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油田数字化管理概论

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油田 数字化 管理 概论
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一、数字化管理平台的框架、功能分布及制定标准 指导思想: 充分利用自动控制技术、计算机网络技术,油藏管理技术,数据整合技术、数据共享与交换技术,结合长庆油田特点,集成、整合现有的综合资源,创新技术和更新管理理念,提升工艺过程的监控水平、提升生产管理过程智能化水平,建立全油田统一的生产管理、综合研究的数字化管理平台。达到强化安全、过程监控、节约人力资源和提高效益的目标。 具体分以下六大项内容: (一)平台建设目标 生产实时监控 生产自动控制 安全智能监控 数据自动统计 数据智能分析 方案自动生成 生产实时监控 将油井、供注水系统、增压站、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工业通用软件的组态。通过 作管理人员可以随时随地的查看现场生产状况。 安全智能监控 平台根据采集来的各生产场所装置的实时运行数据,进行不间断的诊断,一旦发现异常情况,平台将向操作管理人员以各种形式提出报警,保证生产过程中安全隐患的及时消除,提高安全性。 平台通过对视频监控数据的分析,能及时的对生产场所外来人员的闯入进行自动报警。 (一)平台建设目标 数据自动统计 平台建立综合数据库,将生产数据存储于数据库。基于这些数据,实现数据自动统计,自动生成各种样式报表、图表,从而为分析优化决策提供数据基础。 数据智能分析 平台集成地质、工艺、油藏管理以及其它优化专家系统。实现油田产能分析、单井动态分析、故障分析、生产参数优化分析、油藏分析等,并做出决策优化建议措施,从而为油田生产开发提供科学的依据及建议,提高单井产量和采收率 。 (一)平台建设目标 方案自动生产 平台通过集成各专家优化系统,实现油田生产调度、优化建议、措施等方案的自动生成; 平台通过对设备维修保养检测的信息的跟踪管理,能自动生成报警信息,并生成各种维护保养检测计划。 生产自动控制 平台根据自动生产的调度指令,通过集成现场控制装置,利用现有通讯网络,实现控制命令的下发,从而达到远程控制生产装置启停以及阀门截断、抽油机的智能间抽智能变频等操作。这样可以极大的降低现场操作人员的工作量,大大提高工作效率。 (一)平台建设目标 (二)平台建设思路 数字化平台 分析优化决策 智能调度控制 采集监控诊断 生产数据管理 为实现上述六大目标,平台将利用 “采集监控诊断、生产数据管理、分析决策优化、智能调度控制的一体化数字管理思想” 为建设思路,集成各自动控制系统、计量系统、诊断系统、优化分析系统、专家系统以及视频监控等系统,实现油田的数字化生产管理。 (二)平台建设思路 1. 采集监控诊断 利用现有的或在建的油田监控系统,集中采集自喷井、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、罐区等生产场所装置的实时生产数据,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,包括油井的功图计量数据。实现生产实时、智能监控 。 (二)平台建设思路 2. 生产数据管理 平台建立综合数据库,包括实时数据库和关系数据库,分别管理存储采集到的实时数据和生产管理数据。实现了数据的自动入库、数据的自动统计、报表图表的自动生成等功能,为分析决策优化提供了坚实的数据基础。 (二)平台建设思路 3. 分析决策优化 平台利用采集到实时数据以及示功图数据,结合油井静态数据,进行分析诊断,实现对油井的自动计量、优化、工况诊断以及抽油机合理调度。 平台集成地质专家系统、工艺专家系统、油藏管理系统。实现油田产能分析、单井动态分析、故障分析、生产参数优化分析、油藏分析等。为油田的生产开发提供科学的依据及建议,实现一井一法一工艺作业,提高单井产量和采收率 。 平台集成现有的优化诊断系统,利用其生成的决策、优化建议,措施方案,通过平台来进行审批、调度和执行。 (二)平台建设思路 4. 智能调度控制 平台基于分析决策优化的结论以及诊断出的故障,通过现场执行装置( ,实现远程自动控制。如利用井场的自动投球装置、自动投球;利用抽油机控制器,实现间抽;变频智能控制;通过增压站、联合站、转油站、注水站的控制装置,实现远程的阀门泵液位的控制。异常情况下,快速的对管网运行切断控制,避免管线泄露造成的重大损失。 平台集成 过对各种应急材料、风险源以及管网等信息的管理,能迅速的对各种紧急情况进行调度支持。 (二)平台建设思路 (三)建设原则 1. 充分利用现有资源以及数据,坚持低成本原则 2. 平台模块化,可灵活分模块部署应用 3. 平台建设要高起点、标准化 4. 平台建设要有良好可扩展器、继承性 5. 平台稳定可靠、先进成熟、易操作 (四)平台框架 平台总体建设框架为:一库一平台两系统。即一个综合数据库、一个平台、生产管理系统和智能专家系统。 综合数据库 生产管理系统 智能专家系统 平台 综合数据库 实时数据库 关系数据库 油井数据 注水数据 站数据 管线数据 灌区数据 … 静态数据 动态数据 作业数据 专家数据 应急数据 设备数据 … 综合数据库 (四)平台框架 生产管理系统 生产管理系统 数据自动采集 异常自动报警 单井电子巡井 远程自动控制 油田自动调度 油井动态分析 生产数据管理 应急指挥抢险 设备数据管理 (四)平台框架 智能专家系统 智能专家系统 工艺专家系统 地质专家系统 油藏油田管理 (四)平台框架 平台部署图 (四)平台框架 (五)业务功能分布图 生产监测 功图采集 远程控制 报警监测 视频监测 车牌识别 生产数据分析统计 管线泄露监测 井口数据 、 视频上传至增压站 。控制指令下发 井口数据 功图处理 产量计量 供电状况 远程控制 站控监测 报警监测 视频监测 车牌识别 班报数据统计 管线泄露监测 可燃气体监测 生产监测 功图采集 远程控制 报警监测 视频监测 车牌识别 生产数据分析统计 基础信息查询 管线泄露监测 可燃气体监测 应急抢险指挥 安全与应急 工况分析 设备维护 地质专家 工艺专家 油藏管理 报表统计 油藏管理 工艺分析 地质分析 静态数据 1. 数据自动采集 (六)平台功能 管网实时数据 站控实时数据 油井实时数据 增压站实时数据 数据采集软件 实时数据库 数据处理 综合数据库 无线传输 光纤传输 利用 1. 数据自动采集 井井口数据 利用 集数据包括油压、套压、动液面、电机、电量、电流、电压等以及功图数据 (六)平台功能 水数据采集 利用 据包括注水井、配水间 、 注水站等 压站 /联合站数据 (六)平台功能 线数据 平台的实时数据库通过站的现场压力数据采集到数据库中,以管网拓扑图的形式,实时显示各个管线节点的压力、流量、温度等数据,对管网运行状况进行实时监测。 (六)平台功能 区数据 平台集成罐区雷达液位监测系统,对罐区的工艺流程进行组态,实时显示油罐的容量、安全容量、油水界面、液位、温度等参数,用户可以直接通过网络对各个罐区进行监控和计量。 (六)平台功能 2. 异常自动报警 场报警 通过对油井、注水系统、设备装置的生产实时运行状况的实时监视,平台能及时的向管理操作人员反映出装置设备运行的任何异常,一旦发生异常情况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。 报警 通过对增压站、联合站、转油站等站的设备装置的生产实时运行数据的实时监视,一旦发生异常情况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。 (六)平台功能 线报警 实时采集管线泄露检测控制系统的检测结果,平台根据结果来判断管线是否正常运行,如有泄露情况发生平台则出现报警提示,及时通知相关负责人。 (六)平台功能 频报警 通过平台的视频移动侦测功能,可以根据现场图像来判断是否有动物或人闯入,当异常情况发生后在指挥中心或现场都有报警提示,工作人员可以在指挥中心直接向现场喊话,做出警告 。 (六)平台功能 3. 单井电子巡井 集成数据自动采集、功图分析、井场异常监控、油井故障分析、异常自动报警、巡井调度组织等功能,全方位监测油井生产过程,实现单井生产自动化。 使用电子巡井、身份识别和预警报警技术。操作人员在站上可对进入井场人员提醒和警告。 (六)平台功能 4. 远程自动控制 用自动投球装置、自动加药装置,平台实现远程自动控制功能; 用井口电极保护模块,实现抽油机启停远程自动控制; 过增压站、联合站、转油站等主要场所频繁操作阀门的自动化改造,平台能够远程控制阀门; 站上的控制室,统一井、站的监控,实现 24小时运行监视、控制操作、报警处理、故障记录; 通过管线泄漏检测控制系统,平台实现远程监控管线泄漏事件分析。 (六)平台功能 5. 自动诊断分析 究功图法计量原理,结合井场具体实际,提出修正方法,提高计量精度。拓展功图法计量的信息利用范围,诊断抽油机系统工况,优化机采系统参数; 集主要生产场所压力、温度、流量、液位等参数,通过可燃气体检测仪和视频监视系统,实现对各种生产异常情况的自动诊断分析; (六)平台功能 6. 生产智能调度 在 发数字化生产调度系统,利用采集井、站(增压点)、管线和联合站等实时数据、视频图像数据进行分析处理,自动形成作业指导建议、应急抢险辅助预案,并能够实现快速的生产调度和下发指令。 (六)平台功能 7. 油井动态分析 利用采集油井的实时数据、功图数据,抽油机运行状况数据以及注水数据,进行分析诊断,智能的分析油井运行状况,自动产生科学的油井维护措施建议。 (六)平台功能 8. 生产数据管理 生产数据管理 原油生产 油田供注水 井下作业动态 集输运行 产能建设 电力系统管理 重点工作动态 旬度会议纪要 车辆管理 (六)平台功能 实现包括原油生产、油田供注水、集输运行、电力系统管理等生产数据管理。满足日常生产报表需求,同时以图表、曲线的形式直观显示全厂及各单位原油生产情况,计划完成情况,生产与计划对比情况,展现井下作业动态,集输运行情况,深入挖掘现有数据内在的联系,为科学的进行油田生产调度提供充足的数据分析基础。 (六)平台功能 9. 应急抢险指挥 建立应急基础资料台帐,管理全厂辖区范围内大站大库,集输管网和注水管网,电网示意图;对风险源点的划分,风险源点的分布进行分类整理;对应急抢险人员和物资进行统一管理,建立应急抢险资源台帐;集中管理应急管理预案,及时通过网络平台发布应急抢险方案。 应急抢险指挥 应急基础资料 风险资源点分布 应急抢险资源 应急预案 应急抢险方案 (六)平台功能 10. 设备维修维护管理 实现对 井站动设备、阀门、一次以表以及附件设备维修、保养、润滑、检测的自动报警及分析功能,合理安排设备的维修、保修、检测计划等,科学合理的安排设备备品备件的采购库存。 设备管理 设备维修 设备保养 特种设备检测 备品备件管理 设备报警 设备润滑 设备运行 (六)平台功能 (六)平台功能 1. 地质专家子系统 利用动态数据,分析井、区块、油田的产能变化趋势,形成科学的油田开发和措施建议方案,提供指导决策支持实现单井产能评价与配产、动态预测。 地质专家子系统 油井基础参数 功图基本参数 常规生产记录 产能分析 配产分析 油井动态分析 (六)平台功能 2. 工艺专家子系统 通过建立适合长庆各油田特点的专家知识库、油井故障实时诊断方法,提供采油工程设计的具体方案等。系统从油井开井实时跟踪分析油井生产情况。充分利用实时数据、分析生成日常维护方案以及生产参数的优化建议书等; 利用平台产生实时油井生产数据和油井基本数据,对各类油井生产情况进行诊断,及时反馈信息;确定油井是否在正常状态下生产;对故障进行诊断,找出故障出现的原因,提出解决方案。 (六)平台功能 3. 油藏管理子系统 利用工艺和地质专家系统对油井和区块分析形成的结论,结合井的动静态数据库数据、勘探、测井等信息,应用油藏分析技术,形成分层分块分油田的管理格局。为滚动开发提供决策依据,指导实现一井一法一工艺作业,提高单井产量和采收率。 (七)制定标准 1. 制定数据采集标准,包括点表命名标准、数据接口标准; 2. 结合 3. 编制信息系统间集成标准; 4. 编制平台操作规范,规范各级岗位操作标准; 数字化生产管理 多级监控、流程管理 同一平台、数据共享 智能分析、实时预警 精确定位、协同动作 自动化站控 闭环的工业控制 信息孤岛 自动化 —— 数字化 —— 信息化 信息化 自动化 限的监测控制 系统各自为政 含人事管理) 财务管理系统 生产运行系统 电子商务系统 生产数据库 源头不畅 合同管理系统 工程造价系统 二、关键技术及推广应用 1、自动投球技术 2、井场闯入报警技术 3、电子巡井 4、电子路卡 5、管线堵漏判断 (待研发 ) 6、新型加热炉 7、功图计量网络化 8、数字化工控系统 9、智能化生产管理平台 10、橇装增压装置 (刚试点 ) 二、关键技术及推广应用 十项技术: 研发自动投球装置,依据井组位置、管线状况、季节等因素设定投球间隔时间,在不放空、不断流的情况下自动发球清管。改变了以往人工停井、倒流程、放空投球清管的方式。 1、自动投球技术 二、关键技术及推广应用 语音提示 抓拍照片 近景判断 声光报警 2、 井场闯入报警技术 研发具有智能学习、分析技术的视频服务器,用于井场网络视频监控和闯入报警及语音警示。 突出锁定 移动侦测 二、关键技术及推广应用 3、 电子巡井 井场数据自动采集 数据智能分析 油井功图计量 油井故障报警 停抽油机 井场视频信号采集 视频智能分析 人员闯入报警 井场喊话 通过实时采集油水井数据和视频,并同步进行数据监视、工况判断、视频识别,确保油水井生产安全、平稳、有效。巡井的内涵发生了根本变化。 二、关键技术及推广应用 4、电子路卡  关键路口安装视频装置,拍照取证,实时监测通过车辆;  车牌识别,发现可疑车辆提示作业区重点监控;  系统智能提示可疑车辆可能去的井场及大概到达时间;  可疑车辆通过下一 视频装置 路口,则本路段报警取消,进入下一报警路段。 二、关键技术及推广应用 5、管线堵漏判断  井组管线:实时采集井场出油压力、进站压力,自动绘制压差及进、出口压力曲线,设置报警范围,事前预警;  输油管线使用管线检漏软件,实时监测,泄露点判断。 二、关键技术及推广应用 6、 新型加热炉 通过水温自动控制火嘴 。 二、关键技术及推广应用 数字化采油工艺管理系统结构 基本生产单元 主要管理单元 综合管理单元 第一个层面 第二个层面 第三个层面 油水井动态分析系统 功图法油井计量系统 采油工艺专家系统 功图法油井计量系统 系统维护专有网站 功图法油井计量系统 ) ) ) )日常管理 生产运行管理 智能决策管理 7、 功图计量网络化 二、关键技术及推广应用 采用客户机/服务器 + 浏览器/服务器相结合结构 系统网络化结构 二、关键技术及推广应用 8、数字化工控系统  以站点为基本管理单元  电子巡井;  油井参数设置、工况判断;  注水井远程调注水量;  油井、水源井远程启停;  智能分析、语音报警;  变频连续输油。 二、关键技术及推广应用 语音报警项: ①当站点关键运行参数超过高限、超高高限、低于低限、低低限时; ②当油井出现断脱、卡泵时; ③井场有外物闯入时; 变频连续输油: 检测缓冲罐连续液位,自动调节变频器频率,从而调节输油泵排量,实现连续不间断输油。既保证联合站三相分离器进液平稳、又保证设备和工况相对稳定、还能减轻增压点员工工作强度。 二、关键技术及推广应用 9、数字化生产管理平台建设 开发集数据共享、智能分析、措施方案生成、优化决策和辅助应急指挥的智能化生产管理平台。 生产实时 监测 安全智能 监控 数据自动 统计 方案自动 生成 工况智能 分析 系统远程 维护 应急救援 协调 二、关键技术及推广应用 平台拓扑结构 二、关键技术及推广应用 客户机 关系数据库服务器 实时数据库服务器 作业区客户机 站级视频服务器 站控服务器 专用 协议 站级 厂级 公司级 站客户机 1、站控软件 数据采集、生产监测、 可燃气体监测、电子巡井、功图计量、工况分析、井站控制 2、 动采集数据上传 3、视频 视频监控、视频报警 4、站客户软件 人工数据录入(限时录入、数据缓存功能) 接收上级指令 作业区级 作业区 生产监测、工况分析 、功图分析、含水分析、设备维保、远程控制、基础信息、应急抢险指挥、报警监测、视频监测、车牌识别、可燃气体监测、生产报表、管线泄露监测、身份验证缓存 厂级视频服务器 厂客户机 厂客户机 作业区客户机 厂 户端功能 生产监测 工况分析 含水分析 功图分析 报警监测 视频监测 车牌识别 基础信息查询 管线泄露监测 可燃气体监测 身份认证 指令下发 厂报表统计 设备维保 地质油藏管理 工艺专家 应急抢险指挥 客户机 客户机 客户机 生产监测 报警监测 视频监测 应急抢险指挥 身份认证 公司报表统计 综合油藏管理 综合工艺分析 综合地质分析 静态数据管理 不同层级功能分布 二、关键技术及推广应用 10、橇装增压装置  加热、变频混输、缓冲、分离多功能集成,满足多种工况的数字化管理要求;  橇装结构便于标准化建设;  建站快捷、占地面积小;  采用高频翅片管、高效节能燃烧器,实现伴生气就地利用。 二、关键技术及推广应用 完
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