1 方案概述

力控智慧油氣田解決方案是力控科技針對油氣田行業(yè)推出的整體解決方案，可以幫助油氣田企業(yè)推進自動化系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的深度融合、生產(chǎn)過程和管理流程的深度融合，為油田發(fā)展提供信息強力支撐，解決國內(nèi)油田企業(yè)信息化中缺少統(tǒng)一的信息資源服務平臺問題。

力控智慧油氣田解決方案遵循“標準化設計、模塊化建設、標準化采購、信息化提升”的“四化”原則和“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一設計、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理”的“六統(tǒng)一”原則，并以“建用結合，以用為主”為工作方針，幫助油氣田改進勞動組織形式，壓扁管理層級，提高勞動生產(chǎn)率，推動體制機制創(chuàng)新。 

“智慧油氣田”是在“數(shù)字油氣田”的基礎上，借助業(yè)務模型和專家系統(tǒng)，全面感知油氣田動態(tài)，自動操控油氣田活動，預測油氣田變化趨勢，持續(xù)優(yōu)化油氣田管理，虛擬專家輔助油氣田決策，用計算機系統(tǒng)智能地管理油氣田，基本實現(xiàn)油氣田生產(chǎn)過程自動化、業(yè)務管理協(xié)同化和全面信息共享，支持井位部署可視化，油藏、鉆采、地面工程方案編制的全面優(yōu)化，力爭達到“看地圖調度，聽數(shù)字指揮，讓數(shù)字說話”。

通過智慧油氣田建設，努力實現(xiàn)油氣田的“四個轉變”：數(shù)據(jù)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；地質研究由分專業(yè)、多層次的研究向跨專業(yè)、不同學科的協(xié)同研究轉變；生產(chǎn)管理由人工巡檢、逐級反映、經(jīng)驗管理向生產(chǎn)過程實時監(jiān)測、動態(tài)指揮的轉變；經(jīng)營管理由分系統(tǒng)操作、期末算賬、事后分析向業(yè)務聯(lián)動、事前預測、事中控制、優(yōu)化決策的轉變。

2 系統(tǒng)建設難點

伴隨著國家工業(yè)化、信息化的兩化融合，企業(yè)信息系統(tǒng)的深化，信息系統(tǒng)的標準化和平臺化是企業(yè)信息化的關鍵，而油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場惡劣，分布點多面廣，控制設備和信息化集成廠家眾多，而信息化行業(yè)的摩爾定律導致系統(tǒng)更迭快，油田信息化建設早期都存在一些以關系數(shù)據(jù)庫+各種開發(fā)工具形成的信息系統(tǒng)居多，這些信息化系統(tǒng)在規(guī)模擴大后面臨著以下困難： 

2 系統(tǒng)擴容后，個別廠家的系統(tǒng)很難穩(wěn)定，調試周期長。 

2 自動化設備接入接口與信息化層的接口不統(tǒng)一，集成困難。 

2 因為沒有統(tǒng)一平臺，系統(tǒng)維護困難，工作效率低下。 

2 新的IT技術出現(xiàn)后，系統(tǒng)升級麻煩，適應性差。 

3 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)部署方案主要由4個網(wǎng)絡層次構成，整體架構如圖31所示：

? 總公司級

? 采油（氣）廠級

? 作業(yè)區(qū)級

? 場站級

3.1 總公司部署架構

以各采油（氣）廠數(shù)據(jù)（實時、關系）平臺作為數(shù)據(jù)源對象，將總公司需要的實時數(shù)據(jù)、關系數(shù)據(jù)同步至總公司實時數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫中，建立總公司管理子系統(tǒng)模塊。

3.2 采油（氣）廠部署架構

采油（氣）廠部署實時數(shù)據(jù)庫，接收作業(yè)區(qū)傳送來的數(shù)據(jù)。通過對各個作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一平臺集成，針對采油（氣）廠的系統(tǒng)平臺進行建設，提供有效的數(shù)據(jù)分析結果，并實現(xiàn)實時監(jiān)控、工況分析、安全管理、報表管理、設備管理子系統(tǒng)管理模塊，根據(jù)各油田實際情況拓展其它管理子系統(tǒng)，完善采油（氣）廠的生產(chǎn)管理平臺。

3.3 作業(yè)區(qū)部署架構

在作業(yè)區(qū)進行軟硬件安裝及開發(fā)，將其管轄范圍內(nèi)站點、井場生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過無線或有線的網(wǎng)絡通訊方式整合，并對所有設備信息標識、區(qū)域位置及狀態(tài)進行統(tǒng)一標識，建立標準的生產(chǎn)數(shù)據(jù)點表、數(shù)據(jù)庫結構。

為了提高生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性，可以通過安全隔離網(wǎng)關和工業(yè)防火墻將作業(yè)區(qū)分為辦公網(wǎng)和生產(chǎn)網(wǎng)兩部分，可以有效隔離信息網(wǎng)絡對生產(chǎn)網(wǎng)絡的影響，保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性。

作業(yè)區(qū)部署架構下圖所示。

3.4 井場部署架構

油田現(xiàn)場分為油（氣）井和場站兩類，油（氣）井采用無人值守站的形式，場站采用有人值守站的形式。

3.4.1 油（氣）井

油（氣）井采用無人值守站的方式，RTU作為無人值守站的數(shù)據(jù)通信中心，與油（氣）井進行數(shù)據(jù)采集和通信。作業(yè)區(qū)的采集通信服務器則通過RTU采集油（氣）井的數(shù)據(jù)。

油（氣）井的部署架構下圖所示。

3.4.2 場站

油田的場站包括聯(lián)合站、接轉站、計量站、增壓站、注水站等各類站控系統(tǒng)。

站控系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、自動控制和智能分析于一體的綜合管理系統(tǒng)，站控系統(tǒng)由負責數(shù)據(jù)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(tǒng)的部署架構如下圖所示。

                                                            圖4-6場站部署架構

站控部署方案如下：

? 兩臺軟冗余站控服務器：實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和存儲。

? 若干臺操作員站：實現(xiàn)畫面實時監(jiān)控功能。

4 系統(tǒng)功能

4.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和通信 

數(shù)據(jù)采集和通信是智慧油氣田的基本功能，將噴井、抽油機井、電潛泵井、螺桿泵井、注水井、配水間、注水站、油水集輸管網(wǎng)、增壓站、轉油站、集輸站、罐區(qū)等生產(chǎn)現(xiàn)場的油（氣）井和場站的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)庫中，包括壓力、溫度、流量、液位、電流、電壓、轉速、功率、載荷、沖程、沖次以及視頻等運行參數(shù)數(shù)據(jù)，以及油（氣）井的功圖計量數(shù)據(jù)等，并逐層匯聚，供SCADA和生產(chǎn)指揮系統(tǒng)使用，同時通過通信功能可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的遠程控制。

4.2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲 

力控智慧油氣田提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲功能，構建智慧油氣田上層應用所依賴的基礎數(shù)據(jù)中心。生產(chǎn)數(shù)據(jù)歸檔存儲不依賴于第三方關系型數(shù)據(jù)庫，但可以與第三方關系型數(shù)據(jù)庫進行集成，通過ETL轉儲工具與其進行數(shù)據(jù)轉儲交互，共同構建上層應用所依賴的數(shù)據(jù)中心。

4.3 生產(chǎn)實時監(jiān)控 

油井、供注水系統(tǒng)、增壓站、計量站、聯(lián)合站、管網(wǎng)等現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集技術采集到平臺實時數(shù)據(jù)庫中，結合各生產(chǎn)場所的二維或者三維工藝流程圖進行組態(tài)。操作管理人員可以隨時隨地的查看現(xiàn)場生產(chǎn)狀況。

4.4 曲線圖表

系統(tǒng)提供多種曲線和圖表組件用于對數(shù)據(jù)進行可視化顯示，典型的如實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、XY曲線、直方圖、餅圖、溫控曲線等曲線工具。顯示用戶設置的溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)的實時、歷史數(shù)據(jù)。同期對比某一監(jiān)測值（溫度、壓力、瞬時流量、累計流量等）在特定時間段內(nèi)不同日期同一時刻的采集值。

4.5 生產(chǎn)報警 

通過對油（氣）井、氣井、注水井、集、輸、配氣站、脫水站、增壓站、閥室、處理廠、管網(wǎng)設備裝置生產(chǎn)運行狀況的實時監(jiān)視，對發(fā)生的任何異常情況，系統(tǒng)平臺能及時通過各種報警方式提示通知相關操作管理人員。系統(tǒng)報警方式主要分為：聲光、圖像、屏幕圖標閃爍以及視頻監(jiān)視聯(lián)動等。

4.6 生產(chǎn)報表

通過表格的形式展示、操作、處理各級生產(chǎn)單位的井站、站場、閥室、凈化、管線等生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)，生成各級符合用戶業(yè)務需求及格式需求的表格。

4.7 功圖計量

由實時數(shù)據(jù)庫結合關系數(shù)據(jù)庫共同完成示功圖數(shù)據(jù)監(jiān)控、設備工況分析及示功圖顯示，計算油（氣）井的產(chǎn)量，判斷抽油機的工況狀態(tài)。通過功圖對比與分析功能可以對任意時間段內(nèi)的歷史功圖進行查詢和分析，供調度人員對所有油（氣）井進行工況分析和量油計產(chǎn)，同時和其它生產(chǎn)監(jiān)控及管理門戶進行有效的嵌入和集成，形成統(tǒng)一的數(shù)字化調度和管理平臺。

4.8 電子巡井

采用計算機替代一個人一天去各個井場巡井，通過視頻、抽油機參數(shù)、功圖工況等信息直接在計算機上顯示。

4.9 視頻系統(tǒng)集成

與視頻系統(tǒng)聯(lián)動，快速定位現(xiàn)場異常問題。

5 方案總結

油田建設能使油田企業(yè)提高工作效率、提高工作質量、增加企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。建設各個環(huán)節(jié)應用控制系統(tǒng)進行智能化處理、快速整合。使這些信息資源得到最大限度地共享和有效利用，及時為決策者提供依據(jù)，促進企業(yè)管理水平和運行效率的提高。使油田管理走向科學化和最優(yōu)化，使企業(yè)業(yè)務流程規(guī)范化、信息資源共享最大化、制度管理科學化。從而促使企業(yè)整體水平的提升，增強石油企業(yè)在國際市場的競爭力。力控系列產(chǎn)品作為基礎的自動化軟件平臺和數(shù)據(jù)中心管理平臺，為油田基礎的數(shù)據(jù)采集與管理發(fā)揮了巨大的作用。