基于实时数据库数据的一线场站报表应用系统设计与实现

邓启志 王伟琦 王博

中国石油西南油气田公司川西北气矿通过生产信息化、SCADA、物联网等项目建设已基本实现了一线场站开发生产数据的实时采集和远传。开发生产实时数据采集工作是底层数据从现场仪表通过RTU采集后，再传入场站SCS（站控系统），再由作业区RCC（区域控制中心）将数据传至气矿DCC（地区调度中心），最终将数据存放在西南油气田公司GMC（总调指挥中心）开发生产实时数据平台中，供A2（油气水井生产数据管理系统）、A5（采油与地面管理系统）等各大应用系统对其调用，依托物联网完善建设工程、作业区数字化管理平台、设备管理系统等现有应用技术及采集数据，以大数据分析、计算技术为基础，为进一步提高数据综合应用率提供支撑。

截至2019年6月，气矿生产上传至开发生产实时数据平台的数据点共计18732个。对A2、A5等系统的自动支撑率不足50%，数据现场自动采集建设不足，大多仍需要手工派生计算及录入，数据应用流程与高效、快速、流畅需求不匹配。对于作业区级、气矿级乃至西南油气田公司级决策支持、生产指挥等还缺乏有效支撑，数据综合应用水平还有待提升。因此，需要在现有的开发生产数据系统建设上进一步完善，全面提高A2、A5等系统数据综合利用率。

一、开发生产报表应用现状分析

川西北气矿现有开发、生产、管理类报表共73张。其中生产数据报表类18张、生产技术类报表25张、设备管理类报表8张、计量管理类报表10张、安全管理类报表 3张、班组管理类报表9张。报表中有55张属于作业区及业务科室管理类报表，主要为设备的台账、班组活动记录、巡检记录等，不涉及生产数据的录入，目前在一线场站管理系统的支持下，能够实现无纸化办公。其余18张报表主要为各井站生产日报、月报等，涉及气矿生产数据的填报，无法完全实现数据的自动生成，采集的数据应用效果未达到开发生产需求。

目前川西北气矿在开发生产实时数据库中共接入18732个数据点， 其中生产信息化接入数据点8223个，物联网接入数据点10509个，产油、产水、温度等部分数据项未采集，实时采集的数据未完全覆盖生产报表所需数据，但部分数据可通过派生计算进行生成。通过分析发现采气日报表中共有18项数据，其中仅有9项实现了自动采集，有5项未采集，有4項可派生计算生成。采气月报表中共有27项数据，其中仅有1项实现了自动采集，有2项未采集，有24项可通过派生计算生成。由于派生计算同时存在计算错误的问题，目前开发生产数据应用情况未满足生产实际需求。

二、一线场站报表应用系统需求的确定

（一）业务流程需求

通过与手工录入平台形成有效的整合方案，将无法采集的所需生产数据植入到作业区数字化管理平台的巡检、维保工单中，通过人工现场采集并推送到手工平台中，例如开关井数据可通过开关井操作工单，将开关井前油套压及生产状态进行人工采集。一线员工只面对作业区数字化管理平台一套应用系统，最终完善对A2、A5等统建系统的数据支撑，从而避免各个系统的重复录入。

（二） 系统方案需求确定

1.开发生产数据项需求

作业区平台项目组分别从作业区、中心站、井、时间周期等纬度进行川西北气矿工单数量、工单填报数据项等内容的梳理和统计。

综合目前生产现场报表填写数据项、A2系统所需数据项和一线场站报表，统一整理成一张开发生产数据项需求列表，由业务主管部门对数据优先级进行标注。同时，结合现阶段各系统数据采集情况和调研成果，对数据项列表中各类数据的获取方式进行标注或建议（如：哪些数据已自动采集、哪些数据可派生计算、哪些数据建议通过工单进行采集等）。

针对A2系统开关井相关的11项数据取数规则不明确等问题，根据会议讨论及作业区意见，“关井油压、关井套压”取关井前的瞬时油压、套压。

2.开发生产数据集成共享与深化应用

先针对《A2系统数据现状和需求分析表》中新增数据项开展实施工作，包括开关井相关的11项数据，可通过工单及派生计算方式，通过数据汇聚平台向A2提供数据；新增的采出井加药数据，通过数据汇聚平台采集加药工单数据，向A5提供所需数据，通过数据汇聚平台每月汇总统计加药工单数据，向A2系统提供所需数据。

3.业务流程和报表优化方面

开发生产数据深化应用重要目标之一是实现业务流程优化，即通过业务需求分析，用信息化支撑手段，减少手工填报和重复录入，优化数据汇聚流程，保障数据质量，从而实现对业务流程的优化，提升工作效率。主要安排如下。

优化一线场站的42张报表数据，用现在最新的信息化支撑的视角来分析报表数据填报方式的合理性，数据项理解差异性等问题，例如运油量、瞬时水量等数据，是周期性填报还是通过事件触发。调研这些报表及数据的关注度和用户使用情况。

从气矿开发科、作业区、中心站等用户层面，针对报表内可优化的数据项，制定相应技术方案，确保高效率及高质量数据服务；精简报表数据、优化数据采集流程，可派生的数据一定要派生计算，不要再手工填报，剩下不可派生的数据，用一站一案模式，通过工单方式获取，整体上对数据应用的流程进行优化。

三、系统设计与实现

（一）主要功能架构设计

一线场站报表应用系统建设主要包括采集项管理，公式配置管理，实时数据接入，界面配置管理、派生计算管理，服务发布模块，每个模块下面均配置有子项模块，从而为开发生产数据应用业务处理提供更强有力的信息化技术支撑（见图1）。

（二）数据项类型

数据类型分为三类。