“大数据”能源管控新模式在川东北气矿的应用

袁志华 孙小利 张勇（西南油气田分公司川东北气矿）

1 实施背景

油气田既是能源生产单位，又是能源消耗大户，据不完全统计，川东北气矿2015—2019 年，采集输燃气量消耗总量较大且呈逐年上涨趋势，由能源消耗总量占产出总量由1.81%逐年上涨至3.26%（表1），且有进一步上涨趋势。川东北气矿积极响应国家关于节能减排的要求，结合实际情况开展了节能节水日常工作优化改进，逐渐建立起了一套能耗分析图版，加强能源消耗精细化管理[1-2]。

表1 川东北气矿2015-2019历年能耗占产量占比情况统计

2 主要做法

节能节水管理其最根本的内含是能源管控，只有切实落实好能源管控策略，才能提升节能节水管理水平。从气矿本身出发，推行以固定表格和图版的统一标准化资料统计，坚持以能效对标为中心，形成“精准统计+自主生成图形+分析、闭环管理”的能源管控手段，将能源消耗、分析总结和问题闭环融入日常管理工作中，切实加强能源消耗各个环节中的节点把控，最终实现“能源消耗数据准确、自主节能意识提升、问题闭环管理到位”的目的，同时形成“111 图版法”节能管理模式，建立一套针对性强、操作简单、实用、方便的能源消耗分析图版。

“一强”是指强化基础数据管理。能源数据准确统计是直接关系节能管理是否有效的关键，能够直接反映现场能源消耗真实水平。根据能源消耗数据特点，固化相关数据模版，优化能源数据统计程序（仅每月对水、电、气耗量底数抄录），可以实现统计数据自动计算，自动归类，降低人为计算过程中出现错概率，提高准确率。

“一标”是指建立图表文件。根据统计数据建立了燃料气单耗、电单耗、综合能耗等各项反映能源消耗的指标的过程曲线、图饼，以直观的图形文件和图表反映气矿、基层单位、重点用能单元的用能情况[3]。

“一用”是用结果。通过结果实现重点用能单元的纵横向对比分析、颜色自动预警以及提升一线员工用能自主分析能力等，在能源消耗过程控制中，总结存在问题，优化运行工艺流程，完善管理制度、制定处置措施以及提前预防措施等[4]。

2.1 建立井站的统计模版

井站是能源消耗的主基地，但受员工不确定因素影响，统计过程中数据易错，不能真实反应能耗水平[5]。据此情况，川东北气矿经过现场调研且综合各种因素，创新建立了一套能源消耗统计模版，实现“只录一次，自动计算，颜色预检”等功能，提高了能源消耗统计的数据准确率。

1）统一的能源统计模版。井站耗能主要有三类：一是生产生活、生产保温、增压用的燃料气；二是生产辅助用电；三是生产生活用水。其中，燃料气消耗为井站的主要能耗。为此，气矿专门针对井站对燃料气、电和清水建立了能耗统计表，月底录取燃料气、电表和水表底数，自动加减、自动汇总到统计表内，解决了以往“抄取-计算-录入”等多个环节容易出错的问题。

2）融入“区间”检查和颜色提醒功能。在计算表格中，按照每月的大致能耗，在水、电、气能耗数据进行“区间”设置，一旦录入数据自动计算后出现大于（或小于）设置区间数时，即以黄色提醒，需要对数据进行核对；如果远大于（或远小于）设置区间数值时，则以红色提醒，需要进行重新检查。通过此种方式提升了井站能耗数据统计时的准确率，真实反应出井站的能耗水平。

2.2 创建作业区级能耗管理图件

作业区是管理几个气田几十口井的单位，对于节能管理员来说，需要在细心和对现场工艺、设备充分了解的基础上才能精细化管理。通过程序化、系统化和量化工作量，简化工作流程，针对性地建立了一批能耗管理图件，极大地缩减了节能管理人员培养时间并提升了节能管理能力，具体做法是：

1）建立总体能源管控图件。为使能源管控措施落地，气矿根据实际情况，创建了水、电、气过程控制图版，通过每月消耗数据自动生成图版，包含预测目标、每月实际消耗数据、占比情况和剩余值等，全面加强了各种能源消耗的过程监控，有效地控制了全年各阶段的能源消耗。

2）建立能源构成图件。水、电、气、柴油、汽油等统归能源消耗，为梳理出重点种类能源消耗，加强重要能源种类消耗管理，将各种能源根据消耗量，按照折标系数统一折标为吨标煤，然后根据吨标煤值制成圆饼状，直接反应出各种能耗构成，便于重点监控能源消耗的监控和合理部署措施。例如：川东北气矿矿各主要能源消耗种类构成见图1。

图1 川东北气矿主要能源消耗种类构成图

3）建立重点用能单元对比图件。能源管控分层管理，依托能源消耗数据，建立重点用能单元、重点用能设备的能源消耗对比图件，掌握总体能源消耗变化趋势，开展横向和纵向对比和措施优化，加强能源管控。

4）建立重点能耗的过程跟踪图件。能源管理是一个持续改进的过程，掌握到能源在消耗过程中的各种不足，加以分析和总结，使能源管控措施“落地”，才能积极有效的加强能源管控，最终实现合理用能。

2.3 层级管理模式建立

川东北气矿建立了井站和作业区两级加上气矿一级的“2+1”层级管理模式，明确各级职责和管理要求，其中井站负责取全、取准能源消耗数据和按时上报；作业区做好能源数据的分类汇总，对井站能源统计、能效参数和能耗指标的考核和监督；气矿负责对作业区能源数据的审核指导，作业区负责井站及重点用能单元的审核和指导[6-7]。

2.3.1 井站能耗管理模式

井站主要对能源消耗数据统计、审核和初级分析进行管理。通过“能源消耗周期性汇总+能源基准+颜色提醒模式”手段，解决了以前能源管控依靠单一的数据统计管理模式，提升了员工的能源管控责任心和能力，主要做法是：

1）能耗数据统计与自主分析。目前一线使用的能源消耗统计表为分公司统一的能源消耗统计表，涵盖了每月水、电、气消耗的起止数、底数、消耗量等，员工填报数据时需要对底数、起数以及当月消耗量进行统计、计算和填写，对能源消耗水平而言，缺乏纵向对比功能，容易造成能源消耗管理“麻木”。气矿建立能源统计消耗数据统计模版后，将每个用能单元当月能源消耗按年进行自动汇总、自动计算，可以根据每月能源数据进行纵向分析。例如，川东北气矿各重点用能单元和重要生产单耗趋势图，清晰反应出各重要井站、重要指标的变化情况，利用图形直观的提醒管理人员各阶段关注的重点，提升自主分析能力。川东北气矿各主要用能单元和主要单耗指标变化情况见图2。

图2 川东北气矿各主要用能单元和主要单耗指标变化情况

2）能耗数据自主校正。在能源数据统计过程中，出现统计数值错误，将很难发现，气矿通过将统计表格与能源基准进行融合，出现数字错误即与真实的用能数据出现较小偏差时，则以黄色填充提醒操作人员需对数据进行核实是否存在数据统计错误；一旦统计数据计算值与能源基准数据相差较大时，计算单元格自动红色充填，提醒统计者数据可能错误，需要重新统计[8-10]。

2.3.2 作业区能耗管理

作业区级能耗管理主要对能源消耗数据汇总、审核、分析和制定优化措施，通过“能耗管理图版”，加强对各单元、各重点用能设备的能源绩效参数复核，技术措施实施以及横纵向能效对标等，主要做法是：

1）对井站的培训和指导。加强节能管理人员对表格的录入、图版生成以及图版分析等能力培训，确保异常能耗及时发现问题，分析问题并制定技术措施。

2）对辖区用能水平和异常进行评估、处置。从数据-图版自动生成后，图件对阶段数据的分析，结合现场情况进行异常分析，制定技术措施，保障能源消耗安全、平稳运行。

3）绘制（修订）辖区能源计量网络图。根据辖区内用能情况，定期修订能源计量网络图，加强对能源计量的精细化管理。

3 实施效果

3.1 实用性强

通过表格的自动计算、自动汇总、能源绩效参数的整合以及颜色预警等多种方式，简化了能源统计过程中统计次数多，人工计算容易出错以及井站能源管控人员数据“麻木”等不利因素，以更简单、直观的方式加强了数据自查自纠能力，对能源消耗系统分析管理具有一定的自主管理能力。

通过能源统计表格应用，一是井站能源统计频次（包括手工计算）减少了近75%工作量，准确度在原有95%的基础上提高了5%的准确率，达到了100%；二是由于准确率的提高，能及时、准确地反映各井站实际的能源消耗水平；三是井站员工能通过阶段数据分类汇总功能，提升自主掌握各阶段能源消耗情况和初步处置异常的能力。

3.2 提高工作效率和工作质量

气矿能源管控利用过程控制、单耗曲线以及历史数据拟合等固定图版，将以往异常问题发现需要经过数据“搜集→汇总→讨论→分析→处置”程序直接过度到“图版→处置”，减化能源管理人员的工作流程，提升工作效率的同时也提高了工作质量。例如，2018年川东北气矿各主要增压站横向对比图直观反应出能效水平，川东北气矿各主要增压站在公司范围内能效水平横向对比见图3。

图3 川东北气矿各主要增压站在公司范围内能效水平横向对比

2017年以来，气矿通过能源管控图件强化了铁山、黄龙场等重点气田能源管控方向，加强了重点能源监督手段，及时优化了铁山片区、黄龙场片区工艺流程和增压机组运行方式，在燃料气单耗方面平均下降了32.73%（按四个气田2016、2017 年平均单耗计算），同时由于纵横向对比，通过借鉴相关气田先进管理经验加强区块能源消耗管理，全矿在2017 年平均燃料气单耗121.645 m3/104m3基础上，2018、2019年单耗递增率保持在18%左右（按四个气田2017、2018、2019 年平均单耗计算），增长平稳，2019年四川油气田采集输平均（增压）燃料气单耗309.59 m3/104m3，川东北气矿燃料气单耗138.7 m3/104m3，同时年递增率较平稳。

3.3 促进岗位人员快速“成才”

节能节水岗位由于其涉及面广，要求能力相对较高，在气矿人员逐渐减少的情况下，人员岗位变动频繁且兼岗较多。以往，从其他岗位转到节能岗位再到完全能够胜任需要6 个月至1 年左右，而从2017年开始，气矿坚持推行表格化、图版化，通过量化工作，标准化分析能力，对岗位人员“成才”有了较大的提速，一般2～3个月就能够基本胜任节能节水岗位工作，达到了“人换质不降”的效果。

4 结束语

通过大数据的深化应用，对一线用能，节能管控，措施挖潜等方面都做出了极大的贡献，提升了气矿的能效管控水平，为公司节能节水管理提供了经验基础。下一步，气矿将进一步深化大数据应用，通过指标融合、数据周期性预警和自动推送异常信息等信息化手段，强化异常问题处置的及时性，确保能源管控精准可控。