油气生产物联网系统（A11）示范工程在吐哈油田的应用成效

摘要：A11是指利用物联网技术，建立覆盖全公司油气水井区、计量间、集输站、联合站、处理厂等规范、统一的数据管理平台，实现生产数据自动采集、生产过程远程监控、生产预警的自动提示等功能，形成“井站一体、电子巡护、远程监控、智能管理”的数字化油田开发管理模式，最终实现油田各单位“增产不增人”。

关键词：A11;物联网;增产不增人

前言

油气生产物联网系统（A11）是集团公司“十二五”期间信息化建设三大标志性工程之一，吐哈油田是第一批试点单位，项目采用总部专项投资+分公司配套方式建设。

一、项目存在问题、难点及实现的目标

（一）油田井站数字化存在问题

站库数字化，吐哈油田重点场站已建有成熟的站控系统（DCS、PLC等），但建设时间较早、标准不统一，故障率高、兼容性较差;单井数字化，A11项目实施前仅有1512口抽油机井实现单井部分自动化数据上传，电泵井、自喷井、螺杆泵井和注水井基本没有实现自动化，单井自动化覆盖率不足30%。

（二）技术难点

数据采集方案、数据有线无线传输方案，数据管理平台建设方案等整体方案复杂;现有各类站控系统、井口设备兼容统一困难，已有自动化系统和井口设备类型较多，使用年限不统一，标准不统一，集成困难;工作量大，总计实现639口油水井，26座阀组间，两套生产专网，6座无线基站，6个作业区采集与监控子系统管理平台，三套生产管理子系统管理平台的全新建设;施工区域分散，点多面广，实现鲁克沁全厂和吐鲁番神泉、葡北和玉果工区所有油水井建设;数据安全标准高，所有现场数据采集、传输、存储和数据处理均需满足信息化数据安全管理规定，高标准，严要求;体系建设从零开始，A11体系建设作为油田生产管理系统新生概念，无经验可参考，人员接收和适应周期长。

（三）实现目标

提高工作效率，降低劳动强度。实现电子巡检，减少人工巡检次数，降低员工劳动强度;实现数据的自动采集、自动上传、自动分析和闭环控制，提高生产自动化水平、提高工作效率。

优化工艺流程，提升经济效益。通过自动化手段，减少生产中的人工干预和人为操作，实现自动化远程注水、自动化掺稀和软件量油等，优化、简化生产工艺，提升效益。

加强实时监控，保障安全生产。现场数据实时上传，利用趋势分析、故障预警等手段，对可能出现的故障防患于未然，保障油田生产的安全和平稳。

转变管理模式，减少用工总量。实现“过程集中管理、运行集中控制、数据集中处理”，变革传统管理模式，优化组织结构，管理层级更加扁平化。

二、关键技术及创新点

（一）方案设计关键技术

对已有的电子示功仪进行改造，原有的GPRS模块更换为Zigbee模块，原有示功仪和新建的RTU进行互通。原有电子示功仪利旧改造411台，全部融合到A11系统，节省设备购置投资500万元

1.配套资源利旧。通过配套设施利旧，直接降低工程配套投资300万元。

2.系统平台整合。通过A11系统，原有吐哈油田多个系统平台、集团统建系统平台整合为一个有机的整体。

3.无线4G生产专网。TD-LTE 4G技术，具有大带宽低延时、无线和网络两层加密安全可靠的特点，是最为先进的无线技术，还是具有自主产权、政府支持的民族产业。可承载井口数据实时采集、重要井场站点视频监控、日常管理协同作业的集群通信、移动办公、应急指挥等业务。

4.有线光纤生产专网，高安全性。生产网与办公网物理隔离，最大程度保障生产数据的安全性;高可靠性，骨干采用以太环网设计，环上链路或节点故障时可实时切换，确保数据无间断传输;高带宽，阀组等外围站点采用百兆接入，转接站、掺稀站等采用千兆汇聚，核心环网采用万兆，环网设计充分保障骨干网络满足日益增加的视频监控等大容量业务的应用。

（二）A11示范工程创新亮点

1.实现稠油远程自动掺稀。A11采集监控子系统增加远程掺稀压力实时监控，并充分与现有掺稀阀组自控系统融合，实现远程自动掺稀，提高稀油掺稀精度，降低稀油消耗，改变传统操作模式，降低操作人员80%的劳动强度。

2.实现注水井远程精细配注。通过现场新增无线压力表及RTU远程输出功能，充分发挥高压自控流量仪功能，实现水井的远程精细配水，提高注水精细化，降低操作风险

3.工艺优化、降本增效。改变注水井原有“配水阀组”模式，积极推行注水井“管网串接，井口调注”工艺，并通过A11远程精细配注，提高注水管网利用率，大幅降低地面工程投资（据统计原单井投资约28万左右，现单井投资约10万左右，投资降幅达60%以上，契合油田“低成本”战略）

三、应用规模及效益

1.A11示范工程应用规模。A11项目共完成两个试点采油厂639口油水井前端数据采集、26座配水及掺稀等阀组外围站点建设、50台视频监控系统建设、油田公司有线生产专网和工业4G无线TD_LTE专用网络建设，并在油田公司级、厂级搭建生产管理子系统平台和工区级采集与监控子系统平台，各项工作全面完成并达到数据上线要求。

2.A11示范工程建设效果。实现远程电子巡检、站场无人职守，减少一线用工;远程掺稀、远程注水等操作的创新应用，自动化代替人工操作。

A11项目在鲁克沁采油厂实施后和实施前的数据对比结果井数翻番、产量翻番、人数基本不变实现“增产不增人”。2014年12月初，集团公司信息管理部、勘探与生产公司地面管理处及A11总部项目部专家组一行对吐哈油田A11项目进行了现场上线验收，专家组成員通过专题汇报、现场抽查、资料查验等方式对油田公司A11项目进行了实地验收，对油田公司在A11项目中所做的工作给予了充分肯定，同时对项目建设中存在的问题提出了整改建议，验收结果在7家示范单位中名列前茅。

3.经济效益。注水井远程配注节省人员劳动强度80%，注水井实现井口串接加井口配注，改变传统配水间设计，单井注水工艺节约15万左右，目前鲁克沁采油厂已实现128口水井井口远程配注，直接节省投资近2000万。大幅降低用工成本，按照产量翻翻，工作量翻翻，一线员工增加50%计算，采油厂最少节省用工100人，按照人工成本15万/人·年计算，将直接节省人工成本1500万/年。

作者简介：

石福桓（1983.3-）男，学士，中级，从事油气田地面工程建设管理工作。