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張啟源

（勝利油田東辛采油廠，山東東營  257000） 

摘?要：智能油田是油田開發管理的中樞，通過智能化預警、精準化管控、效益化運行，逐步形成貫穿油氣開發生產全過程、全要素的業務管理模式，全力支撐油田向精細管理、集約管理、智能管理轉型升級。

關鍵詞：智能油田；信息化；大數據

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064(2024)01-0014-03

1智能油田建設的必要性與目的

1.1智能油田系統建設必要性

1.1.1計量數據更具時效性

勝利油田開發單位的油水井位置普遍較為偏遠、相對分散，尤其是在惡劣的環境下，工作人員現場采集數據十分艱難，匯總各個計量數據點也較為滯后，導致數據時效性較差。信息化的實施將會解決這一矛盾，現場配置的各類無線監控設備準確計量每個時點，并通過無線網絡匯總，傳送至開發單位生產指揮中心。

1.1.2生產現場安全性更高

采用人工方式現場采集數據存在較多安全隱患，同時人工采集數據頻率低、回傳速度慢。用信息化設備代替人工，數據回傳速度快且精準，可以有效防止因數據問題引發的安全事故，還可以有效預防破壞、盜竊生產設施等不法行為，信息化應用能有效提高生產過程的安全性。

1.1.3數據應用效率更高

人工計量數據的采集和監控，不僅過程繁瑣而且速度緩慢。信息化實施后，采用生產現場全程無線覆蓋的方式，所有現場傳感器計量數據均通過無線網絡回傳數據采集終端，再由數據采集終端回傳生產指揮中心，大大降低了員工的勞動強度，提高了開發單位利用信息化手段指導生產經營的效率。

1.2智能油田系統建設目的

智能油田建立在物聯網技術基礎上，具有感知、可視化和智能功能。智能油田建設的根本目的是實現油氣田高效開發和資產的高效利用，從而提升油田經營效益，推動高質量發展。新形勢下，以“效益最大化”為核心，通過采集源頭數據、整合其他數據源，對油田開發大數據在線計量、智能統計分析，實時監控各類曲線離差大小，實現數據歸集、清洗、轉換、加載和預處理功能，通過趨勢規律分析問題，宏觀找原因，微觀定對策，開展產液結構優化、管網優化、參數優化、高耗能設備優化，大幅提升管理水平，進而提高采收率、儲量發現動用率，解決安全問題，確保實現油氣田生命周期價值的最大化^[1]。

2智能油田的內涵和主要做法

2.1智能油田的內涵

隨著油田生產科技水平的持續提高，油田開發生產已告別傳統的采油模式，正在邁向數字化、智能化的新階段^[2]。智能油田功能不斷拓展、性能不斷完善、管控水平不斷提升，構建了多能互補效益運行平臺，建立了覆蓋提升、注入、集輸全流程、跨類別、多能互補的管控機制，平臺具有實時管控數據和歷史數據存儲、查詢、分析、統計功能，利用大數據、云計算技術，實現實時監控、實時預警、實時統計分析、實時評價、實時優化的管理智能化^[3]。

2.2智能油田的主要做法

2.2.1依托大數據分析，實現生產方式變革

（1）油井變頻遠程控制探索與研究

在現場應用過程中，油井變頻遠程控制如非正常停機，變頻器會誤判為電壓故障，出現故障代碼和無法正常開井問題，信息化后仍需人工現場手動消除方可正常啟停，由于生產指揮中心不能遠程消碼開井，嚴重影響產量和時率，造成經濟上的損失。

油井非正常停機后的變頻器遠程控制問題受油區生產環境、設備性能、工作界面、管理方式等方面的制約，現場技術人員還需持續不斷的探索。通過研究變頻器故障停機后的復位消碼技術，在保證不會對設備造成次生損壞前提下，使變頻器在短時間內重新運行，對油井生產管理具有重要作用。生產指揮中心可利用該技術在第一時間遠程開井，不僅可以減少前線員工數量，降低工作強度，縮短停井時間，提高油井生產時率和產量，為企業挽回經濟損失，而且可以大幅減少員工操作設備及電器設備發生安全事故的概率，降低安全隱患。 

（2）示功圖象限管理模板和PCS報警處置

在實際生產運行過程中，生產指揮中心人員處置報警信息時經常出現分析錯誤或研判不準確等現象，易造成生產異常情況處置滯后，影響油水井生產運行效率。

首先，建立以示功圖最大載荷為縱坐標、最小載荷為橫坐標的功圖象限管理法，構建功圖面積增大區、功圖面積減小區和特殊功圖區，每個區通過載荷變化的趨勢得出示功圖的特性。生產指揮中心人員通過分析變化原因，制定落實方法、提出解決措施，達到“變化過程清晰、問題判斷準確、解決措施有效”的目的。其次，將單井參數報警信息進行分類，組合回壓、溫度、平均電流、有功功率、示功圖面積、功率平衡合格度等多參數，建立完善的報警處置模板，如平均電流波動報警、載荷波動報警、壓力波動報警等處置模板，生產指揮中心通過報警處置模板快速找出對應問題并有效解決，從而提升報警處置符合率，提高生產運行效率。

（3）能源管控新模式的應用

油田企業能源消耗巨大，一般情況下能源費用占總成本的20%以上。由于現場計量手段落后、統計分析不準確、人員勞動強度大，油氣開發單位普遍存在能源浪費的現象。

針對該問題，基于“互聯網+計算機”的信息化、智能化能源管理新模式建立能源管控中心，全面實現能耗在線遠程連續采集，實時監控預警、統計分析、診斷研判、優化決策和精準考核，能源管控由月度匯總分析變為日度精準管控。同時能耗統計分析優化和評價模型，組件化研發，可移植、可拓展、可定制，支持云端部署、云計算，構建人工智能統計分析決策和長效節能機制，為開發單位提供了良好的全生產過程能耗預警、評價、統計分析、統籌優化平臺，有效支撐一體化技術決策機制的落實執行。 

2.2.2依托多元化拓展，促進技術管理

（1）綜合研究虛擬化、可視化

通過視頻監控、功圖在線計量與分區塊計量平臺的對接，實現對單井產量的監控預警；通過分區塊計量與管線泄漏報警、GPS巡線定位系統平臺的對接，實現對集輸管網的監控預警；以地下構造、油藏等為主要研究對象，用信息集成、四維可視化的手段，建立四維可視化地質模型；以地下井筒為主要研究對象，實現井筒信息集成化、可視化；優化鉆采方案編制和單井工藝設計，實現現場施工的動態監控和遠程專家診斷，有效規避現場施工風險。 “變中察異，聯動高效”。信息化的普及大大提高了過程管理的精細程度，使資源配置更加趨向合理化、生產運行效率更加高效化^[4]。

（2）決策部署協同化、高效化

通過對井組注采井網、水井吸水能力和油層潛力等地質資料進行詳細調查，對目前井組油層開采現狀、注采狀況、油水井工作狀況進行功圖階段對比分析，同時結合工況、地面，找出制約井組穩升的各項因素，摸排切實有效措施；利用即時功圖監測，建立油井異常井預警、分析系統，在以往異常井分析上報的基礎上，利用遠程功圖在線監測系統中的載荷、泵效報警界面，實現油井異常的提前預警，縮短異常井的發現周期，并建立異常井分析體系，將異常井分析流程規范化，進而摸清油井異常及躺井原因，保證異常油井得到及時準確治理。信息化技術的應用，使現場生產技術決策部署更加高效化，開發單位注采管理水平不斷提高。

（3）業務管理一體化、精細化

開發生產全過程管理各個生產節點和生產環節都是閉環式管理，需要用可量化的生產指標來評價。以勘探開發研究及管理人員業務需求為導向，對各類勘探開發研究信息和應用系統進行集成整合，借助信息化輔助方案優化編制、協同業務管理，使油氣開發過程中的綜合研究認識更加精準、決策依據更加充分、方案編制更加適用，實現勘探開發精細化管理，達到油氣田高效開發和資產效益最大化的目的。閉環式持續優化是智能油田建成后突出的效益點，為實現油氣田開發效益的持續最大化奠定基礎。

3智能油田的實施效果

智能油田注水、采油的各項生產數據的分級采集上傳，既滿足了資料取全、取準的需求，又彰顯了快捷、智能的獨特優勢 ^[5]。信息化建設以來，通過運用大數據逐一檢驗傳統“周期”的合理性、實效性，將傳統的固定周期變為按需調整，實現了由傳統經驗型“周期”向智能化“周期”轉變，建立起以數據為基礎的精準施策機制。開發單位在信息化條件下，分專業、分角色、按崗位實時推送各類信息，生產指揮中心各崗位實時協調處理，并對處理結果進行全過程自動跟蹤考核，實現生產運行、風險管控、應急處置和跟蹤評價鏈條化的綜合管理，達到生產現場可視化、立體化、智能化管理的效果^[6]。

智能油田信息化建設以來，采油廠經濟技術指標穩中有升，平均油井綜合利用率提高6%、檢泵周期延長260天、系統效率提高5%、工況合格率提升15%，實施后增油1200t/年，創效260萬元，同時避免因躺井發生的作業維護、熱洗、產量損失等費用80萬元，帶來直接經濟效益340萬元。

4結論

“數字油田”“智能油田”是國內外石油公司未來的發展方向，智能油田從油氣開采的全局出發，大量利用無線局域網、傳感器技術等物聯網技術實現油田的智能化開采，大大提高了油田開采的效率與安全性，是實現油氣田高效開發與管理的有效手段。未來智能油田的普及應用，將貫穿油氣開發生產全過程、全要素，支撐油氣產業轉型升級，推進油田向精細管理、智能管理邁進^[7]。

參考文獻

[1] 油氣水井生產物聯網系統iPES的技術研究[J].中國石油和化工,2012(3):64-67.

[2] 采油作業計算機遠程監控系統[J].油氣田地面工程, 2014,33(11):80-81.

[3] 勝利油田數字化轉型實踐與成效[J].石油科技論壇, 2023,42(3):48-55.

[4] 智能油田的數據治理工程及應用技術研究[J].信息系統工程.2023(5):52-54.

[5] 油氣生產物聯網未來發展趨勢研究[J].中國設備工程,2022(17):256-258.

[6] 油氣田智能化管理建設及其應用研究[J].中國石油企業,2022(4):76-80.

[7] 基于智能油田建設的信息技術專業標準體系探討[J].中國標準化,2021(12):34-39.

收稿日期：2023-12-20

作者簡介：張啟源（1989—），男，山東東營人，研究方向：油氣生產。

      Application of Information Construction in Intelligent Oilfield

ZHANG Qiyuan  

(Dongxin oil production plant of shengli oilfield, Dongying  Shandong  257000)

Abstract:Intelligent oil fields are the center of oilfield development and management. Through intelligent early warning, precise control, and efficient operation, a business management model that runs through the entire process and all elements of oil and gas development and production is gradually formed, fully supporting the transformation and upgrading of oil fields to fine management, intensive management, and intelligent management.

Key words:intelligent oilfield;informatization;big data