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浅谈智能化油田生产指挥中心

昝健

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司信息化管理中心,河南濮阳,457001

摘要: 中原油田前期根据生产管理的需要,进行过生产指挥方面的信息化建设工作,但是随着目前油公司改革的不断深入及国际油价大幅走低的影响,对油气田生产现场监控管理、运行联动指挥方面提出了更高的要求。本项目围绕监控内容、监控力度、监控范围等方面进行了相应提升,实现了全面支撑油田日常生产管理业务,促进了平台的统一和功能的提升。
关键词: 智能化油田;生产指挥中心;建设
DOI:10.12721/ccn.2021.157119
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1引言

石油企业信息化伴随着石油工业的发展而不断完善,信息技术在生产指挥领域中的应用,无论是其技术的先进性、技术的集成度,还是应用的广度和深度,近年来都有了长足的进步和发展。随钻多学科信息集成、生产流数据处理、生产指挥web化、跨平台调用等技术的成熟,生产指挥中心的信息化建设逐渐向以下几个方面发展:一是结构化趋势,石油产业链分勘探、开发、生产、储运、炼化等,包括多个环节;勘探行业里又分物探钻测录试等环节;基于全过程的指挥管理通常包括:监控、预警、分析、决策、响应。生产指挥中心的结构化主要目的是实现了决策资源和管理的有机整合。在生产指挥中心的大屏系统建立过程中,确立由自上而下的实时监控、预警分析和决策响应组成的指挥体系,理顺信息上下沟通的渠道。二是智能化趋势,生产指挥中心的技术支撑体系是指挥管理者作出决策的依据来源,同时也是能够顺利实现了决策响应联动的保障。目前我国尚未建立独立、完善的生产指挥技术支撑体系。根据生产指挥所需发挥的职能,生产指挥的技术支撑体系的发展趋势主要包括:信息化的生产指挥响应系统、物联网化的生产指挥监测系统、事故后果智能预测与模拟系统和生产指挥专家系统等。三是网络化趋势。生产指挥运作机制的建立与完善,从范围上涵盖生产监控、预警、分析、决策、响应5个逻辑环节;各个组织通过稳定的信息交流和系统间的互操作组成一个有机的网络体系,确保在准确反映突发事件状况的前提下,保障各项权力的顺利执行;提高生产指挥决策的科学性和准确性。

为积极落实油田企业机制体制改革的需要,按照总部推进油田生产信息化的总体要求,结合中原油田生产管理的实际情况,充分考虑未来生产管理模式的需要,建立中原油田分公司生产监控指挥中心软件平台。

通过集成管理区生产监控功能、提升现有的生产调度应用系统,建立油气勘探、生产运行、工程技术、经营管理、安全环保、后勤保障共六大业务信息数据集成展示,落实生产指挥中心在生产运行管理中的主导地位。

通过系统的应用,促进生产组织方式优化和生产流程优化,提升油气生产管理水平,提升安全环保防控能力,为推进油公司体制改革提供有力支撑。

2建设内容

集中大屏展示勘探开发、生产运行、工程技术、安全环保、经营管理、后勤保障等业务数据,以“互联互通,共维共享”为手段,建立精确运行、协同运行的工作新机制。对已完井重点进行成果展示,对正钻井进行实时监控决策。建立正钻井、已完井业务模型。正钻井模型组件包括:井身导航、井轨迹、现场录井草图、工程仪表、气测仪表、实时时间图、监理动态。已完井模型组件包括:井身导航、井轨迹、现场录井草图、综合录井图、组合测井图。

勘探开发包括油气勘探和油气开发两个部分。油气勘探部分:

(1)实现油气勘探生产指挥大屏系统顶层功能框架

油气勘探顶层功能规划包括探井运行动态、地理信息系统、成果图件、探井生产指挥大屏。目前完成了探井运行动态、成果图件、探井生产指挥大屏之间的整合。

对勘探成果图件进行重点有针对性的展示,对三大探区重点研究部署。将管理层关心的勘探形势图和大屏生产监控有机结合,促进以生产带动研究,以现场监测为指挥决策的基石。

(2)建立探井运行动态跟踪记录

通过建立探井运行动态跟踪记录,不但可以实时掌握勘探生产动态,便于高层管理人员在总体上把握油田区块的勘探重心、生产重点和突破难点;有利于区块管理人员优化调整探井的生产制度设计,实现了钻测录试等生产环节的一体化集成式穿透应用。助力于生产监控、焦点讨论、指挥决策。

针对探井生产过程中采集的海量动、静态数据以图表等形象化、直观化、具体化的显示出来,并提供了多维度的实时交互分析功能,依靠从专业的勘探知识库中析出的知识化数据链接,通过全面、高效的数据获取,帮助业务人员形成更加合理的地质认识。

(3)搭建基于Vue技术的探井生产指挥大屏功能框架

旨在利用基于vue灵活的技术架构,实现了用户对系统可以进行流畅的操作、自由组合图形、灵活的组件服务管理。

探井大屏系统囊括了中原2000+口探井,对探井进行实时图形化展示,能满足指挥中心对探井实时监控指挥、分析决策、调动资源的需求。系统主要规划3个功能区:数据区、绘图功能区、成果展示区。

数据区对中原2000多口探井进行了分类管理、加载管理。分类管理中,系统会自动将探井按照井类别区分为正钻井、已完井,提取所有正钻井和最近完钻的5口已完井。这样有利于业务人员及时关注正在生产的井,以及刚完井需要紧接着安排下一步决策部署的探井。通过这种方式对重点井的实时监控和决策起到了很好的引导作用。

加载管理中,通过模糊搜索可以添加用户关心的井号,并对以添加到左侧树结构的井号进行删除管理。

绘图功能区对图形绘制进行控制。该区与井号联动,根据井类型生成不同的模型,对应不同的图标,完成各种图形的绘制。使井号和绘图功能键形成了有机的整体。下图分别为正钻井模型对应的绘图功能图例,已完井对应的图例:

成果展示区对数据进行可视化绘制。成果区由一个个小窗体组成,可以灵活的拖动、放大、缩小,根据用户习惯、关注的重点配置一个个性化的展示区。每一个追加的小窗体,本质是根据勘探业务功能开发的组件服务。通过这些小窗体的实时绘制,实现了对探井生产的动态跟踪,对钻测录试基础数据的可视化集成,对成果数据的一体化集成。

(4) 基于D3技术打造勘探可视化决策组件服务

以探井基础数据为核心,利用强大的可视化平台和组件库,可以构建针对探井的多种专业的数据可视化组件,以适应勘探生产长供应链中,不同的生产节点、不同的用户群体、不同场景的用途。

井身导航:以井身结构为主线,对钻测录试数据进行集成和穿透。

1)井轨迹的绘制

研究井斜数据转化到HTML5中Canvas的坐标系的数据变换方法,实现了井轨迹的二维可视化,真实反应钻头在垂向和水平方向的运动轨迹。

2)套管的绘制

研究多层套管在狗腿度较大位置的平滑算法,实现了表套、技套、油套、尾管等不同套管的实时绘制,将各种套管的里外依附关系、上下挂接关系用颜色及不同的符号表现出来。

3结论和认识

本项目提供给油田生产管理单位,满足他们在生产指挥、管理和决策的业务需求,实现了油田生产运行业务与生产经营业务的深度融合,为生产运行管理业务提质增效提供系统支撑。围绕监控内容、监控力度、监控范围等方面进行了相应提升,实现了全面支撑油田日常生产管理业务,促进了平台的统一和功能的提升。基于大屏系统,基本形成了一套实时监控、安全稳定、实用方便、技术先进、功能强大的显示系统。为生产指挥智能化管理提供了有效的平台。

作者简介:昝健(1971-),男,助理工程师,本科,上海人,毕业于西安工业大学财务电算化专业,研究方向:信息化建设。