陆梁油田物联网实时监控平台的优化与应用

胡 雅，肖 翔，赵腾飞

（1.中国石油新疆油田公司陆梁油田作业区，新疆 克拉玛依 834000；2.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000）

0 引言

陆梁油田作业区是新疆油田公司自动化规模最大、自动化程度最高的采油生产单位，在远程监控技术、实时监控应用方面处于全国自动化油田前列。自动化覆盖率超过了98%，数据采集率达到了95%以上。物联网的高覆盖率对监控平台的故障报警处理能力和数据信息维护能力提出了严峻的挑战。

近年来，监控技术人员通过设计数学逻辑算法实现报警界限的自动设定，在提高故障报警处理能力方面做了部分优化工作[1-2]，但无法解决因修井作业等人为因素导致的无效报警问题。提高信息管理系统的人机交互效率成了提高信息化办公效率的关键点，基于用户工作需求对软件功能分布和软件界面开展优化工作成了提高人机交互效率最直接和最可行的手段[3-4]。

提出针对油田物联网监控平台报警处理能力和数据信息维护能力的优化方案，对保障油田生产平稳安全运行，提高油田工作效率等方面具有重要意义。

1 陆梁油田物联网实时监控平台系统概况

陆梁油田物联网实时监控平台采用SCADA系统，始建于2002年10月。对比监控初期监控油井数为初建时的6倍、计量站数为初建时的5倍，并新增混输（注水）泵站，监控规模与建设初期相比已经有了质的变化。目前，年处理报警信息十万余条，维护数据操作万余井次，随着油水井及管线设备的老化，报警信息数据以及数据维护量还在不断攀升，大规模的监控数据给监控平台的运行带来了巨大的压力，对物联网实时监控平台的报警处理和信息数据维护开展优化工作成为亟待实施的一项工作。

2 物联网实时监控平台的优化

2.1 优化报警处理方式，降低无效报警率

2.1.1 优化前的报警处理方式

监控平台的报警系统主要通过设置监控数据报警界限的方式进行识别。在生产运行中无效报警率高达62%，无效报警主要有两方面原因造成：一是报警界限设置不合理，占比60%；二是措施关井的报警处理方式不合理，占比40%。针对报警界限设置不合理的问题，肖翔等[1-2]开展了系统自动设定合理报警界限的研究，并在陆梁油田成功应用。前人尚未开展因措施关井的报警处理方式不合理导致无效报警的优化研究工作，因此将优化报警处理方式作为本次降低无效报警率的工作方向。

措施类关井属于人为因素导致的正常关井，监控系统监控到数据超出报警界限后自动推送报警信息，监控人员只能通过人工修改单井报警界限的方式来屏蔽无效报警信息的推送。在开井后恢复单井报警界限，维护报警系统的运行。优化前的处理方式无法避免前期的措施关井导致的无效报警，并存在监控人员未及时恢复报警界限导致报警丢失的风险，给生产运行带来隐患。

2.1.2 优化后的报警处理方式

措施井的关井和开井信息通过DMS系统来进行管理，将DMS系统和管理监控系统的SCADA系统进行关联，使措施井关井前对针对措施井的报警分析功能进行屏蔽，在措施井开井后解除报警屏蔽。通过将DMS系统和SCAGA系统功能管理的方式，可以完全避免因措施类关井导致的无效报警，也消除了报警丢失的安全隐患。

2.2 整合动静态数据致同一界面，高效开展故障分析

针对报警信息开展分析工作，主要分析报警是否有效，同时明确有效报警信息的具体故障原因。单井故障分析需要借助的基础数据包括功图数据、实时生产数据、历史生产数据、措施作业数据，优化前以上数据分别在不同的界面查阅操作，如表1所示。

监控平台设计初期主要需求是满足各监控数据的采集、存储和管理的方便，针对不同类别的数据单独建立了操作管理界面，未充分考虑各类数据的综合应用需求。

目前，油田物联网的应用需求从初期数据的采集与存储向数据的分析和应用转变。为实现跨平台快速调用数据，提升故障分析效率，利用物联网实时监控平台开发性的特点，将单井操作功能在同一界面进行集成整合，完成了系统功能跨平台功能调用，静动态数据同步分析处理，历史和实时数据同界面展示的功能。

多渠道数据的综合分析，大幅提升报警分析工作的处理效率和准确性。

2.3 小技巧能量大，优化界面提升工作效率

针对日常工作的需求，从小处着手，应用各种界面优化小技巧来提升工作效率（见表2）。

表2 界面优化小技巧

3 应用效果

通过对油田物联网实时监控平台的优化，大幅度地改善了平台系统的报警准确率，简化了平台操作的流程，实现了用户界面的友好性。具体体现在以下方面：

（1）优化报警操作流程，实现了措施关井0报警，使总体无效报警率降低40%，有效报警发现率提高66%。

（2）单井操作界面集中整合动静数据后，有效提高了故障分析效率，故障分析时间缩短为原先的10%。

（3）通过颜色标识、高亮显示、分页、批处理等优化小技巧的应用，使相关操作时间缩短为优化前的50%。

4 结语

陆梁油田立足油田生产现实需求，利用物联网实时监控平台开放性的特点，采取优化报警处理方式、动静态数据整合展示、应用界面优化小技巧等措施，有效地降低了无效报警率，提高了数据分析及处理能力，满足了不断扩大的监控规模对监控平台的报警信息处理能力和数据信息维护能力的要求。