目的主要功能是實現油田全域可視化，并對生產過程風險進行智能診斷，對油田內施工過程中的高風險作業實現智能化管理，以及對油田內的協同進行精細化管理。

3.1 油田全域可視化

生產可視化是指將油田內的工藝管理實現參數監控，全面覆蓋現場所有生產數據和安全數據，能夠從中心數據庫中調取所有數據，包括工藝過程管理、產量監控、油田視頻監控等數據。

3.1.1 工藝過程管理

工藝過程管理包括參數監控和集輸工藝優化。參數監控主要是對油田內重要聯合站、集輸站、接轉站等關鍵環節運行狀況的遠程監控，以及連接重要站點的集輸管線上下游運行狀態的監測。集輸工藝優化是指通過對上下游站點數據進行智能分析，給出站點工藝流程的優化建議，或者給予設備在目前運行條件下的優化參數，實現采油集輸穩定高效地運行。

3.1.2 產量監控

產量監控是指利用表格、柱狀圖、曲線圖等形式，直觀地展示廠、作業區、站點三級的實收產量變化情況，對產量變化進行智能分析并預警，便于員工快速掌握產量變化情況并及時進行處置。

3.1.3 視頻監控

視頻監控更多的是出于油田安保問題，在重要節點設置監控設備。“數字化油田”建設通過整合已有視頻監控系統，使界面統一便于監控，在技術層面能夠實現單點登錄，避免多系統重復登錄，并且可以完成定制視頻查詢，快速定位視頻內容。

3.2 生產風險智能診斷

如圖3所示，生產風險智能診斷包括知識庫管理、異常診斷、預警報警、預測優化、措施效果、統計分析6步循環，具體內容見表1。另外，依據建立的智能診斷系統，實現授權用戶每周填報的功能，按照部門匯總自動生成作業點位分布圖，根據風險級別細化高風險作業，及時通知安全管理人員進行確認與處置。

3.3 高風險作業管理

高風險作業主要包括作業方案、作業過程管理、施工效果評價三部分內容，建立標準作業安全分析庫，根據作業前安全分析，提供危害識別及對應的防控措施，以此完成高風險作業前的資料準備提交、方案會審、批準。另外，系統完成高風險作業中的作業動態匯報、現場情況上傳、違規情況記錄，高風險作業后的高風險總體匯報，總結和存檔三個階段，從而完成高風險作業的全流程管理[8]。

3.3.1 措施方案制訂

將智能診斷系統診斷出的問題及作業建議下發給各單位核實，確認是否與智能診斷系統診斷建議一致。若一致，制訂措施方案，將措施方案推送給調度系統進行審批、下發；若不一致，則反饋給智能診斷系統診斷結果有誤。

3.3.2 作業過程管理

通過系統在線錄入每日措施進度，系統自動按照各單位匯總生成措施作業簡報，描述當先作業進度、施工隊伍情況。系統可通過視頻快讀定位作業現場，直觀了解各作業現場實際進展情況。

3.3.3 效果評價

完成措施作業后，實時對比預測措施與實際措施，得到此次措施效果評價，并對此次施工作業情況進行總結并完成資料歸檔。

3.4 多部門協同管理

協同管理的目的是實現多部門協同辦公、消除消息壁壘，主要包括生產信息管理、日常調度管理、值班管理、重點工作管理、協同辦公。

3.4.1 生產信息管理

生產信息管理主要包括關鍵參數預警、產量預警、安全環保預警（管網與有毒氣體），具體內容見表2。

3.4.2 日常調度管理

將現場重點工作由業務主管部門值班人員安排至相關崗位執行，對于需多崗位配合的工作可細化分解至指定崗位，明確崗位任務及完成時間，由值班人員每天上午5點前在系統上報工作進度，便于各級人員查閱。

之后，系統開始進行生產調度工作，經崗位人員將生產工作上報調度班組后，由調度班組負責協調安排相關崗位完成工作，并實時落實工作進度，對于當天無法完成的工作系統自動推送至下一天，直至工作完成，從而形成“上報—安排—處置—反饋”的流程化管理，提升各級日常工作的處置效率。日常調度管理流程如圖4所示。

3.4.3 重點工作管理

操作崗位每天將生產任務的工作生產情況上報至生

產信息管理模塊，經各層級審核后生成各項工作生產簡報，供相關部門匯總查詢。生產運行簡報流程如圖5所示。

4 結語

本文以境外油田開發項目中的安全管理數字化建設為目標，提出了在建設過程中需要解決的關鍵技術和需要實現的預期功能，主要結論如下：

（1）實現油田全域可視化。境外油田開展安全管理“數字化”建設項目，可以極大降低境外社會環境的不可控性，穩定提升油田內的安保管理水平。必須堅持常態救災和非常態救災相統一，并且能夠基于GIS技術實現應用場景、災害場景、重要場景的全息可視化，全面加強安全管理和應急響應體系的信息化建設與應用。

（2）將信息化管理技術應用于安全管理。基于當前已經成熟的多維數據感知技術，進一步完善安全管理的聯合機制，形成“統一指揮、專常兼備、反應靈敏、上下聯動、平戰結合”的模式，以信息化推進安全管理和應急管理能力現代化，為安全生產事故預防體系提供支撐。

（3）提高安全管理和應急響應決策的及時性和科學性。以對油田全域作業現場的實時感知為基礎，進一步集成油田園區內人員、車輛、環境、消防等多個維度整合數據，提升油田安全管理信息的完整性和實時性，使基于實時數據的應急響應決策成為可能，從而為提升油田的安全管理和應急決策能力提供有力的技術支撐。

參考文獻

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收稿日期：2022-08-25

作者簡介：

謝興華（1984—），男，研究方向：境外油氣田工程HSE管理。

魏可可（1994—），男，研究方向：境外油田開發與生產的安全管理、石油HSE咨詢評價。28，17，23，17