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        1. 智慧油氣田解決方案

          摘要


              力控科技智慧油氣田解決方案是在“數字油氣田”的基礎上,借助業務模型與專家系統,全面感知油氣田動態,自動操控油氣田業務,智能預測油氣田變化趨勢,持續優化油氣田管理,虛擬專家輔助油氣田決策,利用計算機系統智能地管理油氣田,實現油氣田生產過程自動化、業務管理協同化和信息的全面共享,并通過井位部署的可視化,油藏、鉆采、地面工程方案的最優化,力爭達到“看地圖調度、聽數字指揮、讓數字說話”的目標。




          一、方案概述


              力控科技智慧油氣田解決方案,為油氣田發展提供強有力的信息平臺支撐,更好地解決國內油氣田企業信息化中缺少統一信息資源服務平臺的問題,幫助油氣田改進勞動組織形式、扁化管理層級、提高勞動生產率、推動體制創新。



          二、設計目標


                通過智慧油氣田建設,實現油氣田的“四個轉變”:一是數據管理由分散采集、逐級匯總、層層上報向源頭采集、集中管理、授權共享轉變;二是地質研究由分專業、多層次的研究向跨專業、不同學科的協同研究轉變;三是生產管理由人工巡檢、逐級反映、經驗管理向生產過程實時監測、動態指揮的轉變;四是經營管理由分系統操作、期末算賬、事后分析向業務聯動、事前預測、事中控制、優化決策轉變。




          三、系統架構

                 系統部署方案主要由四個網絡層次構成,分別為總公司級、采油(氣)廠級、作業區級、場站級。



                 系統整體架構如下圖所示:







          1、 總公司部署架構

                

                以各采油(氣)廠數據(實時、關系)平臺作為數據源對象,將總公司需要的實時數據、關系數據同步至總公司實時數據庫、關系數據庫中,建立總公司業務管理子系統。






          2、采油(氣)廠部署架構



                采油(氣)廠部署實時數據庫,接收作業區傳送的數據。通過對各個作業區數據的統一集成,建設采油(氣)廠的業務系統平臺,提供準確、有效的數據分析結果,實現生產過程的實時監控、工況分析、安全管理、報表管理、設備管理等,并根據各油氣田實際情況拓展其它業務管理子系統,不斷完善采油(氣)廠的生產管理平臺。






          3、作業區部署架構


                 在作業區進行軟硬件安裝及部署,將其管轄范圍內站點、井場生產數據通過無線或有線網絡通訊方式進行整合,對所有設備信息、區域位置及狀態進行統一標識,建立標準的生產數據點表和數據庫結構。

                為了提高生產系統的安全性,通過安全隔離網關和工業防火墻將作業區分為辦公網和生產網兩部分,可以有效隔離信息網絡對生產網絡的影響,保證生產系統的安全性。


          作業區部署架構如下圖所示:





          4、 井場部署架構


                  油氣田現場分為油(氣)井和場站兩類,油(氣)井采用無人值守站的模式,場站采用有人值守站的模式。


          1) 油(氣)井

                

                   

                  油(氣)井采用無人值守站的模式,RTU作為無人值守站的數據通信中心,與油(氣)井進行數據采集與通信。作業區的采集通信服務器則通過RTU采集油(氣)井的數據。




          油(氣)井的部署架構如下圖所示:







          2) 場站


          油氣田的場站包括聯合站、接轉站、計量站、增壓站、注水站等各類站控系統。站控系統是集數據采集、自動控制和智能分析于一體的綜合管理系統,站控系統由負責數據采集的硬件部分和負責分析管理的軟件部分構成。


          站控系統的部署架構如下圖所示:







          四、功能特點


          1、生產實時監控。油井、供注水系統、增壓站、計量站、聯合站、管網等現場生產數據,通過數據采集技術采集到實時數據庫中,結合各生產場所的二維或三維工藝流程圖進行組態,操作管理人員可以隨時隨地查看現場生產狀況。












          2、 功圖分析診斷與計量。由實時數據庫結合關系數據庫共同完成示功圖數據監控、設備工況分析及示功圖展示,判斷抽油機的工況狀態。通過功圖對比與分析,可以對任意時間段內的歷史功圖進行查詢與分析,及時發現工況異常,追蹤分析變化趨勢和變化規律。







                  根據自動采集的功圖,在工況分析的同時,實現產液量的計算,每兩小時形成油井生產報表。







          3、 生產分析。生產分析主要針對采油、注水、集輸、開發等專業領域,通過圖表、曲線等形式反映主要生產指標、工作運行情況及用能(水、電、氣)情況,并自動生成統計分析報表及圖表。







          4、生產預報警。按照采油、注水、集輸、巡護等專業,在生產管理的各個環節設定合理的報警閾值及變化梯度,當生產參數變化異常、但尚未達到報警限值時進行預警,提前處置各種問題,避免事故發生、保證生產平穩運行。系統還提供載荷、壓力、溫度、電流等參數異常的預警、報警以及跟蹤、處置。








                   油(氣)井采用無人值守站的模式,RTU作為無人值守站的數據通信中心,與油(氣)井進行數據采集與通信。作業區的采集通信服務器則通過RTU采集油(氣)井的數據。








          5、  生產報表。通過各類數據表格展示、操作、處理各級生產單位的井站、站場、閥室、凈化、管線等生產動態數據,生成各級符合用戶業務需求及格式要求的報表。






          6、 電子巡井。利用電子巡井取代原有人工巡井的方式,按照定時切換、人工鼠標、鍵盤操作,通過抽油機參數、視頻信息、功圖工況等信息逐一完成井口巡視。








          五、給客戶帶來的價值


          1、力控科技智慧油氣田解決方案,為企業建設生產各個環節應用控制系統,實現生產的智能化處理、業務的有效協同、信息資源的全面共享與利用,促進企業管理水平、運行效率、生產質量的提高,使企業向管理科學化和最優化、業務流程化和規范化、信息資源共享化發展。從而促使企業整體水平的提升,增加企業經濟效益和社會效益,增強企業在國際市場的核心競爭力。
          2、構建智慧油氣田數據中心管理平臺,針對油氣田生產相關的基礎數據進行匯總、統計、挖掘、分析,幫助領導準確掌握生產運營情況、快速處理生產過程中的問題,提高企業決策分析能力。


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