力控智慧油田解决方案

1 方案概述

力控智慧油气田解决方案是力控科技针对油气田行业推出的整体解决方案，可以帮助油气田企业推进自动化系统和信息化系统的深度融合、生产过程和管理流程的深度融合，为油田发展提供信息强力支撑，解决国内油田企业信息化中缺少统一的信息资源服务平台问题。

力控智慧油气田解决方案遵循“标准化设计、模块化建设、标准化采购、信息化提升”的“四化”原则和“统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理”的“六统一”原则，并以“建用结合，以用为主”为工作方针，帮助油气田改进劳动组织形式，压扁管理层级，提高劳动生产率，推动体制机制创新。 

“智慧油气田”是在“数字油气田”的基础上，借助业务模型和专家系统，全面感知油气田动态，自动操控油气田活动，预测油气田变化趋势，持续优化油气田管理，虚拟专家辅助油气田决策，用计算机系统智能地管理油气田，基本实现油气田生产过程自动化、业务管理协同化和全面信息共享，支持井位部署可视化，油藏、钻采、地面工程方案编制的全面优化，力争达到“看地图调度，听数字指挥，让数字说话”。

通过智慧油气田建设，努力实现油气田的“四个转变”：数据管理由分散采集、逐级汇总、层层上报向源头采集、集中管理、授权共享转变；地质研究由分专业、多层次的研究向跨专业、不同学科的协同研究转变；生产管理由人工巡检、逐级反映、经验管理向生产过程实时监测、动态指挥的转变；经营管理由分系统操作、期末算账、事后分析向业务联动、事前预测、事中控制、优化决策的转变。

2 系统建设难点

伴随着国家工业化、信息化的两化融合，企业信息系统的深化，信息系统的标准化和平台化是企业信息化的关键，而油气田生产现场恶劣，分布点多面广，控制设备和信息化集成厂家众多，而信息化行业的摩尔定律导致系统更迭快，油田信息化建设早期都存在一些以关系数据库+各种开发工具形成的信息系统居多，这些信息化系统在规模扩大后面临着以下困难： 

2 系统扩容后，个别厂家的系统很难稳定，调试周期长。 

2 自动化设备接入接口与信息化层的接口不统一，集成困难。 

2 因为没有统一平台，系统维护困难，工作效率低下。 

2 新的IT技术出现后，系统升级麻烦，适应性差。 

3 系统架构

系统部署方案主要由4个网络层次构成，整体架构如图31所示：

Ø 总公司级

Ø 采油（气）厂级

Ø 作业区级

Ø 场站级

3.1 总公司部署架构

以各采油（气）厂数据（实时、关系）平台作为数据源对象，将总公司需要的实时数据、关系数据同步至总公司实时数据库、关系数据库中，建立总公司管理子系统模块。

3.2 采油（气）厂部署架构

采油（气）厂部署实时数据库，接收作业区传送来的数据。通过对各个作业区数据进行统一平台集成，针对采油（气）厂的系统平台进行建设，提供有效的数据分析结果，并实现实时监控、工况分析、安全管理、报表管理、设备管理子系统管理模块，根据各油田实际情况拓展其它管理子系统，完善采油（气）厂的生产管理平台。

3.3 作业区部署架构

在作业区进行软硬件安装及开发，将其管辖范围内站点、井场生产数据通过无线或有线的网络通讯方式整合，并对所有设备信息标识、区域位置及状态进行统一标识，建立标准的生产数据点表、数据库结构。

为了提高生产系统的安全性，可以通过安全隔离网关和工业防火墙将作业区分为办公网和生产网两部分，可以有效隔离信息网络对生产网络的影响，保证生产系统的安全性。

作业区部署架构下图所示。

3.4 井场部署架构

油田现场分为油（气）井和场站两类，油（气）井采用无人值守站的形式，场站采用有人值守站的形式。

3.4.1 油（气）井

油（气）井采用无人值守站的方式，RTU作为无人值守站的数据通信中心，与油（气）井进行数据采集和通信。作业区的采集通信服务器则通过RTU采集油（气）井的数据。

油（气）井的部署架构下图所示。

3.4.2 场站

油田的场站包括联合站、接转站、计量站、增压站、注水站等各类站控系统。

站控系统是集数据采集、自动控制和智能分析于一体的综合管理系统，站控系统由负责数据采集的硬件部分和负责分析管理的软件部分构成。

站控系统的部署架构如下图所示。

                                  图4-6场站部署架构

站控部署方案如下：

Ø 两台软冗余站控服务器：实现数据采集和存储。

Ø 若干台操作员站：实现画面实时监控功能。

4 系统功能

4.1 生产数据采集和通信 

数据采集和通信是智慧油气田的基本功能，将喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井、注水井、配水间、注水站、油水集输管网、增压站、转油站、集输站、罐区等生产现场的油（气）井和场站的数据采集到数据库中，包括压力、温度、流量、液位、电流、电压、转速、功率、载荷、冲程、冲次以及视频等运行参数数据，以及油（气）井的功图计量数据等，并逐层汇聚，供SCADA和生产指挥系统使用，同时通过通信功能可以实现对现场的远程控制。

4.2 生产数据存储 

力控智慧油气田提供生产数据存储功能，构建智慧油气田上层应用所依赖的基础数据中心。生产数据归档存储不依赖于第三方关系型数据库，但可以与第三方关系型数据库进行集成，通过ETL转储工具与其进行数据转储交互，共同构建上层应用所依赖的数据中心。

4.3 生产实时监控 

油井、供注水系统、增压站、计量站、联合站、管网等现场生产数据通过数据采集技术采集到平台实时数据库中，结合各生产场所的二维或者三维工艺流程图进行组态。操作管理人员可以随时随地的查看现场生产状况。

4.4 曲线图表

系统提供多种曲线和图表组件用于对数据进行可视化显示，典型的如实时趋势曲线、历史趋势曲线、XY曲线、直方图、饼图、温控曲线等曲线工具。显示用户设置的温度、压力、流量等数据的实时、历史数据。同期对比某一监测值（温度、压力、瞬时流量、累计流量等）在特定时间段内不同日期同一时刻的采集值。

4.5 生产报警 

通过对油（气）井、气井、注水井、集、输、配气站、脱水站、增压站、阀室、处理厂、管网设备装置生产运行状况的实时监视，对发生的任何异常情况，系统平台能及时通过各种报警方式提示通知相关操作管理人员。系统报警方式主要分为：声光、图像、屏幕图标闪烁以及视频监视联动等。

4.6 生产报表

通过表格的形式展示、操作、处理各级生产单位的井站、站场、阀室、净化、管线等生产动态数据，生成各级符合用户业务需求及格式需求的表格。

4.7 功图计量

由实时数据库结合关系数据库共同完成示功图数据监控、设备工况分析及示功图显示，计算油（气）井的产量，判断抽油机的工况状态。通过功图对比与分析功能可以对任意时间段内的历史功图进行查询和分析，供调度人员对所有油（气）井进行工况分析和量油计产，同时和其它生产监控及管理门户进行有效的嵌入和集成，形成统一的数字化调度和管理平台。

4.8 电子巡井

采用计算机替代一个人一天去各个井场巡井，通过视频、抽油机参数、功图工况等信息直接在计算机上显示。

4.9 视频系统集成

与视频系统联动，快速定位现场异常问题。

5 方案总结

油田建设能使油田企业提高工作效率、提高工作质量、增加企业经济效益和社会效益。建设各个环节应用控制系统进行智能化处理、快速整合。使这些信息资源得到最大限度地共享和有效利用，及时为决策者提供依据，促进企业管理水平和运行效率的提高。使油田管理走向科学化和最优化，使企业业务流程规范化、信息资源共享最大化、制度管理科学化。从而促使企业整体水平的提升，增强石油企业在国际市场的竞争力。力控系列产品作为基础的自动化软件平台和数据中心管理平台，为油田基础的数据采集与管理发挥了巨大的作用。