淺談如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)智能化油田生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

淺談如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)智能化油田生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：基于“信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路”的新工業(yè)化道路管理思想，對(duì)油田各項(xiàng)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)功能進(jìn)行研究，將數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)研究和指揮調(diào)配等各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能進(jìn)行整合，對(duì)油田智能化的發(fā)展方向提出了建議，以期能為油田智能化生產(chǎn)的實(shí)施提供參考依。

關(guān)鍵詞：兩化融合的新工業(yè)化道路;智能化;物聯(lián)網(wǎng)

基于“兩化融合”目標(biāo)而建設(shè)的“油田智能化生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱智能化系統(tǒng)），是對(duì)井、站、庫、管網(wǎng)等關(guān)鍵油氣生產(chǎn)設(shè)施實(shí)施數(shù)字化改造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化;通過一體化管理平臺(tái)的持續(xù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有成果的有效集成和數(shù)據(jù)共享;通過地上、地下油氣藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，開展生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、生產(chǎn)設(shè)施工況等綜合分析，不斷積累各階段的知識(shí)成果，為進(jìn)一步科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)提供輔助決策。

1.系統(tǒng)功能分析

智能化系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)，油田生產(chǎn)分析子系統(tǒng)，油藏分析子系統(tǒng)與生產(chǎn)指揮與安全預(yù)警子系統(tǒng)等四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)對(duì)原始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、回溯、分析，將加工數(shù)據(jù)以報(bào)表、優(yōu)化方案、告警等方式展現(xiàn)于用戶，為使用者提供參考依據(jù)，滿足礦、采油廠、油田公司等各層次人員對(duì)管理的需求。

四個(gè)子系統(tǒng)通過統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一認(rèn)證，統(tǒng)一框架”，通過服務(wù)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致、透明的訪問，滿足管理人員生產(chǎn)監(jiān)控、過程控制、運(yùn)行分析和指揮調(diào)度等精細(xì)化管理要求。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)包含三個(gè)平臺(tái)：①數(shù)據(jù)采集平臺(tái)：包含油水井、計(jì)量間、站場(chǎng)等生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，視頻數(shù)據(jù)等媒體文件的實(shí)時(shí)傳遞;②數(shù)據(jù)共享平臺(tái)：基于數(shù)據(jù)庫中間件技術(shù)，共享采油工程、地面工程等異構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù);③業(yè)務(wù)發(fā)布平臺(tái)：采用WCF等面向服務(wù)技術(shù)，發(fā)布油田不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域服務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的組件式構(gòu)建。

2.2功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)按功能結(jié)構(gòu)橫向劃分為四個(gè)子系統(tǒng)。其中，油田生產(chǎn)分析系統(tǒng)和油藏分析子系統(tǒng)以分析為主，從單井和區(qū)塊兩個(gè)層面綜合分析油田生產(chǎn)狀況，預(yù)測(cè)運(yùn)行趨勢(shì);數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與篩選，而生產(chǎn)指揮與安全預(yù)警子系統(tǒng)則更偏向于調(diào)度和控制管理。

系統(tǒng)縱向劃分為三個(gè)層次：第一層為原始采集層，為原始數(shù)據(jù)的直觀展現(xiàn)，既包含油水井、間站的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，也包含從外部系統(tǒng)共享得到的采油工程、地面工程等數(shù)據(jù);第二層為生產(chǎn)運(yùn)行層，通過綜合分析與處理原始數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)油水井工分析、設(shè)備運(yùn)行狀況預(yù)測(cè)、指標(biāo)運(yùn)行追蹤等，也將生產(chǎn)職能融入于系統(tǒng)中，完成趨勢(shì)預(yù)測(cè)、任務(wù)追蹤、調(diào)度管理等，為大部分使用者調(diào)用;第三層為高級(jí)決策層，系統(tǒng)通過智能分析結(jié)果，結(jié)合靜態(tài)數(shù)據(jù)，生成生產(chǎn)決策信息供油田上層人員參考和方案制定。

2.3數(shù)據(jù)流向

系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流向?yàn)椋簲?shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)的告警數(shù)據(jù)源于對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)和日數(shù)據(jù)的處理;油田生產(chǎn)分析系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)為綜合分析數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)，分析數(shù)據(jù)除在相關(guān)功能界面展示外，也有部分應(yīng)用于方案管理中;油藏分析子系統(tǒng)的圖幅數(shù)據(jù)單獨(dú)應(yīng)用于圖幅界面，動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)需要油藏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來構(gòu)建，所分析的數(shù)據(jù)應(yīng)用于預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中;指揮與安全預(yù)警子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)各行其職，實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的功能。

系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流向?yàn)椋簲?shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)為生產(chǎn)分析和油藏分析子系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來源;兩個(gè)分析子系統(tǒng)為指揮與預(yù)警系統(tǒng)提供決策數(shù)據(jù)支持;四個(gè)子系統(tǒng)整合于智能化平臺(tái)上，統(tǒng)一調(diào)用總體平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過用戶數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)認(rèn)證管理。

3.關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

1）面向服務(wù)的業(yè)務(wù)集成與發(fā)布技術(shù)。系統(tǒng)采用WCF完成服務(wù)平臺(tái)搭建。在完成業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)后，將服務(wù)地址、名稱、操作口令等服務(wù)信息保存于服務(wù)信息數(shù)據(jù)庫中，已實(shí)現(xiàn)服務(wù)的持久化。服務(wù)使用人員通過服務(wù)調(diào)用接口，獲取服務(wù)詳細(xì)信息，根據(jù)名稱和操作口令訂閱此服務(wù)，實(shí)現(xiàn)所需業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢和操作。面向服務(wù)開發(fā)將系統(tǒng)的耦合度提升到接口層面，服務(wù)地址更改，業(yè)務(wù)邏輯擴(kuò)展都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響，當(dāng)新增加業(yè)務(wù)邏輯時(shí)，只需要在服務(wù)端填寫新的接口，即在保證不更改服務(wù)器狀態(tài)的情況下，實(shí)現(xiàn)新功能的無縫配置，避免傳統(tǒng)系統(tǒng)需要重新部署的弊端，另外，在服務(wù)的開發(fā)、部署和維護(hù)過程中，所有的服務(wù)都可以統(tǒng)一管理，杜絕了資源的浪費(fèi)和濫用。

2）基于中間件的數(shù)據(jù)集成與共享技術(shù)。智能化系統(tǒng)是一個(gè)整合的應(yīng)用平臺(tái)，其包含成型系統(tǒng)的接入、未成形系統(tǒng)的升級(jí)和新系統(tǒng)的開發(fā)，統(tǒng)一各數(shù)據(jù)源，達(dá)到信息共享是系統(tǒng)的核心工作。通過數(shù)據(jù)庫中間件，系統(tǒng)創(chuàng)建了與不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)調(diào)用接口，封裝繁瑣操作和方法，在原有系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，完成與地面工程、油藏工程等異構(gòu)系統(tǒng)的有效整合，在系統(tǒng)間搭建采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，決策數(shù)據(jù)，方案數(shù)據(jù)的傳輸轉(zhuǎn)發(fā)通道，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)井/間/站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)及外系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、透明訪問。

3）基于WebGIS的信息處理與展示技術(shù)。系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的最直觀展現(xiàn)方式是GIS。系統(tǒng)以WebGIS為技術(shù)依托，搭建基于油田全景的多層可視化綜合信息展示平臺(tái)，集成各類狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，將實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)、性能分析、區(qū)塊運(yùn)行等數(shù)據(jù)通過各種設(shè)備載體展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)圖形化的、形象化的油田生產(chǎn)監(jiān)控