张启源

（胜利油田东辛采油厂，山东东营  257000） 

摘 要：智能油田是油田开发管理的中枢，通过智能化预警、精准化管控、效益化运行，逐步形成贯穿油气开发生产全过程、全要素的业务管理模式，全力支撑油田向精细管理、集约管理、智能管理转型升级。

关键词：智能油田；信息化；大数据

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2024)01-0014-03

1智能油田建设的必要性与目的

1.1智能油田系统建设必要性

1.1.1计量数据更具时效性

胜利油田开发单位的油水井位置普遍较为偏远、相对分散，尤其是在恶劣的环境下，工作人员现场采集数据十分艰难，汇总各个计量数据点也较为滞后，导致数据时效性较差。信息化的实施将会解决这一矛盾，现场配置的各类无线监控设备准确计量每个时点，并通过无线网络汇总，传送至开发单位生产指挥中心。

1.1.2生产现场安全性更高

采用人工方式现场采集数据存在较多安全隐患，同时人工采集数据频率低、回传速度慢。用信息化设备代替人工，数据回传速度快且精准，可以有效防止因数据问题引发的安全事故，还可以有效预防破坏、盗窃生产设施等不法行为，信息化应用能有效提高生产过程的安全性。

1.1.3数据应用效率更高

人工计量数据的采集和监控，不仅过程繁琐而且速度缓慢。信息化实施后，采用生产现场全程无线覆盖的方式，所有现场传感器计量数据均通过无线网络回传数据采集终端，再由数据采集终端回传生产指挥中心，大大降低了员工的劳动强度，提高了开发单位利用信息化手段指导生产经营的效率。

1.2智能油田系统建设目的

智能油田建立在物联网技术基础上，具有感知、可视化和智能功能。智能油田建设的根本目的是实现油气田高效开发和资产的高效利用，从而提升油田经营效益，推动高质量发展。新形势下，以“效益最大化”为核心，通过采集源头数据、整合其他数据源，对油田开发大数据在线计量、智能统计分析，实时监控各类曲线离差大小，实现数据归集、清洗、转换、加载和预处理功能，通过趋势规律分析问题，宏观找原因，微观定对策，开展产液结构优化、管网优化、参数优化、高耗能设备优化，大幅提升管理水平，进而提高采收率、储量发现动用率，解决安全问题，确保实现油气田生命周期价值的最大化^[1]。

2智能油田的内涵和主要做法

2.1智能油田的内涵

随着油田生产科技水平的持续提高，油田开发生产已告别传统的采油模式，正在迈向数字化、智能化的新阶段^[2]。智能油田功能不断拓展、性能不断完善、管控水平不断提升，构建了多能互补效益运行平台，建立了覆盖提升、注入、集输全流程、跨类别、多能互补的管控机制，平台具有实时管控数据和历史数据存储、查询、分析、统计功能，利用大数据、云计算技术，实现实时监控、实时预警、实时统计分析、实时评价、实时优化的管理智能化^[3]。

2.2智能油田的主要做法

2.2.1依托大数据分析，实现生产方式变革

（1）油井变频远程控制探索与研究

在现场应用过程中，油井变频远程控制如非正常停机，变频器会误判为电压故障，出现故障代码和无法正常开井问题，信息化后仍需人工现场手动消除方可正常启停，由于生产指挥中心不能远程消码开井，严重影响产量和时率，造成经济上的损失。

油井非正常停机后的变频器远程控制问题受油区生产环境、设备性能、工作界面、管理方式等方面的制约，现场技术人员还需持续不断的探索。通过研究变频器故障停机后的复位消码技术，在保证不会对设备造成次生损坏前提下，使变频器在短时间内重新运行，对油井生产管理具有重要作用。生产指挥中心可利用该技术在第一时间远程开井，不仅可以减少前线员工数量，降低工作强度，缩短停井时间，提高油井生产时率和产量，为企业挽回经济损失，而且可以大幅减少员工操作设备及电器设备发生安全事故的概率，降低安全隐患。 

（2）示功图象限管理模板和PCS报警处置

在实际生产运行过程中，生产指挥中心人员处置报警信息时经常出现分析错误或研判不准确等现象，易造成生产异常情况处置滞后，影响油水井生产运行效率。

首先，建立以示功图最大载荷为纵坐标、最小载荷为横坐标的功图象限管理法，构建功图面积增大区、功图面积减小区和特殊功图区，每个区通过载荷变化的趋势得出示功图的特性。生产指挥中心人员通过分析变化原因，制定落实方法、提出解决措施，达到“变化过程清晰、问题判断准确、解决措施有效”的目的。其次，将单井参数报警信息进行分类，组合回压、温度、平均电流、有功功率、示功图面积、功率平衡合格度等多参数，建立完善的报警处置模板，如平均电流波动报警、载荷波动报警、压力波动报警等处置模板，生产指挥中心通过报警处置模板快速找出对应问题并有效解决，从而提升报警处置符合率，提高生产运行效率。

（3）能源管控新模式的应用

油田企业能源消耗巨大，一般情况下能源费用占总成本的20%以上。由于现场计量手段落后、统计分析不准确、人员劳动强度大，油气开发单位普遍存在能源浪费的现象。

针对该问题，基于“互联网+计算机”的信息化、智能化能源管理新模式建立能源管控中心，全面实现能耗在线远程连续采集，实时监控预警、统计分析、诊断研判、优化决策和精准考核，能源管控由月度汇总分析变为日度精准管控。同时能耗统计分析优化和评价模型，组件化研发，可移植、可拓展、可定制，支持云端部署、云计算，构建人工智能统计分析决策和长效节能机制，为开发单位提供了良好的全生产过程能耗预警、评价、统计分析、统筹优化平台，有效支撑一体化技术决策机制的落实执行。 

2.2.2依托多元化拓展，促进技术管理

（1）综合研究虚拟化、可视化

通过视频监控、功图在线计量与分区块计量平台的对接，实现对单井产量的监控预警；通过分区块计量与管线泄漏报警、GPS巡线定位系统平台的对接，实现对集输管网的监控预警；以地下构造、油藏等为主要研究对象，用信息集成、四维可视化的手段，建立四维可视化地质模型；以地下井筒为主要研究对象，实现井筒信息集成化、可视化；优化钻采方案编制和单井工艺设计，实现现场施工的动态监控和远程专家诊断，有效规避现场施工风险。 “变中察异，联动高效”。信息化的普及大大提高了过程管理的精细程度，使资源配置更加趋向合理化、生产运行效率更加高效化^[4]。

（2）决策部署协同化、高效化

通过对井组注采井网、水井吸水能力和油层潜力等地质资料进行详细调查，对目前井组油层开采现状、注采状况、油水井工作状况进行功图阶段对比分析，同时结合工况、地面，找出制约井组稳升的各项因素，摸排切实有效措施；利用即时功图监测，建立油井异常井预警、分析系统，在以往异常井分析上报的基础上，利用远程功图在线监测系统中的载荷、泵效报警界面，实现油井异常的提前预警，缩短异常井的发现周期，并建立异常井分析体系，将异常井分析流程规范化，进而摸清油井异常及躺井原因，保证异常油井得到及时准确治理。信息化技术的应用，使现场生产技术决策部署更加高效化，开发单位注采管理水平不断提高。

（3）业务管理一体化、精细化

开发生产全过程管理各个生产节点和生产环节都是闭环式管理，需要用可量化的生产指标来评价。以勘探开发研究及管理人员业务需求为导向，对各类勘探开发研究信息和应用系统进行集成整合，借助信息化辅助方案优化编制、协同业务管理，使油气开发过程中的综合研究认识更加精准、决策依据更加充分、方案编制更加适用，实现勘探开发精细化管理，达到油气田高效开发和资产效益最大化的目的。闭环式持续优化是智能油田建成后突出的效益点，为实现油气田开发效益的持续最大化奠定基础。

3智能油田的实施效果

智能油田注水、采油的各项生产数据的分级采集上传，既满足了资料取全、取准的需求，又彰显了快捷、智能的独特优势 ^[5]。信息化建设以来，通过运用大数据逐一检验传统“周期”的合理性、实效性，将传统的固定周期变为按需调整，实现了由传统经验型“周期”向智能化“周期”转变，建立起以数据为基础的精准施策机制。开发单位在信息化条件下，分专业、分角色、按岗位实时推送各类信息，生产指挥中心各岗位实时协调处理，并对处理结果进行全过程自动跟踪考核，实现生产运行、风险管控、应急处置和跟踪评价链条化的综合管理，达到生产现场可视化、立体化、智能化管理的效果^[6]。

智能油田信息化建设以来，采油厂经济技术指标稳中有升，平均油井综合利用率提高6%、检泵周期延长260天、系统效率提高5%、工况合格率提升15%，实施后增油1200t/年，创效260万元，同时避免因躺井发生的作业维护、热洗、产量损失等费用80万元，带来直接经济效益340万元。

4结论

“数字油田”“智能油田”是国内外石油公司未来的发展方向，智能油田从油气开采的全局出发，大量利用无线局域网、传感器技术等物联网技术实现油田的智能化开采，大大提高了油田开采的效率与安全性，是实现油气田高效开发与管理的有效手段。未来智能油田的普及应用，将贯穿油气开发生产全过程、全要素，支撑油气产业转型升级，推进油田向精细管理、智能管理迈进^[7]。

参考文献

[1] 油气水井生产物联网系统iPES的技术研究[J].中国石油和化工,2012(3):64-67.

[2] 采油作业计算机远程监控系统[J].油气田地面工程, 2014,33(11):80-81.

[3] 胜利油田数字化转型实践与成效[J].石油科技论坛, 2023,42(3):48-55.

[4] 智能油田的数据治理工程及应用技术研究[J].信息系统工程.2023(5):52-54.

[5] 油气生产物联网未来发展趋势研究[J].中国设备工程,2022(17):256-258.

[6] 油气田智能化管理建设及其应用研究[J].中国石油企业,2022(4):76-80.

[7] 基于智能油田建设的信息技术专业标准体系探讨[J].中国标准化,2021(12):34-39.

收稿日期：2023-12-20

作者简介：张启源（1989—），男，山东东营人，研究方向：油气生产。

      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