智能油田建设构想

刘宝军

(胜利油田信息中心,山东东营257001)

智能油田建设构想

刘宝军

(胜利油田信息中心,山东东营257001)

目前,国际上智能油田的发展朝着综合研究虚拟化和可视化、决策部署协同化和高效化、生产管理远程化和实时化、业务管理一体化和精细化、信息资源集成化和共享化方向发展。对比来看,国内油田智能建设在信息资源共享、管理和经营等方面存在不足,暴露出主动意识、顶层设计、应用层面、基础保障、安全防护等方面的问题。为此,在紧跟国际发展趋势的总体目标下,需着力建设“4113”工程,提升智能决策、智能生产管理、一体化经营管理、智能矿区服务四个应用,建成信息资源共享服务中心,打造基础运维平台,完善标准、管理保障、人才队伍建设三个体系。

油田;企业现代管理;智能化

智能油田是在数字油田的基础上,借助业务模型和专家系统,全面感知油田动态,自动操控油田活动,预测油田变化趋势,持续优化油田管理,虚拟专家辅助油田决策,用计算机系统智能地管理油田。智能油田是勘探开发专有技术智能化、配套产业智能化、经营管理现代化、信息应用智能化协同发展的必然结果。

一、智能油田发展趋势

国际各大石油公司根据自身发展需求,已经不同程度地开展了“智能油田”建设,总体上呈现以下发展趋势:

1.综合研究虚拟化、可视化。将地质、井筒、地面、实时信息进行高度集成,构建构造、油藏三维可视化地质模型,直观、准确地刻画构造情况和剩余油分布,实现了“虚拟现实”环境中进行研究、分析与决策,通过人机交互,完成勘探开发方案的编制。比较先进的企业已达到油藏管理的三维实时动态模拟、监视、分析、控制阶段。

埃克森美孚利用最先进的地震成像技术,通过3D指示器(操纵虚拟环境中物体的设备),可以规划出新的矿井,油储的效果和变化一目了然。在此基础上,提升添加了时间元素,产生4D效果。通过汇聚不同月份、不同年份的地震数据,工程师就能追踪油储的变化。

2.决策部署协同化、高效化。集中各专业专家就具体问题进行在线讨论,决策视角更加完整,通过集成化的决策平台,使决策信息更加丰富,增强了决策的实效性、科学性,减少了沟通成本,专家知识得到有效的积累和传递。

斯伦贝谢公司创建了一体化的协同工作平台和环境,信息充分共享,直观展示,便于专家协同,迅速做出决策,实时指导现场作业,有效推进决策进度和效率。如,当一口井出砂时,基于三维模型展示,支持出砂原因分析、同井及邻井历史出砂防砂案例分析、防砂措施方案研究、效果预测与评价等各个层面,并把决策分析过程记载入库。该项目实施后,解决技术问题时间缩短了95%,工程修正时间缩短75%,每年节省费用1.5亿美元。

3.生产管理远程化、实时化。跨越时空限制,对生产过程进行实时诊断分析,及时制定措施、调整方案,有效规避各类风险,降低损失。

埃克森创建了虚拟钻井中心,壳牌公司建立了实时作业中心(RTOC),各地施工现场数据通过卫星传输到中心,实现对施工项目的实时监控和远程协同会诊,快速拿出最优解决方案,指导现场施工,从而大大降低了事故损失和风险。

4.业务管理一体化、精细化。将业务运转全部通过网上实现,首先,使各项制度通过规范的节点得以落实,真正做到制度e化,确保业务操作合规;其次,通过网上协作、信息共享提高了业务办理效率;第三,业务全过程得到有效监控,对各业务节点的考核得以量化。

挪威国家石油公司对内部生产经营管理流程进行了全面的梳理和优化,以流程为指引进行信息的有效组织,实现了从勘探到开发直到废弃,所有的生产、运营、设计都在计算机上完成,已经达到了全业务流程管理的数字化,推进业务协同和精细化管控。

5.信息资源集成化、共享化。通过资源的集中配置、共享使用,极大地提高了资源的服务能力和使用效率,信息安全能力显著提升。

挪威国家石油公司、BP、道达尔、雪伏龙、康菲等石油公司都建立起了公司级的数据中心,建立统一的管理和服务平台,实现了数据的资产化管理和集成应用,研究人员不受时间、地域限制可实时进行远程资料调用和分析。斯伦贝谢、CGG等公司实施了软硬件装备集中化共享应用,后台软硬件统一管理配置,提高了软硬件资源的使用效率,大大降低了软硬件的维护成本。

二、油田信息化建设差距及问题

通过国内外先进石油企业对标找差距,胜利油田信息化建设覆盖面比较完整,特别在勘探开发信息化方面融合程度比较深,但与行业一流相比,在多个方面还有差距。

1.差距。一是信息资源共享方面。对于经营信息、人文信息的管理与服务还欠缺,基础设施云环境和云安全建设仍需完善,基础网络需要进一步向生产现场特别是海上生产区域覆盖。二是勘探开发方面。勘探模型、采油工艺模型还在探索阶段,油藏模型的易用性需要提升,油藏实时监测和预警分析、诊断优化需要攻关,方案决策、工艺优化、注采优化能力需要提升。三是生产管理方面。生产实时感知覆盖面需要拓展,“油藏—井筒—地面”一体化分析模型需要建立,多因素生产分析需要加强,远程指挥支持能力需要提升,油公司模式下的生产管理流程需要通过系统固化。四是经营管理方面,核心流程梳理和e化处于起步阶段,风险管控信息化需要加强,缺乏核心指标建模和综合效益决策支持。

2.问题。一是信息化主动性不够进展参差不齐。由于对信息化认识程度不一,对信息化建设的主动性不够,一定程度上存在需求不落地、建设消极应付、应用实施推动不力等问题,造成各专业之间、各单位之间信息化应用水平差异较大。二是顶层设计和统一管理仍需加强。分散建设和信息孤岛依然存在,一些项目建设没有落实“六统一”要求,造成系统集成和资源共享难度大,管控缺乏部门协作和相应手段。三是信息化应用层面和深度还不够。业务全生命周期管理与协同处于起步阶段,挖掘大数据辅助专业决策和企业总体决策能力不足,支撑油公司管理体制机制建立的支撑还需加强,需要充分研究和利用物联网、云计算、大数据、互联网+等新技术、新理念,提升信息化应用和服务水平。四是基础保障能力有待提高。网络和数据中心等基础设施建设还需要加大力度,软硬件资源还难以快速响应业务需求,运维资源分散、能力参差不齐、亟需完善运维服务体系。五是信息安全防护能力亟需加固。全员信息安全意识仍需提高,安全防护能力还不足,需要从数据安全、网络安全、应用安全进行总体考虑,从安全意识、管理配套、技术防护总体设计和实施,提升信息安全管理水平。

三、智能油田总体构想

1.实现生产实时化。实现传感网络的全面覆盖,实时获取油田油气生产、钻录井、管网/站库等生产设施、重点生产设备的运行状况,解决过去生产动态手工采集、反应滞后的问题。

2.实现过程自动化。对油田管理难度大、环保影响大、安全要求高、经济价值高、民生涉及面广的重点生产设施设备实现远程控制,根据工艺流程实现生产装置的自我优化和装置之间的连锁保护。

3.实现油田可视化。建立“构造—油藏—井筒—地面”一体化的直观展示环境,集成生产动态、知识成果等信息,实现实体油田的数字化描述。

4.实现管理协同化。优化再造油田管理流程,细化节点业务规范,基于完整的业务流程,实现油田业务的全生命周期网上协同。

5.实现分析模型化。借助储量评价、油藏分析、生产预警、经营评估、绩效考核等一系列数学模型,实现油田勘探开发生产、各项经济活动的模拟、预测、优化。

6.实现决策科学化。挖掘知识成果,建立专家决策辅助模型,真正做到业务、计算机系统与人的智能相融合,辅助油田进行科学决策、优化管理。

四、智能油田重点建设“4113”工程

系统开展智能油田“4113”工程:即提升四个应用,建成一个中心,打造一个平台,完善三个体系。

1.四个应用。一是智能研究决策。按照勘探开发一体化、油藏工程一体化、技术经济一体化的要求,通过一体化设计、分专业实施、集成服务,打破专业壁垒和应用“孤岛”,实现勘探开发业务信息、成果文档等的共享和勘探开发一体化管理与协作。建立基于3D模型的可视化虚拟研究与决策环境,支持多学科专家的集中决策。建立完善的典型案例库、专家知识库、方法规律库,探索利用智能模拟技术,实现多方案对比、模拟优化,方案实施全过程跟踪和分析评价。

二是智能生产管理。以“管控实时化、运行一体化、分析智能化、应急快捷化、效率更优化”为目标,建立局级—厂级—管理区(区域)三级生产管理模式,在工程板块建立远程作业中心—井场操作监控中心。全面开展生产过程物联化,通过电子巡井、电子执勤、机动巡护、智能控制,实现由人工操作向自动操控的转变,通过集中监控、智能分析,支持专家在线会诊和远程指挥。建立标准化的生产管理、安全管控、应急处置流程,支持以预警为触发的快速反应机制,实现“监控—预警—分析—处置—反馈—评价”的网上联动。将实时信息与专家经验相融合,建立生产问题识别模型,辅助生产问题的快速准确发现。建立采油、注水、注汽、集输等生产工艺系统模型,自动进行能流计算,分层次把握关键耗能工艺环节和关键耗能设备的用能薄弱根源,提出经济合理的生产参数优化措施或工艺流程改造方案。

三是一体化经营管理。按照“一体化、标准化、系统化”的理念,以“业务显性化、进度形象化、控制实时化、管理规范化”为目标,以制度定节点、以节点串流程、以流程促协作,对管理流程进行优化再造,实现油田经营业务的全生命周期的“闭环管理”和业务节点的有效监管。充分挖掘实物量数据和价值量数据,建立量价匹配分析模型,细分核算单元,进行投入产出的精细核算,对单井、区块、重点生产设施设备等进行效益评价,为生产经营优化提供支持。对油田生产经营管理指标进行动态分析、超前预测,对油田经济活动进行综合模拟评价,寻找最佳投入产出组合,实现投入—产出效益最大化。

四是智能矿区服务。按照构建和谐社会,打造社区服务油田生产生活“大本营”的要求,以重民生、倡文化、促和谐为宗旨,着力开展智能小区、智能医疗、网上教育、网上便民服务管理、网上美丽家园建设,建立面向居民水、电、气、暖、物业服务的统一呼叫中心,大力开展便民e服务,创新便民、利民信息化服务方式。

2.一个中心:信息资源共享服务中心。构建软硬件资源和公用服务资源的集中部署、远程共享、按需分配、优化使用的云服务模式。数据资源实现集中存储、质量在线控制、主题式数据服务。面向应用提供标准、安全、开放的公用服务环境,实现统一计算存储资源服务、统一网络资源服务、统一工作流服务、统一门户服务、统一组件服务,有效避免重复建设,提高资源使用效率,提高安全监管和运维水平。

3.一个平台:基础运维平台。建立适应云服务环境下的统一的基础运维平台,对信息资源进行集中统一的精细化管理,实现资源的合理调配,运行过程的集中监控、问题超前预警和故障准确定位,运维需求统一受理,处理过程的实时跟踪和质量考核。

4.三个体系。一是标准体系建设。按照智能油田建设和应用新要求,修订完善涵盖信息安全、技术开发、系统测试、部署管理等方面的技术规范。制定完善的生产现场自动化数据采集、传输、施工标准,制定业务流程标准和业务节点操作规范。推进信息标准与系统建设、场站建设、设备购置、业务操作等深度融合,实现基础建设标准化、软件开发标准化、信息应用标准化。二是管理保障体系建设。建立与智能油田建设相适应的组织保障体系,强化智能油田的顶层设计和分工协作,将智能油田建设任务分解到每个部门、每个单位、每个员工,强化智能油田建设与应用的制度保障和考核,确保智能油田所带来的集约高效的管理模式和工作模式落到实处、见到实效。三是人才队伍体系建设。打造智能油田建设专家团队、管理队伍、技术队伍和应用队伍,建立有利于稳定信息化队伍、提高创新能力的激励机制,开展丰富多彩的学术研讨、技术交流、应用竞赛、技术比武等活动,全方位、多层次开展相关培训。

Conception of Intelligent Oilfield(IOF)Construction

LIU Baojun
(Information Center,Shengli Oilfield,Dongying 257000,China)

Currently,the international intelligent oilfield is developing toward a virtualization of integrated research and visualization,synergy and efficiency of decision-making and planning,remote and realtime production management,integration and itemization of business management,and integration and sharing of information resources.By contrast,the domestic construction of intelligent oilfield has some shortages in information resource sharing,management and business,exposing the problems in initiative awareness,top design,application level,basic guarantee and safety protection,etc.For this purpose,under the general goal of following closely the international development trend,we need to enhance construction of"4113"Project and promote the application of intelligent decision-making,intelligent production management,integrated business management and intelligent field,build an information sharing center,create a basic operation and maintenance platform and improve the systems of standards,management guarantee and talent construction.

oilfield;modern management of enterprises;intelligentization

F270.7

A

1009-4326(2015)

10.13600/j.cnki.jpsslof.issn.1009-4326.2015.06.026

(责任编辑 郭 伟)

2015-10-11

刘宝军(1973-),男,山东济宁人,胜利油田信息中心应用管理科高级经济师。研究方向:油田信息化规划及信息系统管理。