浅谈如何设计和实现智能化油田生产运行管理系统

李永利 程国权 尚晓东 李自政

摘  要：基于“信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路”的新工业化道路管理思想，对油田各项业务和系统功能进行研究，将数据采集、生产研究和指挥调配等各项业务功能进行整合，对油田智能化的发展方向提出了建议，以期能为油田智能化生产的实施提供参考依。

关键词：两化融合的新工业化道路;智能化;物联网

基于“两化融合”目标而建设 的“油田智能化生产运行管理系统”（简称智能化系统），是对井、站、库、管网等关键油气生产设施实施数字化改造，实现生产过程数字化;通过一体化管理平台的持续建设，实现现有成果的有效集成和数据共享;通过地上、地下油气藏生产动态数据的实时采集，开展生产动态、生产设施工况等综合分析，不断积累各阶段的知识成果，为进一步科学指导生产提供辅助决策。

1 .系统功能分析

智能化系统由数据采集与监控子系统，油田生产分析子系统，油藏分析子系统与生产指挥与安全预警子系统等四个子系统构成。系统对原始采集数据进行筛选、回溯、分析，将加工数据以报表、优化方案、告警等方式展现于用户，为使用者提供参考依据，满足矿、采油厂、油田公司等各层次人员对管理的需求。

四个子系统通过统一平台实现“统一认证，统一框架”，通过服务调用，实现系统数据一致、透明的访问，满足管理人员生产监控、过程控制、运行分析和指挥调度等精细化管理要求。

2 .系统设计

2.1 系统架构

系统包含三个平台：①数据采集平台：包含油水井、计量间、站场等生产设备的实时数据采集，视频数据等媒体文件的实时传递;②数据共享平台：基于数据库中间件技术，共享采油工程、地面工程等异构系统运行数据;③业务发布平台：采用WCF等面向服务技术，发布油田不同业务领域服务，实现系统的组件式构建。

2.2 功能设计

系统按功能结构横向划分为四个子系统。其中，油田生产分析系统和油藏分析子系统以分析为主，从单井和区块两个层面综合分析油田生产状况，预测运行趋势;数据采集与监控子系统侧重于数据监测与筛选，而生产指挥与安全预警子系统则更偏向于调度和控制管理。

系统纵向划分为三个层次：第一层为原始采集层，为原始数据的直观展现，既包含油水井、间站的实时采集数据，也包含从外部系统共享得到的采油工程、地面工程等数据;第二层为生产运行层，通过综合分析与处理原始数据，系统实现油水井工分析、设备运行状况预测、指标运行追踪等，也将生产职能融入于系统中，完成趋势预测、任务追踪、调度管理等，为大部分使用者调用;第三层为高级决策层，系统通过智能分析结果，结合静态数据，生成生产决策信息供油田上层人员参考和方案制定。

2.3 数据流向

系统内部的数据流向为：数据采集与监控子系统的告警数据源于对监控数据、计算数据和日数据的处理;油田生产分析系统的静态数据和指标数据为综合分析数据提供基础，分析数据除在相关功能界面展示外，也有部分应用于方案管理中;油藏分析子系统的图幅数据单独应用于图幅界面，动态分析数据需要油藏基础数据来构建，所分析的数据应用于预测数据中;指挥与安全预警子系统的数据各行其职，实现其相应的功能。

系统间的数据流向为：数据采集与监控子系统为生产分析和油藏分析子系统提供动态数据来源;两个分析子系统为指挥与预警系统提供决策数据支持;四个子系统整合于智能化平台上，统一调用总体平台基础数据，通过用户数据实现认证管理。

3 .关键技术及实现

1）面向服务的业务集成与发布技术。系统采用WCF完成服務平台搭建。在完成业务逻辑的开发后，将服务地址、名称、操作口令等服务信息保存于服务信息数据库中，已实现服务的持久化。服务使用人员通过服务调用接口，获取服务详细信息，根据名称和操作口令订阅此服务，实现所需业务数据的查询和操作。面向服务开发将系统的耦合度提升到接口层面，服务地址更改，业务逻辑扩展都不会对系统造成影响，当新增加业务逻辑时，只需要在服务端填写新的接口，即在保证不更改服务器状态的情况下，实现新功能的无缝配置，避免传统系统需要重新部署的弊端，另外，在服务的开发、部署和维护过程中，所有的服务都可以统一管理，杜绝了资源的浪费和滥用。

2）基于中间件的数据集成与共享技术。智能化系统是一个整合的应用平台，其包含成型系统的接入、未成形系统的升级和新系统的开发，统一各数据源，达到信息共享是系统的核心工作。通过数据库中间件，系统创建了与不同系统间的数据调用接口，封装繁琐操作和方法，在原有系统正常运行的情况下，完成与地面工程、油藏工程等异构系统的有效整合，在系统间搭建采集数据，分析数据，决策数据，方案数据的传输转发通道，实现用户对井/间/站生产数据、管理数据及外系统数据的统一、透明访问。

3）基于WebGIS的信息处理与展示技术。系统对数据的最直观展现方式是GIS。系统以WebGIS为技术依托，搭建基于油田全景的多层可视化综合信息展示平台，集成各类状态监测信息，将实时设备状态参数、性能分析、区块运行等数据通过各种设备载体展现，实现图形化的、形象化的油田生产监控。

4. 应用与结语

智能化系统经过在某采油厂试运行，取得了很好的效果。系统实现了传统管理模式与信息技术的接轨，减少生产成本，优化劳动用工，科学指导生产。系统的应用，为实现量化融合建设作出了贡献。

参考文献

[1]  数字化信息监控在油田生产中的应用与发展前景[J]. 苏衡玉，李立，安婷，金心然，刘兴凯.  化工管理. 2018（04）

[2]  油田生产过程的数字化管理措施[J]. 何海成，肖婷，程先炎，沈燕瑛，杨波.  化工设计通讯. 2017（04）