长庆:数字油田的三端架构

中国石油所属的地区分公司——长庆油田，地处陕、甘、宁、内蒙古、晋五省（区），特殊的自然环境使已开发的数万口油气井上千座井站和数千米输油管、线分散在大山深沟和戈壁荒滩。面对2013年“5000万吨油气当量”的发展目标，长庆油田立足于油气生产实际，用信息化改造传统石油工业，积极探索与实践低成本的油气田数字化管理建设模式，为企业生产经营管理和业务发展提供了强有力支撑。

物联网三端架构

由于油气井分散地广，长期以来，长庆油田井口数据录入、统计分析、油样采集、投球收球、储油罐液位计量和井口启停等工作，需要大量的人员到现场才能完成。随着全面推进油气田数字化建设进程加快，步入“大油田管理、大规模建设”的长庆油田，按照数字化建设“三端五系统三辅助”的总体架构，在生产指挥、现场作业、油藏开发三个层面实施了数字化管理。

据介绍，“三端”是指在生产过程，重点按照整体性和规模性的要求，推进数字化作业区建设，加快老油田数字化改造。前端以基本生产单元过程控制为核心，以站（增压点、集气站、转油站等）为中心辐射到井，构成基本生产单元。按照地面装备小型化、集成化、橇装化的技术思路，围绕“井、线、站”一体化、“供、注、配”一体化，研发油气井生产控制所需的系列配套装备，推广应用数字化新设备新工艺，使油气水井与场站实现标准化、网络化、智能化管理，把没有围墙的工厂转变为有围墙的工厂式管理。截止目前，油田数字化覆盖率已达到91%，基本实现了油气田的数字化管理。

中端以基本集输单元运行管理为核心，以联合站（净化厂/处理厂）为中心，辐射到站（转油站、集气站）和外输管线，构成基本集输单元。利用前端采集的实时数据，建设油气集输、安全环保与应急抢险一体化的安全环保风险感知和预警系统，形成输油泵、集输管线与环境敏感区的安全环保“三道防线”和公司、厂（处）、作业区、岗位“四级责任”体系，提高生产运行系统的风险预警和远程控制能力，实现“让数字说话，听数字指挥”。

后端以油气藏研究为核心，以数据链技术为手段，建设业务流和数据流相统一的油气藏研究与决策支持系统，对油气藏实时监测、动态优化和及时调整，实现跨学科、跨领域的协同研究与决策，有效提升油气藏开发管理的科学化水平。配套推进ERP和MIS的应用，提高油气田开发决策管理的科学化水平。

在信息化引领之路上，长庆油田正以前端井、站和管线等为物联对象，结合装备的网络化、智能化发展趋势，开展底层嵌入式技术集成应用，研发了数字化抽油机、一体化集成装置等一系列新的装备；形成了智能分析、自动调节、集成嵌入数字传输等六大系列，稳流配水、气井智能保护、井场视频智能闯入分析、标准站控技术、生产网络安全管理等25项技术，有效提升了油气生产的现代化水平。

数字管理变革

对长庆油田来说，信息化建设目前已经步入了集成应用阶段。在管理方面，长庆油田从信息化源头做起，建成了生产过程控制、生产运行指挥和决策分析的数字化管理系统，达到了业务流与数据流统一，行政管理与业务管理统一。从井、站——作业区——厂——公司四个层面，经历了流程检测、分析优化到流程再造。比如，长庆油田取消井区、集输队，采油作业区管理层级由过去的“四级”简化为“三级”；全面使用数字化增压橇和注水橇后，管理层级简化为“二级”，减少用工30%。气田推行数字化无人值守集气站，优化劳动组织架构，构建“作业区—监控中心—单井”的生产管理模式，将作业区生产管理终端直接由区域监控中心延伸至气井井口。

同时，数字化管理变革了信息采集、传递、控制与反馈方式，使传统的经验管理、人工巡检式的被动方式转变为智能管理、精确制导。采油单位建成以厂生产指挥中心、作业区调控中心和场站站控中心“三个中心”为一体的新型生产运行模式；采气单位建成厂、作业区两级监控体系，实现了数据流与业务流的统一，进一步优化简化了生产流程，实现组织架构扁平化管理。

据介绍，在长庆油田在西峰示范油田的开发建设中，油井生产实现了实时监控和自动计量，注水井达到了远端配水和无人值守，场、站关键部位的压力、温度、流量、大罐液位等参数实现了图象监测，并可自动采集、处理数据，实现超限报警、设备故障报警和报表打印等功能。信息化建设，极大提高了油田的生产效率，使“增产不增人”成为现实，目前长庆油田的油气当量生产能力从10年前的1000万吨增长到5000万吨，而用工总量却保持7万人不变，促进油田百万吨产能劳动用工减少40%以上。

在经营管理方面，电子商务系统已成为长庆油田物资采购的电子交易平台。合同管理系统、审计管理系统为油田内控管理与风险防范发挥了积极作用；造价管理、设备管理、技术发展、行政事务、纪检监察、油气销售等综合管理软件开发，有效提升了业务管理水平和工作效率。

安全环保监控

长庆油田的信息化建设，从80年代末90年代初期的以业务部门各自建设管理信息系统的第一个发展阶段，2000年之后的统一规划集中建设阶段，步入了目前的信息技术与传统油气生产深度融合时期。如今，油田专业人员参与信息化融合的程度，信息化在安全风险、环保监测、应急处置方面的能力，对油田信息化的意义越来越突出。

长庆油田作业区多位于生态脆弱的鄂尔多斯地区，十年九旱、水土流失严重的环境问题，安全环保监控对长庆油田信息化建设的意义更加重要。为此，长庆油田建成输油泵、集输管线与环境敏感区的安全环保“三道防线”和公司、厂（处）、作业区、岗位的“四级责任”体系，共监控13类设备近1.3万台，监控12类参数2万多条，提高生产运行系统的风险预警和远程管控能力。建成了安全环保监控和生产应急预警处理网络，对油气集输系统245座重点站、563台泵实施远程截断和自动监控；在10条长输管线安装62处智能截断阀；对15条河流、水域设置36处视频监控和6处浮油监测装置，对127处环境敏感区建设183道拦油设施，设立50座应急物资储备库。从而达到多级监视为主、分级监控辅助，遇到险情快速反应、及时处置，确保重要站库、集输管线、重要风险源有效受控。