油田智能化生产运行管理系统的设计与实现

摘要：石油是我国的重要战略资源之一当今社会对石油的需求量也在日益增大相关单位必须进一步提高石油生产效益和产品质量。智能化管理是促进中国石油行业发展的核心技术之一在国际能源结构调整的大背景下国内企业也引入了智能化生产运行管理系统为进行优化生产提供了必要条件。

关键词智能化;油田;生产运行管理

中图法分类号：TP311 文献标识码：A

Design and realization of intelligent production operation managementsystem in oilfield

HUANG Xiaojun

（Dagang Oilfield Information Center， Tianjin 300280， China）

Abstract： Oil is one of my country's important strategic resources， and the demand for oil in today's society is also increasing， requiring relevant units to further improve oil production efficiency and product quality. Intelligent management is one of the core technologies to promote the development of China's petroleum industry. In the context of the adjustment of the international energy structure， domestic enterprises have also introduced intelligent production and operation management systems， creating necessary conditions for optimized production.

Key words： intelligence， oilfield， production operation management

1  前言

在实际工作中利用智能化生产运行管理系统，是提升油田企业生产效率和经济效益的主要方式。在节能减排、建设绿色生态城市、能源结构调控的大背景下，传统生产模式已无法满足现代化工业的发展需求，必须推出和完善智能化生产运行管理系统，提供更为精细的数字化建设标准，创新生产过程管控流程，优化企业生产系统结构，以促进油田企业健康发展。受现有技术限制，虽然智能化生产运行管理系统和理论上的“智能系统”还有差异，但仍可以在某些方面予以完善，如做好生产基础设施建设、完善工作流程、制订长期规划、建立智能化工作机制等，从而充分发挥智能化生产运行管理系统的作用。基于此，本文着重阐述了智能化生产运行管理系统的特性，并探讨了油田智能化生产运行管理系统的现有问题，进而提出了有效的应对策略[1]。

2  油田智能化生产运行管理的主要内容

2.1  智能运输管道

对油田企业而言，运输管道优化至关重要。为了实现对石油的智能运输和管控，必须从硬件结构方面着手，如建设数字化管道。数字化管道既能利用计算机虚拟地展示油田状况，并收集自然资源的相关信息，同时人们可利用智能化平台对相关信息资源进行分析与探查，为技术发展和生产管理提供相关的业务指导与支持。

（1）构建基本数据库

为了建立基于空间信息集成的智能化数据库，并实现检索、定位、分类、查询等功能，可以将其与其他信息系统相连接，然后对油田智能化生产运行管理系统进行风险评估、改进与建议，并以可视化技术手段减少模糊信息。这就要求油田智能化生产运行管理系统必须整合地理信息、人文资讯、硬件参数等，从而绘制高精度的生产流程图。

（2）采集生产参数

为了对油田智能化生产运行管理系统落实仿真调整、优化诊断等工作，必须收集石油输送管道的节点压力、电流、温度控制、闸门等数据，并对其进行分析。数据采集管理系统的可靠性将影响油田智能化生产运行管理系统的工作效率和服务质量，而数据通信的时效性和同步性也决定了油田智能化生产运行管理系统是否能够顺利运行。具体而言，油田智能化生产运行管理系统运行参数一般可以反映石油输送管道的工作状况。目前，大多数油田企业都采用 SCADA 管理系统，其在现实应用中已经较为完善，并且使用起来十分方便[2]。

2.2  主要内容

（1）计算机仿真技术

在实际工作中，由于石油储量、闸门开关、压缩机在持续变化，致使油田智能化生产运行管理系统的运行状态不稳定，因此必须对整个生产流程进行模拟数据分析，使管理者能够了解油田智能化生产运行管理系统的工作状况，从而提升其工作效率。当前，计算机仿真技术主要应用于燃气管网调峰之中，并能够为油田智能化生产运行管理系统的维护与更新提供帮助，从而形成全新的生产管理模式以及优化生产方法。

（2）系统优化

系统运行优化是根据已有产品体系，在特定资源要求下，按照不同销售价格和不同使用要求提出的特定配备方案，以保证企业的产出效率。系统运行优化主要分为两方面：第一，优化数字模型，即把较复杂的生产工程性问题转换为数学模型;第二，数字模型求解，即对已构建的数字模型进行深入分析，通过相应的求解程序获得优化方案。

（3）系统硬件问题检测

在系统硬件问题检测中，由于各個系统硬件的故障有所不同，因此必须采取多种处理方式：第一，可以根据平衡方法进行判断，分析系统硬件是否出现问题;第二，可以结合信号处理方式，通过提取故障产生后所形成的数据变化，来判断故障程度和故障部位;第三，运用数学模型法，如故障模拟滤波器、瞬态模拟、实时建模等方式，通过建立流体运动与管道中流体温度的数字模型，并结合实际气压、温度、空气流速等，根据仿真结果以及应用建模技术明确系统硬件的工作状况[3]。

3  油田智能化生产运行管理系统设计

3.1  架构设计

1997年，Sun 公司推出 J2EE 架构，其界定了发表和实施企业级使用的基础规范，可以用于建立更复杂的、多元化的和分布式的企业级应用领域。 J2EE 架构和信息技术为组件设计模型提供了有力支持，同时提供了一整套设计工具，以便设计模块化的、可复合的、平台独立的各种组件。油田智能化生产运行管理系统采用 J2EE 架构，以 B/S 模式和 Web方式提交所有应用;业务逻辑层采用JAVABean方法，完成所有数据库系统界面工程设计与业务处理;显示层采用 JSP 网页方法，完成所有方案查询、信息系统流程图查询以及申报单设计和申报页面设计;系统底层应用工作流技术，实现流程自定义和服务消息提醒;将手机短信功能作为消息提醒方式，可以通过 cobra 技术接入手机短信服务模块的短信推送API，从而进行推送[4] 。

3.2  功能设计

基于油田智能化生产运行管理系统的实际需要进行数据分析，从功能视角来看，其拥有四大核心子系统，即方案审批子系统、建筑物料信息管理子系统、过程监督信息管理子系统、建筑施工总结信息管理子系统。

（1）方案审批子系统

方案审批子系统为本课题的核心。该部分主要包含制作方案设计报告、方案审核、方案流转和方案查询等功能，并在整个设计流程中提供了消息提醒功能。

方案设计报告：采油队的技术人员和地质研究所的技术人员共同提出维护措施和设计方案，方案设计作者提出并填写方案名称、井号、井别、建设目的等基本信息。计划实施后，用户即可把完成的计划文件递交给指定的审计机构。其中，方案设计用户需要记录文件名称、文件地址以及确定设计文件审核人。

方案审核：在单井评审中，评审者代表由业内专家、学者、管理人员组成，对设计方案进行评审。使用者可以手写方式直接列出审查建议，并在最后选择是否将设计方案传送给其他企业主管进行审查。企业主管提出提议后，立即将设计方案传送给企业调度部。

方案流转：为管理区、地质所、工艺所、作业科等提供模型系统，可以在各单元之间自由流动。其中，使用者是各单元的调度管理人员。

消息提醒：贯穿整个方案设计和审核过程，为方案设计人员、审核人员、调度管理人员等提供在线软件提示与手机短信提示的二重消息提醒机制。不登陆信息系统的情况下，系统及时告知有关工作人员对方案设计出现的问题进行处理。在有问题要求由用户处理时，消息提醒软件以发出声音的方式提示用户。手机短信提示的实现一般是在操作系统的服务器上设置移动短信模块，并利用 CORBA 技术调用移动短信模块中的 API 接口，自主向特定应用发出短信。手机短信的提示频率、时间限制以及提示策略等都可由系统管理员自主选择[5]。

方案查询：提供方案设计的状态信息、工程设计文件检索功能。通过方案查询功能，相关人员能够迅速查阅方案由哪些单位进行设计和审查。

（2）建筑物料信息管理子系统

施工用料发放管理：采油队在网上填报领取材料清单，并记录领料单位、领料人、井号、物料名称、型号、应收数量等信息;器材场发出材料后，记录具体发放情况。

井下工具上交管理：在井下作业过程中，提交临时不用的井下器具时，由采油队在网上填报和提交材料清单，器材站在受理时记录具体接收的材料数量;采油队记录输料单、运料人、井号、物料的品名、型号、应送量等信息;器材站记录实际收料量。

（3）过程监督信息管理子系统

施工进度跟踪：为作业队记录作业日志，并对采油工区进行品质评估。将作业队记录的内容分为井号、开始时间、作业工序、工序内容。采油队的作业监理人员对作业工序的施工品质做出考核。

施工进度查询：为所有授权用户提供关于建造完成或正在建造的所有油井的作业时间信息。主要检索信息内容包括工程井号、作业目的、开始时间、施工设计方案、作业工序、施工质量评定标准等。

（4）建筑施工总结信息管理子系统

施工总结录入：作业队在按照原修井方案对油井施工作业后，要录入施工总结内容，包括作业施工井的基础信息、井下抽油记录、井底管注信息、施工过程附件等。

施工总结审核：作业队在进行施工总结记录后，由采油大队、地质研究所的人员查询施工总结内容，经审查通过后，将施工总结数据存入数据库。

施工总结查询：施工汇总信息入库后，所有授权用户即可查看施工汇总信息。在查询条件方面，可以选择井号、日期等。

3.3  系统管理

（1）用户管理及安全认证

用户管理模块要提供用户信息保护、用户权限保护等功能。其中，用户管理与安全认证通过 0racleIdentity Management 技术完成。

（2）方案管理

方案管理模块提供了方案检索和删除当前方案的功能。使用者可以井号、设计类别、发起单位等作为检索条件，查看所有当前或正在申请的方案。在方案检索的基础上，为系统管理员提供方案删除功能。

3.4  数据库设计

数据库涵盖监测数据分析、应用数据分析等功

能。同时，数据库拥有两个管理体系，即应用信息库管理体系和岗位业务流程数据信息库管理体系。应用信息库储存方案、施工技术物料、项目进度等数据信息;岗位业务流程数据信息库监控工作流状态，包括工作业务流程状态及有关财务状态。此外，油田智能化生产运行管理系统应用了 Oracle Workflow 技术进行方案审批。因此，数据库设计的重点是应用信息库管理系统。

4  结语

在实际工作中，油田智能化生产运行管理系统起到了非常好的效果，完成了传统工作模式和信息化工作模式的有效衔接，减少了劳动成本，优化了劳务用工管理，为实现油田企业数字化融合发展做出了贡献。

参考文献：

[1] 艾鹏，胡勇.基于物联网技术在刘官庄油田建设的应用[J].信息与电脑（理论版），2021，33（12）：193?195.

[2] 吴瑶，宋明，弓艳.浅谈数字化油田建设[J].中国管理信息化，2018，21（6）：51?52.

[3] 劉冠辰.智慧油田建设与发展研究[ J].中国管理信息化，2020，23（16）：98?99.

[4] 宫柯.油田建设的里程碑[J].石油知识，2021（1）：26?27.

[5] 白海明.数字化油田建设中通信技术的应用[J].电子技术与软件工程，2021（2）：24?25.

作者简介：

黄晓军（1976—） ，本科，研究方向：信息项目管理、程序开发、系统架构。