“萨中模式”数字化油田生产应用系统汇报

“萨中模式”数字化油田生产应用系统负责单位：大庆油田有限责任公司第一采油厂二〇一一年十二月汇报人：董江大庆油田有限责任公司科技项目验收汇报材料一、项目概况二、计划任务完成情况三、取得的创新成果及应用效果四、外协情况五、经费使用情况六、存在问题及下步工作建议七、结论一、项目概况1、立项背景大庆油田第一采油厂地处主城区，地面情况复杂，油水井总数近16000口。2009年以来，采油一厂积极探索实践经验，通过多种方式，如钻丛式井、简化归并、立体化建设、优化总体布局等，努力构建“萨中模式”示范区。目前萨中开发区西部示范区总井数达到2394口，其中采油井1249口，注入井1145口，井网密度达到265口/KM2。按照常规开发模式，示范区的生产管理难度较大，必须通过相应的技术和管理手段，降低员工劳动强度，减少人员配置，提高工作效率，同时保证生产安全平稳运行，实现高水平、高效益、低成本的目标。一、项目概况为了实现上述工作目标，开展“萨中模式”数字化油田建设工作成为一项重要的措施。通过油水井集中监控管理，井口数据的后端计量分析，计量间远程控制量油，转油站、联合站远程监控管理等技术手段，达到人员集中管理、运行集中控制、数据集中处理的油田开发管理模式。目前建设数字化油田所使用的自动化技术、远程控制技术、可视化监控技术以及数据集成管理等关键技术已经逐步成熟并得到推广，为建设数字化油田提供了技术保障。一、项目概况2、国内现状2000年以来，新疆油田公司、长庆油田大力推进“数字油田”建设，着手进行油田数据资源平台和应用系统的开发，并且取得了一定的成绩。近年来，国内部分信息技术企业也开始介入“数字化油田”建设项目，如中国电信竭力打造的基于CDMA/EVDO网络平台数字化油田信息系统等。二、计划任务完成情况计划研究内容完成研究内容评价单井监控系统单井工况实时管理(检测、诊断、预警、控制)完成计量间测控系统单井产出液分离原油含水测量量油远程控制完成转油站联合站测控系统605站、中一联测控系统集成完成通讯技术研究无线网络和光纤网络的组建完成生产运行控制中心数字化油田生产应用平台完成生产管理模式适应数字化油田的管理模式完成1、计划研究内容完成情况数字化油田生产应用系统生产运行管理油水井管理计量间管理联合站管理集输站管理安全管理综合管理地面工艺流程管理生产报表管理油、水井视频油水井分布管理功图管理分析曲线管理油水井井监测管理工艺流程管理计量装置管理量油管理计量间报警工艺流程管理运行参数管理趋势分析报警管理视频管理安全预案油井检调换分析水井提测控分析注水井等值图油水井生产曲线分析工艺流程管理运行参数管理趋势分析报警管理报警管理二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（生产流程导航）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（整体工艺流程）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（油、水井管理）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（计量间工艺）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（远程量油控制）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—联合站、集输站工艺二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（安全巡检）二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统功能（综合管理）二、计划任务完成情况TransactionORACLESQLSERVER数据仓库数据层表示层业务层总控系统视频系统组态系统WEB网站屏幕系统生产分析服务图表服务Document矩阵系统基础层网络组态PLC下位机系统电视墙系统井口RTU系统视频解码系统视频流媒体系统系统软件架构图2、具体研究内容—系统软件架构二、计划任务完成情况2、具体研究内容—系统硬件架构二、计划任务完成情况3、技术难点（网络多路VGA、多路视频的矩阵控制）二、计划任务完成情况3、技术难点（计量间工艺改造）计量分离器集油汇管单井来油改造前集油计量流程改造后集油计量流程气表旋流分离计量集油汇管单井来油气表M含水分析仪二、计划任务完成情况3、技术难点（计量间工艺改造）掺水汇管热洗汇管中转站来掺水改造前掺水热洗流程改造后掺水热洗流程去单井中转站来热洗水流量计掺水汇管热洗汇管中转站来掺水去单井中转站来热洗水MMM二、计划任务完成情况3、技术难点（含水分析仪）序号射线含水双差压含水电脱含水误差（射线）误差（差压）195.6096.6595.50-0.10%-1.19%290.9592.0091.380.47%-0.67%391.4292.8094.112.94%1.41%497.7896.6097.27-0.52%0.69%595.4894.4090.45-5.27%-4.18%696.9196.3795.17-1.80%-1.25%795.0394.1488.75-6.61%-5.73%892.1693.0090.35-1.96%-2.85%991.7093.4093.501.96%0.11%1094.1895.0794.360.19%-0.75%1192.3494.1595.703.64%1.65%二、计划任务完成情况3、技术难点（安全防护技术）局域网所面临的安全问题越来越复杂，安全威胁正在飞速增长，尤其是混合威胁的风险，如黑客攻击、蠕虫病毒、木马后门等给企业的信息网络造成严重的破坏。为了保证测控系统控制功能以及生产数据的安全，项目实施了系统安全防护方案，硬件上配置了三级防火墙，软件上配置了SymantecEndpointProtection12.1（赛门铁克企业版），从而确保了应用系统安全平稳运行。二、计划任务完成情况4、考核指标完成情况计划考核指标考核指标内容单井监控系统工况检测功能故障报警功能控制保护功能计量间测控系统对单井产量、原油含水进行计量产液量计量准确度在±10%以内单井含水计量准确度在±1%以内转油站联合站测控系统转油站、联合站、注入站测控系统集中监控实现集中测控系统不被外部网络侵入生产运行控制中心系统关键数据准确率达到98%以上；代码注释率达到30%以上；软件致命错误发生率小于1%；系统平均无故障时间至少在10万小时以上三、取得的创新成果及应用效果1、主要技术成果单井井况自动诊断技术，使油水井的生产情况得到及时有效掌控。计量间单井产出液旋流分离和远程自动计量技术，使计量间量油实现了远程自动控制。站（库）多岗位实现了集中监控，达到了“分散控制、集中管理”。井、间、站（库）生产数据一体化人机互动应用系统、该系统包括生产数据管理、工业上位机控制、视频控制、拼接屏控制、工业实时数据监控服务、人机交互服务等多项集成功能，提高了生产管理效率和水平。三、取得的创新成果及应用效果通过数字化油田的建设，中区西部油水井管理队用新思维、新机制、新方法破解难题，打破传统综合型采油队的界限、打破计量间界限、打破水聚驱的界限，实施油水井一体化管理方式，实现了“四快”：巡井的速度快了，发现问题快了，信息沟通快了，解决问题快了。油水井管理队还创出了三个之最：产量最多、人均管井数最多、单井用人最少。2、创新点(1)生产管理模式创新三、取得的创新成果及应用效果2、创新点(2)单井井况诊断三、取得的创新成果及应用效果2、创新点(3)计量间自动控制及量油含水分析技术三、取得的创新成果及应用效果2、创新点(4)自由分割组合、可缩放的屏幕矩阵解决方案三、取得的创新成果及应用效果2、创新点(5)数据仓库及ETL过程文件报表文件控制台程序（.NET）视频数据部署计划任务数据仓库生产数据库作业数据库A2数据库SSISORA存储过程数据库任务工控数据TRANSACTION程序三、取得的创新成果及应用效果3、应用效果项目整个研发过程在第一采油厂第六油矿中区西部油水井管理队进行，于2011年9月试运行以来，应用效果良好。一是数字化系统做到了试验区全方位覆盖。在103口油水井安装生产数据自动录取仪表，27个视频摄像装置，360度监控，每个摄像头监测范围200米，做到管理无盲区；二是实现油水井实时监控。通过自动化采集形成曲线图、示功图、数据信息，及时分析油水井的生产情况；三是安全做到全天候监控。通过生产数据的自动采集和视频监控，对问题井能够及时发现，及时处理，保证了安全生产；四是数字化的应用提高了工作效率，井场、计量间数据实现全自动实时采集、远程传输、自动化控制、数字化处理，大幅度降低了员工录取资料的工作量。本项目在建设过程中及建成后多次接待油田公司领导及各单位的参观，得到了广泛的好评。三、取得的创新成果及应用效果4、项目前景“萨中模式”是采油一厂今后一个时期努力实现高水平、高效益开发的有效途径，是创新实践的载体，是一项长期性、战略性的任务。对于“萨中模式”数字化油田的建设工作而言，需要随着形势的发展、认识的加深，不断地丰富和完善。“萨中模式”数字化油田生产应用系统具有良好的技术基础，同时创新了油田生产管理模式，今后可在油田其他区块的开发中推广应用。四、对外协作情况1、外协内容①组建光纤环网，满足油水井生产数据及图像的传输。②通过示功图、冲程、冲次的自动采集（螺杆泵井采集转速数据）的数据，实现开停机状态实时发布，油井故障实时报警并诊断。能够显示处理电机电流、电压、功率、耗电量的远程采集的数据、抽油机的远程起停控制、油套压的自动采集的数据及水井压力采集的数据。重点研究油水井井况实时报警并自动诊断技术和光纤环网组建、传输及接入技术。四、对外协作情况2、外协指标对于单井井况开发自动诊断系统，实现远程井况数据浏览、井况异常报警、控制启停油井等功能。应用自愈型环网技术，保证网络传输畅通，保证远程传输数据、视频设备的传输正常运行。3、外协成果通过外协实现了油水井井况实时报警、自动诊断、视频巡井，能够满足安全生产需求，提高了员工工作效率，降低了劳动强度，取得了预期的效果。五、经费使用情况表一：项目投入总经费单位：万元经费来源年度经费拨款自筹其它合计2010年91.391.32011年148148总计239.3239.3表二：经费使用明细表单位：万元序号项目分类下拨经费使用情况自筹经费使用情况1材料费化学剂197192.2442其它材料2工程作业费测试费作业费3现场处理费4条件配套费维护修理5技术配套费化验检测10资料处理试制加工评审验收调研咨询表二：经费使用明细表单位：万元序号项目分类下拨经费使用情况自筹经费使用情况6技术服务费外协费32327办公费印刷8差旅费9.309会议费会议费10其它总计239.3224.2442六、存在问题及下步工作建议1、成本问题本项目在计量间安装PLC系统、电动阀门、旋流分离器等装置，可在运行控制中心对单井产量、原油含水进行测量，实现自动选井、自动量油。但是由于电动阀门的成本较高，每个计量间改造电动阀费用需150万元左右，很难大范围推广。2、环状流程量油存在的问题目前对于环状流程的油井量油依然采取比例劈分的方法，即量油时测量该环所有油井的产量，再按照每口油井的产量占该环总产量的百分比分配，没有其他有效解决该问题的途径。六、存在问题及下步工作建议针对萨中模式数字化油田建设过程中发现的问题，我们建议：1、在计量间只需安装旋流分离器，不安装电动阀门，实现手动选井、自动量油。这样既可大幅度降低成本，又能减轻员工的劳动强度，适合在油田推广。六、存在问题及下步工作建议2、视频系统可实行区域化管理，按照区域划分合理设置摄像头数量，这样既可降低单井数字化成本，还可以减轻网络传输压力和维修维护成本。3、出于安全方面的考虑，建议取消使用抽油机远程启停功能，避免出现安全事故。六、存在问题及下步工作建议七、结论“萨中模式”数字化油田生产应用研究项目的开展，使我们在降低生产用人和运行成本，提高劳动效率，提高管理水平等方面获得了初步成功，特别是在密井网条件下的数字化油田建设取得了很多宝贵经验，如在油水井管理、计量间量油、数据处理与挖掘等方面，对油田数字化建设起到了一定的示范效果，为下一步数字化油田的开展奠定了技术基础和管理基础。