携手跨进全面建设油田物联网的新时代

作者:数字石油
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发布时间:2014-07-29 00:17:26
来源:数字石油

随着物联网技术的快步发展,世界各主要国家陆续将物联网建设制定为新的国家战略。进入2012年,随着我国“物联网十二五规划”的发布,物联网已经从国家层面上被视为引领时代发展的核心技术,成为推动社会经济发展的强劲引擎。

石油和化工行业作为支撑国民经济的基础性行业,关系到国家的能源安全与发展稳定。因此,石油和化工行业也成为物联网建设的重点行业。立足于此,我国的国家石油集团都加快了建设油田物联网的步伐,各相关技术服务公司积极应对,共同推动油田物联网建设的进程,携手跨进全面建设油田物联网的新时代。

北京雅丹石油技术开发有限公司副总经理闫学峰

就有关油田物联网技术开发、工程建设等方面的问题,本刊记者日前专题采访了长期从事石油工程信息化软件开发研究与油田生产实时监控系统设计工作的北京雅丹石油技术开发有限公司副总经理闫学峰。

记者:您能否简单介绍一下当前油田自动化与信息化建设方面存在的主要问题?

闫学峰:在“十一五”期间,我国各大石油集团立足于生产实际,加大投入,推动油田信息化建设,取得了长足的进步。随着物联网技术的快速发展,以及“十二五”规划的出台,使得油田物联网建设的大幕徐徐拉开,各石油集团、技术服务公司共同合作,将携手跨进全面建设油田物联网的时代。

在当前模式下,存在的主要问题如下:

(1)控制对象不统一,覆盖的管理范围差异大。现有的智能控制大多针对单个的作业流程和对象,油气田内不同的作业区由于项目建设投入不同,控制对象的管理范围也不一样,实时控制能力弱,特别是在单井上。

(2)建设方案不统一,建设水平参差不齐。运行平台的管理功能各不相同,现有的自动化智能控制油气田内不同的作业区实施方案和策划差异。

(3)系统接口不统一,无法实现系统间高效信息流转。现有自动化控制系统采用了不同的软件实现管理和控制,未考虑互联互通。

(4)数据规范不统一,实物数据无法共享。现场的控制采集设备提交数据的格式不统一,给油田集中数据管理带来了很大的难度,导致相关决策辅助信息的获取非常困难。

(5)数据采集与传输设备自身状态的监测与管理未受到足够重视。主要是在单井采集数据采集与传输设备上,由于其长期置身于各种不同自然环境下,自身状态监测与管理不到位导致故障频发、生产信息的间断以及现场维护人员工作量异常繁重,严重影响了生产分析诊断的准确性与优化措施效果。

记者:油田物联网建设主要在哪些方面?

闫学峰:油田物联网的建设涵盖油田公司的各个方面,根据主体对象和主要功能的不同主要包括油气生产物联网和工程技术物联网等方面:

——油气生产物联网:油气生产物联网的主体对象是油气生产全过程,根据物联网的架构特点,包括采集与控制、数据传输、工况分析预测、物联网网络及设备管理、生产运行管理五个子系统,其主要功能包括油气生产动态实时监控、生产信息统计分析、生产工况实时诊断、工艺流程智能优化、关键告警集中表现、生产KPI 动态展示、生产设备管理、生产指挥调度等。

——工程技术物联网:工程技术物联网的主体对象是油田工程作业的全过程,主要包括物探、钻井、测井、录井和井下作业等业务范围,其目标定位为一套能够实现油田工程技术板块各项业务(勘探、钻井、录井、测井、井下作业等)生产数据实时采集与管理;设备运行状态实时分析、诊断、预警;施工方案设计;远程专家支持;生产调度指挥;生产动态KPI展示的物联网系统。

记者:您能否详细介绍一下什么才是油气生产物联网?怎样才能实现油气生产物联网?

闫学峰:油气生产物联网是面向生产操作过程,通过信息技术与工业生产的融合,紧紧围绕生产运行管理,提高生产操作每个单元的自动化程度,保证生产持续、稳定、高效的运行;为优化生产管理流程,实施精细化管理创造条件,提供保障,并根据生产管理特点,按流程建立劳动组织架构,优化一线员工布局,从而把人和生产流程的效率发挥到最佳水平。其建设目标是为了满足油气田的日常生产运行、生产管理、生产监控、设备管理、成果展示等需求。

油气生产物联网的建设需要广泛的合作,除了石油集团内部的资源整合,有效调配外,也需要大量的技术服务公司、硬件生产提供商等合作,形成拳头优势,有力推动油气生产物联网的建设,并共享其建设成果,为石油行业的物联网建设助力,使其走在时代的前列。此外,加强对油气生产物联网的理解,强化对部分关键瓶颈技术的研发力量,也是保证油气生产物联网建设稳步发展的必要条件。

油气生产物联网的建设将是一个长期的过程,因此,必须坚持持续建设、分步完成的建设路线,以建促改,以改提升,形成系统升级完善的流程方案,最大程度提高油气生产物联网系统的开放性和可扩展性。

记者:油气生产物联网建设将经历哪些阶段?各阶段有什么特点?

闫学峰:从建设目标和技术发展来看,我个人认为,油气生产物联网的建设将经过以下几个阶段:

——需求调研阶段:对于任何事情而言,建立明确的目标可以指导和促进建设进程的发展,也可以保证建设效果的质量水平,防止出现建设杂乱及无效建设的情况,对于提高建设效率至关重要。油气生产物联网的建设也不例外,在建设起步之前,需要对油气生产物联网的功能需求进行详细调研,明确油气生产物联网的建设方向,制定其建设目标。在此阶段,体现出来的特点是宽角度、全方位、泛思维、重务实,就是说在需求调研期间,调研范围需涵盖现有信息化系统的功能与不足分析、领导与专家的意见综合、使用对象的感官期望搜集等,在需求分析阶段,应解放思想,敢于想象,不局限于现有技术水平,充分发挥各领域人才的创造性思维,为油气生产物联网的建设目标确定奠定基础,最后还需注意的是需要求真务实,避免陷入大跃进、浮夸风等盲目方向,确保功能需求能切实解决油气生产过程中的具体问题。

——方案架构阶段:有了详细的功能需求,就将展开解决方案的架构,解决方案的架构是对各期望功能实现方式的规划部署,也是整个油气生产物联网建设的重中之重,解决方案是否先进,规划系统是否合理,对于整个油气生产物联网系统建设的水平起着决定性作用。在方案架构阶段,核心特征就是实事求是、分步规划,方案架构需要结合实际技术水平,同时结合各自的优势,先解决现有技术条件能够实现功能的方案架构,同时又应满足后续补充完善的实际需求。

——建设实施阶段:有了明确的建设目标和切实可行的解决方案,就将进入建设实施阶段,此阶段是油气生产物联网建设进程的实际体现,通过建设实施,可以先期实现部分功能,达到以建促改的现实基础,通过对建设过程中暴露的问题进行分析研究,对解决方案进行局部调整,达到整个油气生产物联网系统的建设有条不紊、科学规范。在建设实施阶段,应充分考虑保护既有投资,不能陷入推倒重建的误区,最大限度的对原有资产进行改造升级,保持或提升其应用价值。

——调整优化阶段:随着技术水平的不断提高,可实现功能将会逐步扩展,同时在已实现功能运用过程中也会暴露出新的问题,产生新的需求,此时就需要对已建设系统进行完善优化。此阶段的主要特点是持续深入、流程规范,在此期间,应逐步完成对不同系统的功能整合,对系统建设的各方面,尤其是标准与协议方面进行规范,为后续优化补充提供规范化的流程。最终实现油气生产物联网建设的总体目标。

记者:雅丹公司对于油气生产物联网建设有哪些方案设想?

闫学峰:油气生产物联网涵盖油气生产的各个方面,雅丹公司根据自己的专业优势和技术水平,针对油气生产领域“两化深度融合”的需要,坚持开放性与先进性的原则,主要对以下方面进行了方案设计:

首先:针对我国石油企业总部级技术与管理的需求,我们设计了油气生产物联网系统iProd以及油田工程技术物联网系统。

其次:针对我国石油企业油气田公司级技术与管理的需求,设计了油气水井生产物联网系统iPES和油气场站库生产物联网系统iPESS以及油气生产场站智能视频监控系统iPEVS。

最后,针对采油采气厂级生产需求,我们设计了:

iOES油井工况采集控制优化系统;

iWES水井工况采集控制优化系统;

iGES气井工况采集控制优化系统;

iCbmES煤层气井工况采集控制优化系统;

这些系统从整体层面来看是智慧油田的各级有机组成,同时从任何单一系统而言,都融汇了物联网“全面感知、可靠传输、智能应用”的本质特征,都是功能独立、完备的系统解决方案。

雅丹决策层的方案体系设计,符合中国石油石化行业的发展特征,能够让我们与石油行业各个层面的用户保持密切接触与互动,使方案迅速进入实施阶段,接受实践的检验,在使用中不断保持局部的快速更新与完善。

记者:油气生产物联网的实现将会带来哪些新的变化?

闫学峰:首先,感知层硬件接口的规范化的实施。将极大增加硬件的互换性,实现好中选优的集中采购,降低硬件购置费用。

其次,软件平台的通用性和可扩展性原则将大大加强。监控软件平台网络化,会降低用户购买客户端的成本,避免了专业应用的软件重复开发和引进,对于用户已购置的软件,通过接口程序开发,引入系统,实现软件资产保值增值。

第三,实现跨专业、跨系统的数据交互融合、信息挖掘加工、知识快速提取,达到数据资产保值增值的目的。

第四,真正实现“以人为本”,强化油田专家经验对油气生产分析、诊断、优化的指导,同时缩短油田专家的培养周期,达到“系统助力专家分析优化,专家促进系统完善进步”良性循环。达到人力资源价值最大化。

最后,在全面感知、可靠传输,自学习功能的推动下,iProd的专家知识库将会随着应用的深入而不断扩展完善,使得iProd具备显著的“进化”能力。

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