油气田智能化建设过程与关键技术研究

摘 要：目前，石油行业正在由劳动密集型向智能化、自动化方向转型，智能化体现了能源行业发展的客观规律，智能油气田是油气田企业可持续竞争优势发展到一定阶段的高级形态，是油气田行业发展的必然趋势。本文对油气田信息化发展趋势进行分析，结合低渗油气田的特点，对智能化建设应关注的方向做出讨论，提出了建设思路和原则，对主要建设内容及关键技术进行分析，展望在经营管理领域、勘探、开发、生产领域的业务应用前景，并对智能化建设的预期效果进行分析。

关键词：智能油田；信息化；创新；提质增效；可持续竞争力

新时代我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、转换增长动力的攻关期。目前，信息通信技术正深刻改变着传统制造业的发展模式，石油行业正在发生根本性的变革，由劳动密集型向智能化、自动化方向转型。建设智能化油气田将为企业带来更加现代化的管理手段、更高的發展质量，对提升运行管理效率、培育企业可持续竞争优势起到至关重要的作用。

1 油气田信息化发展趋势分析

对于石油石化企业来说，信息化已从业务的支持者，成长为业务的促进者，油田数字化正成为油田信息化的核心。以往，石油石化行业的生产难题和挑战通常是由改变生产工艺或技术解决。近年来，随着生产信息化技术的引入，IT技术逐步给具体的生产业务带来促进和提升，这表现在：信息化的通讯基础架构，增强了沟通能力，使实时、远程监控成为可能，大幅提高了工作效率；数据、信息、应用的一体化整合，促进了协同工作，使多学科的专家能够共同进行决策，降低了管理成本；高精度自动控制，使生产精细化成为可能，数字油田通过采用自动化技术提高了生产效率；物联网、云计算等信息技术的应用，将信息化的触角延伸到了生产一线，增强了对资产的管控，提升了企业的信息处理能力。

综合分析国际上大型石油公司近年来的发展方向，我们可以发现油田发展的两大趋势：

（1）采用物联网技术，在现场和井下安装大量传感器，不间断地采集、传输实时数据，集中管理和处理；

（2）采用云计算技术，建立一体化的协作平台，将数据、业务、人员进行跨学科、跨组织、跨地区的整合，形成全新的工作流程。这一新流程能够在各学科之间对数据进行无缝整合，并能够不受地域界限的限制来对这些信息进行处理。随着物联网技术在石油工业中的不断推广，一体化协作平台将在油气生产过程中发挥越来越重要的作用。

2 智能化建设思路及过程

油气田智能化建设内容主要是以夯实信息化基础设施为基础，紧密围绕智能化云平台、信息标准化体系、勘探开发生产经营各领域业务应用建设内容进行开展，核心建设内容如图2所示，分以下三个阶段进行展开：

（1）基础设施建设

进行通信网络、自控、安防等建设，为井、场站全面感知、一体化联动、无人值守、远程操控夯实基础。建立油气田地面基础建设信息标准模板，为新建场站快速配套、老区块高效信息基础提升提供支撑。

（2）信息化提升

按照信息资源规划方法论，开展数据资源建设，实现生产、经营数据资源的标准化采集、存储、管理及应用。构建智能云平台，实现智能油气田云平台开放共享可扩展的平台技术服务能力，为未来实现东胜智能化气田打好基础。建设油气田配套的标准及安全体系。在勘探开发生产、经营管理方面进行针对性的信息化提升，在引进石油石化企业成熟应用系统的同时，建设新的强化监管、集成决策的应用。

（3）智能化突破

以区域化管控为导向，重点进行开发、生产方面的远程操控、集成协同、预测优化的智能化应用建设。

3 智能化建设内容和关键技术

3.1 基础建设

为支撑气田上层各业务应用，在井场、站库、调控中心等区域进行基础设施建设，要满足信息安全和信息标准化要求，各子系统之间可以相互协同联动。主要建设和配套的系统有网络系统、通信安防系统、工业电视监控系统、周界防范系统、语音告警广播系统、门禁系统、电子巡更系统、自动控制与数据采集系统。

3.2 数据资源管理

数据资源管理应包括企业数据源采集、数据抽取与加工、数据存储与处理、数据微服务。需满足以下要求：

（1）企业数据源采集：对各种不同来源的数据（结构化数据、非结构化数据、实时数据、体数据以及外部数据）进行采集、传输。

（2）数据抽取与加工：通过ETL过程，将各种类型的数据转换存储到数据湖中，以利于共享和分发。

（3）数据存储与处理：对于传统数据采用传统的存储方式和处理方式，为业务应用系统提供报表分析、即时查询、汇总统计等能力服务；对于体数据、非结构化数据，按照需要，通过大数据平台进行处理，提供多维数据分析、预测预警能力服务等。同时，结合传统数据和大数据融合技术，为物化探，井筒工程，分析化验，综合研究，开发生产，地面工程，和经营管理，QHSE，生产辅助等上层应用提供数据支撑。

（4）数据微服务：利用数据融合处理平台，结合不同业务场景，整合主题数据域，为多样化的业务应用提供数据微服务，包括微服务的创建、编排、分发和反馈。

3.3 云平台

通过建设基本组件来构建智能油气田云平台，提供六大技术服务域：云平台应用接入域、云平台统一交付域、云平台统一运营域、云平台技术服务域、云平台业务服务域和云平台数据服务域。

各个服务域都是一组功能组件的集成。技术服务域、统一交付域、统一运营域为整个平台提供技术支撑能力，对外提供平台的软件开发能力，运维能力，基础技术能力等，业务服务域和数据服务域是平台的业务数据核心能力中心，对外提供业务数据共享服务能力，在这两个服务域实现对未来智能油气田所有应用的实现支撑。应用接入域是整个智能油气田生态圈建设的核心，通过API引擎和APP商店实现对整个生态圈体系的支持。通过建设智能油气田云平台中应用接入域、统一交付域、统一运营域、技术服务域、数据服务域、业务服务域六大核心能力，实现智能油气田云平台开放及可扩展的基础服务能力，为未来实现智能油气田生态圈奠定坚实基础。

智能油气田云平台建设的关键核心组件包括以下两部分：

（1）大数据：搭建大数据技术分析环境，包括底层的大数据技术处理平台，大数据平台内嵌的高级分析模型，设计、开发、部署大数据技术支撑的符合上游业务特点的大数据应用，实现数据可视化能力。

（2）物联网：整合企业已有的感知和通信系统，实现异质异构网络和数据的互联互通及标准化，提供统一的服务接口。

4 结束语

随着新时代我国经济进行转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，对企业现代管理和发展的质量提出了更高的要求，数字化、智能化气田建设是石油行业未来发展的必然趋势，对发展质量变革、效率变革、动力变革和提高全要素生产率有重大推动作用，油气田智能化建设必将为企业改革发展、提质增效注入新的强劲动力。

参考文献：

[1] 高志亮. 数字油田在中国-理论、实践与发展[M]. 北京：科学出版社， 2011.

[2] 詹姆斯 P.沃麦克. 精益思想[M]. 北京：机械工业出版社， 2017.

[3] 黄子河. 信息物理系统测试与评价技术[M]. 北京：人民邮电出版社， 2016.

作者简介：

王海亮，出生年月：1986年6月，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：河南焦作，当前职务：业务主办，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：油气田信息化.