华北油田：打造“智慧油田”

李晓利

5月15日，河北省信息化应用成果展在石家庄人民广场举行，展会上来自具有自主知识产权的高新技术产品尤其引人注目。展览会上，通信公司代表华北油田展出了“油气田物联网集成与开发”、“移动互联油气田应用”、“信息化保运综合解决方案”、“石油行业信息化解决方案”四大类近40项产品和软件，其中既包括智慧员工管理平台，也包括云数据一体化解决方案、智能油气田生产智能测控等系统。华北油田在信息化上一直走在行业领域的前端。

走信息化道路

在华北采油五厂深州作业区，值班员工坐在泽10站中控室轻点鼠标，距离这个站3公里之外的间开井泽10-36井就在半分钟之内起抽完毕。华北采研院目前已与采油五厂、二连分公司和煤层气分公司等油气生产单位合作，在近2000口井、数十个站点和部分输油线安装了井站自动化监控和管理系统，有力地推动了华北油田的“数字油田”建设，使科研人员和一线生产员工足不出户，就能及时了解和监控远在百里和千里之外的井、站和输油线的生产数据以及运行状态。

据了解，近年来华北油田公司大力发展信息技术，推动“智慧油田”建设，油田运营涉及勘探、生产、销售等多个环节，因此信息化相对也较复杂，华北油田在这方面提出了“智慧油田”的建设理念，云计算、物联网等信息技术的发展，为华北油田实现这一理念提供了条件。

华北油田地球物理勘探研究院副院长、数据中心副主任李凤民介绍说：“首先是数据采集。近几年，油田勘探对井下压力数据的采集要求很高，因此，我们将物联网技术应用在前端传感设备和井下压力计上，以实现对油水井、计量间以及输油管线的实时管理和控制。”

“另一个是勘探，勘探是有程序的，华北油田的地球物理勘探，需要大量数据作支撑。在传统的单机研究时代，研究人员在进入到一个区块后，首先要搜集区块的数据，包括地震物探的数据，以及以往在这一区块之前打井的数据。搜集这些数据非常费时，不仅如此，搜集数据后还要准备研究软件，在每个人的研究环境上安装地质研究的软件，成本高昂、投资巨大，且每个人的研究成果不能共享，只能单机存储，以及散落在每个研究人员的大脑里。因此，华北油田现在做了地质勘探云，把研究环境和数据集中部署在一个统一的研究平台上，所有的研究人员都在这一平台上进行研究。”华北油田尝到了信息化带来的便利成果。

实现“万兆到院”

华北油田有三个研究院，一是勘探开发研究院，二是地球物理勘探研究院，三是采油工程研究院。这三个院作为华北油田的总参谋部，涵盖了地质研究以及地面研究。研究人员日常工作要面对大量的数据。因此，对数据传输的实时性要求很高，提出了网络要“万兆到院”。

据了解，为了支撑地质研究所和工程研究所这两个研究单位的工作，网络一方面用于与上级单位研究数据的传输，如研究数据的下载；另一方面用于办公，整个企业的办公自动化要基于这一网络来实现。因此，提出了“千兆到厂”，这也受限于当时使用的设备只能支撑千兆的网络。

华北油田单井比较多，如果使用光缆传输数据，虽然传输质量可靠，但会涉及布线的问题，导致每口井都布线，像蜘蛛网一样，不仅影响农民的耕种，且有弄断的风险，因此选择无线覆盖。随着技术的发展，发现LTE能很好地满足需求。但是无线覆盖到井，对带宽有所要求，井站最少要两兆，策略也要相应调整，在“万兆到院”的基础上，又新增了一层波分。从院到工区，采用无线方式，虽然减少一级架构，但带宽有所增加。

已经完成网络第一阶段——物理层的建设，实现“万兆到院”。目前正在进行网络第二阶段的运作，即在光网络基础上部署IPv6双栈，第三阶段也在同步进行，实现无线覆盖井站，用三年的时间，将LTE网络覆盖到所有井站，山西气田已实践。

实现主营业务数字化

据华北油田信息中心主任龙伟介绍，华北油田公司的信息化建设大致可以分为三个阶段：早期属于单机运行阶段，基本上是以单机运行为主；接下来为联网运行阶段，随着网络技术的发展，实现了生产信息在网络的传输，数据集中到中心的服务器上，在一定程度上实现了信息的集中和共享；最后是统一规划阶段，随着中石油集团公司统一编制了信息技术总体规划并逐步实施，信息化建设取得了较大的发展，视频会议系统、A1、A2和ERP等信息总体规划项目的建设和应用，提升了油田信息化水平。

“信息化不仅改变了我们的工作条件和方式，也改变了我们的日常生活”，龙伟表示，改变体现在生产经营信息获取实时化效率大幅提高，生产经营管理更加精细化，管理方式更加规范和科学化，信息网络已成为工作和生活必不可少的工具。

在新的阶段，华北油田公司的信息化建设，按照集团公司“六统一”的要求和“十字”方针，贯彻落实信息技术总体规划，同时开展华北油田特色的信息化项目，全面支撑主营业务发展。

在石油勘探数字化方面，已经完成了集团公司勘探与生产技术数据管理系统的推广实施，该系统面向石油与天然气勘探开发综合研究业务，主要用户是勘探开发综合研究人员，旨在建立规范、统一、安全、高效的现代化勘探开发综合研究和数据管理服务体系，并通过建立勘探开发统一的数据模型和标准，逐步形成规范的工作流程，建设勘探开发研究项目环境和信息共享平台，实现勘探开发一体化，提高研究、设计、规划与决策的科学性。

享信息化好处

物联网和云计算平台给油田带来了翻天覆地的变化。华北油田在物联网领域的早期实践始于2000年，那时称为油田生产自动化，主要是前端的数据采集。原来是人工巡井、取样、测量井口的压力和温度，工人的工作量太大、劳动强度高、环境恶劣，尤其是在山西。采用自动化后，仪表、压力传感器和温度变动器，可将温度和压力数据自动、实时地上传，这也是进行无线覆盖的目的。

物联网技术在不同行业的体现并不一样，要与行业特点相结合。如油管、油杆、油泵、前端抽油机，涵盖从出厂、维修到报废整个生命周期的信息。

此外，现在也在做一些人机对话的实践，比如对油井的远程启停，促进工艺流程换代升级。在山西，选出两个区块来实验。山西是全国第一个规模化煤层气田，煤层气属于清洁能源，与传统的油气生产不同，它的生产是采用抽水降压的方式，对自动化需求很高，因此，利用物联网的相关技术来进行智能开采。

在油气的探测、开采和传输等过程中，大数据分析也起到了作用。因此，在建的数据中心需要几百甚至上千T的存储容量。

不仅如此，原来油田的数据保存是通过专门的档案室和资料室，是纸质的。研究人员若是研究一个区块，如今，将数据数字化集中存储到云后，就可以在库里直接查找，非常方便，效率得到大大提高，而且材料的清晰度、归集度都有所提高，也有利于油井定位的准确度。