數(shù)字化基礎(chǔ)知識概述

數(shù)字化管理實訓(xùn)教材數(shù)字化管理實訓(xùn)教材(概述)2012年02月

長慶油田經(jīng)過40年的發(fā)展，先后成功開發(fā)了36個低滲、特低滲油氣田，創(chuàng)造了著名的安塞、靖安、西峰模式和靖邊、榆林、蘇里格模式。近幾年來，通過思維創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、科技創(chuàng)新，實現(xiàn)了油氣儲量、產(chǎn)量、技術(shù)的重大突破，2003年油氣當(dāng)量突破1000萬噸，2007年突破2000萬噸，2009年突破3000萬噸，已經(jīng)從一個百萬噸級的小油田成長為我國第二大油氣田，成為我國重要的油氣生產(chǎn)基地、天然氣中心樞紐。同時，油田公司制定了2015年油氣當(dāng)量實現(xiàn)5000萬噸的發(fā)展規(guī)劃。面對新形勢、新目標(biāo)，按照“發(fā)展大油田，建設(shè)大氣田，把鄂爾多斯盆地建設(shè)成我國重要的油氣生產(chǎn)基地”的戰(zhàn)略部署，堅持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，努力提升油田的綜合管理水平。充分利用日新月異的信息化技術(shù)與傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)工業(yè)相融合，實事求是，大膽創(chuàng)新，開拓發(fā)展思路，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，積極探索與實踐低成本的數(shù)字化管理建設(shè)模式，開創(chuàng)了油田管理現(xiàn)代化的新局面。一、什么是數(shù)字化管理數(shù)字化管理是指利用計算機(jī)技術(shù)，量化管理對象與管理行為，并應(yīng)用信息處理技術(shù)輔助實現(xiàn)研發(fā)、計劃、組織、生產(chǎn)、協(xié)調(diào)、服務(wù)、創(chuàng)新等職能的管理活動的總稱。長慶油田的數(shù)字化管理在量化油田生產(chǎn)前端主要生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)作業(yè)行為的基礎(chǔ)上，通過信息處理技術(shù)輔助實現(xiàn)生產(chǎn)的過程控制、措施制定、方案生成、調(diào)度指揮、油藏經(jīng)營、決策支持等職能的管理活動和管理方法的總稱。二、數(shù)字化管理建設(shè)目標(biāo)及思路長慶油田數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)是：結(jié)合長慶油田特點，集成、整合現(xiàn)有的綜合資源，創(chuàng)新技術(shù)和管理理念，建立同一平臺、信息共享、多級監(jiān)視、分散控制的數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)。數(shù)字化管理建設(shè)以提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度，提升安全保障水平、降低安全風(fēng)險為建設(shè)目標(biāo)，最終建成以油氣藏精細(xì)描述為核心的生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)。其建設(shè)思路是：“兩高、一低、三優(yōu)化、兩提升”：高水平——建成井站實時數(shù)據(jù)采集、電子巡井、危害預(yù)警、智能診斷油井機(jī)泵工況、生產(chǎn)指揮的智能專家系統(tǒng)。將油田管理模式由傳統(tǒng)人工巡檢、“守株待兔”式的防范方式，轉(zhuǎn)變成通過數(shù)字化管理智能系統(tǒng)，準(zhǔn)確分析判斷問題的“精確制導(dǎo)”防御方式。高效率——通過數(shù)字化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，提高操作人員的工作效率（人力資源的優(yōu)化效率）、生產(chǎn)運行的管理效率、油氣田開發(fā)的綜合效率。低成本——項目建設(shè)投資和運行成本角度綜合考慮費用投入，堅持低成本發(fā)展思路，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、市場化運作，在綜合成本不上升的情況下實現(xiàn)數(shù)字化管理。優(yōu)化工藝流程——在確保安全環(huán)保的前提下，對工藝流程、生產(chǎn)設(shè)施簡化優(yōu)化，降低建設(shè)投資、減少管理流程。優(yōu)化地面設(shè)施——不追求單臺設(shè)備的高水平，以系統(tǒng)的最佳匹配為標(biāo)準(zhǔn)，對站場關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)備盡可能露天設(shè)置，盡可能集中擺放。優(yōu)化管理模式——精干作業(yè)區(qū)，取消井區(qū)，實行扁平化管理，按廠、區(qū)、站（增壓點）三級管理模式：增壓點、聯(lián)合站等各類站場以監(jiān)視、控制、操作為主；作業(yè)區(qū)以監(jiān)視、調(diào)度、生產(chǎn)管理為主；采油廠以生產(chǎn)管理、優(yōu)化分析、智能決策為主。實現(xiàn)增壓點、聯(lián)合站等各類站場對單井的日常管理，作業(yè)區(qū)對井組、油藏的重點管理，廠對油藏、油田的綜合管理。提升工藝過程的監(jiān)控水平——借鑒蘇里格氣田數(shù)字化管理系統(tǒng)的經(jīng)驗，借助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電子巡井系統(tǒng)對工藝過程進(jìn)行24小時實時監(jiān)視，對照歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警、報警。提升生產(chǎn)管理過程智能化水平——利用數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)共享技術(shù)，結(jié)合各種數(shù)學(xué)模型、經(jīng)驗數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)，對生產(chǎn)管理過程進(jìn)行智能化指導(dǎo)，主要包括：智能診斷油井機(jī)泵工況；智能生成生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化建議；智能生成油氣田開發(fā)措施建議等。三、數(shù)字化管理建設(shè)原則油田數(shù)字化管理緊緊圍繞優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，再造管理流程，更新管理理念，變革管理方式，推動企業(yè)向管理現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。搞好數(shù)字化關(guān)鍵是要解放思想、打破常規(guī)、轉(zhuǎn)變思維定式。在油田數(shù)字化管理建設(shè)中，始終堅持“五統(tǒng)一、三結(jié)合、一轉(zhuǎn)變”的原則?！拔褰y(tǒng)一”：標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、技術(shù)統(tǒng)一、平臺統(tǒng)一、設(shè)備統(tǒng)一、管理統(tǒng)一；“三結(jié)合”：與生產(chǎn)相結(jié)合、與安全相結(jié)合、與崗位相結(jié)合；“一轉(zhuǎn)變”：轉(zhuǎn)變思維方式。四、數(shù)字化管理建設(shè)內(nèi)容及主要功能油田數(shù)字化管理的建設(shè)內(nèi)容涵蓋三端五大系統(tǒng)：掌握全局生產(chǎn)動態(tài)、指揮、協(xié)調(diào)、應(yīng)急后端中端前端油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、管理平臺）過程控制安全監(jiān)控產(chǎn)注計量生產(chǎn)運行指揮系統(tǒng)過程控制安全監(jiān)測數(shù)據(jù)中心A1、A2….MIS系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程、標(biāo)準(zhǔn)管理體系和企業(yè)內(nèi)控體系ERP信息管理系統(tǒng)人事、財務(wù)、物資采供、設(shè)備等油氣藏經(jīng)營管理、決策支持系統(tǒng)區(qū)塊動態(tài)、精細(xì)油藏描述、油氣藏預(yù)測、輔助開發(fā)方案圖1油田數(shù)字化管理建設(shè)的五大系統(tǒng)一是前端以基本生產(chǎn)單元過程控制為核心功能的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。重點實現(xiàn)對單井、管線、站（庫）等基本生產(chǎn)單元的過程控制和管理。二是中端以公司層面生產(chǎn)指揮調(diào)度、安全環(huán)保監(jiān)控、應(yīng)急搶險為核心功能的生產(chǎn)運行指揮系統(tǒng)。三是后端以油氣藏管理、經(jīng)營管理為核心功能的決策支撐系統(tǒng)。五大系統(tǒng)：一是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、管理平臺組成，以過程控制、安全監(jiān)測和產(chǎn)注計量為主要功能的油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)；二是以動態(tài)分析、調(diào)度協(xié)調(diào)、安全環(huán)保、應(yīng)急指揮為核心的生產(chǎn)運行指揮系統(tǒng)；三是以A1、A2的擴(kuò)展應(yīng)用、油氣藏預(yù)測、區(qū)塊變化動態(tài)分析、方案輔助生成為經(jīng)營管理核心的油氣藏經(jīng)營管理決策支持指揮系統(tǒng)；四是以人事、財務(wù)、物資管理為核心的ERP信息管理系統(tǒng)；五是以標(biāo)準(zhǔn)化管理體系和企業(yè)內(nèi)控為核心的MIS企業(yè)管理信息系統(tǒng)。油田數(shù)字化管理的重點是將后端的決策支持系統(tǒng)向生產(chǎn)前端的過程控制延伸。長慶油田數(shù)字化前端建設(shè)以基本生產(chǎn)單元過程控制為核心，重點實現(xiàn)對單井、管線、站（庫）等基本生產(chǎn)單元的過程控制和管理。井場數(shù)字化建設(shè)以確保各生產(chǎn)設(shè)施正常運行為重點，主要實現(xiàn)油水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、抽油井電機(jī)單相電參數(shù)檢測、抽油井遠(yuǎn)程啟停、井場集油管線回壓采集、自動投球、注水井遠(yuǎn)程調(diào)配、水源井遠(yuǎn)程啟停、井場視頻實時監(jiān)控與闖入智能分析、遠(yuǎn)程語音警示等功能，達(dá)到井場安全生產(chǎn)工礦智能診斷、及時預(yù)警報警和遠(yuǎn)程控制的目的。如圖2井場數(shù)字化主要建設(shè)內(nèi)容示意圖。增壓點數(shù)字化建設(shè)以確保站場平穩(wěn)安全生產(chǎn)為重點，主要實現(xiàn)站內(nèi)生產(chǎn)流程的實時數(shù)據(jù)采集、各設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控、電子巡井和井站集輸管網(wǎng)的智能預(yù)警報警等功能。如圖3增壓點數(shù)字化主要建設(shè)內(nèi)容示意圖。作業(yè)區(qū)、廠級數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)以油、水兩大系統(tǒng)運行為主線，結(jié)合生產(chǎn)崗位日常管理內(nèi)容劃分為12個子系統(tǒng)，形成采油廠、作業(yè)區(qū)、增壓點、聯(lián)合站等對站場、井場的聯(lián)動監(jiān)控。實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時預(yù)警報警，達(dá)到強(qiáng)化安全、過程監(jiān)控、節(jié)約人力資源和提高效率的目的。圖2井場數(shù)字化主要建設(shè)內(nèi)容

圖3增壓點數(shù)字化主要建設(shè)內(nèi)容油田數(shù)字化管理建設(shè)的主要功能包括：（1）生產(chǎn)的實時監(jiān)控。將油井、供注水系統(tǒng)、增壓站、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(shù)采集到平臺實時數(shù)據(jù)庫中，結(jié)合各生產(chǎn)場所的二維或者三維工藝流程圖進(jìn)行組態(tài)。通過WEB發(fā)布，操作管理人員可以隨時隨地的查看現(xiàn)場生產(chǎn)狀況。（2）安全的智能監(jiān)控。根據(jù)采集來的各生產(chǎn)場所裝置的實時運行數(shù)據(jù)，進(jìn)行不間斷的診斷，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，將向操作管理人員以各種形式提出報警，保證生產(chǎn)過程中安全隱患的及時消除，提高安全性。通過對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析，能及時的對生產(chǎn)場所外來人員的闖入進(jìn)行自動報警。（3）數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計。建立綜合數(shù)據(jù)庫，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫，基于這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計，自動生成各種樣式報表、圖表，從而為分析優(yōu)化決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。（4）數(shù)據(jù)的智能分析。集成地質(zhì)、工藝、油藏管理以及其它優(yōu)化專家系統(tǒng)，實現(xiàn)油田產(chǎn)能分析、單井動態(tài)分析、故障分析、生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化分析、油藏分析等，并做出決策優(yōu)化建議措施，從而為油田生產(chǎn)開發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)及建議，提高單井產(chǎn)量和采收率。（5）方案的自動生產(chǎn)。通過集成各專家優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)油田生產(chǎn)調(diào)度、優(yōu)化建議、措施等方案的自動生成；通過對設(shè)備維修保養(yǎng)檢測的信息的跟蹤管理，能自動生成報警信息，并生成各種維護(hù)保養(yǎng)檢測計劃。（6）生產(chǎn)的自動控制。根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度指令或預(yù)制的模式，實現(xiàn)遠(yuǎn)程生產(chǎn)裝置啟停以及閥門截斷、抽油機(jī)的智能間抽、智能變頻等操作。這樣可以極大的降低現(xiàn)場操作人員的工作量，大大提高工作效率。五、數(shù)字化管理下的油田新型勞動組織模式油田數(shù)字化管理的核心，就是在優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上將數(shù)字化與勞動組織架構(gòu)相結(jié)合，按生產(chǎn)流程設(shè)置勞動組織架構(gòu)，實現(xiàn)生產(chǎn)組織方式和勞動組織架構(gòu)的深刻變革，提高工作效率。原有組織模式為兩條線管理：一是作業(yè)區(qū)→井區(qū)→轉(zhuǎn)油站→計量站→油水井，一是集輸大隊→集輸隊（聯(lián)合站），但實際的原油生產(chǎn)流程卻橫跨了這兩條線，管站的不管井，井也不隸屬于站管。數(shù)字化實施后新型組織模式實現(xiàn)了行政管理流程和生產(chǎn)管理流程的一條線管理。圖4新型勞動組織模式圖實施數(shù)字化管理后新的采油作業(yè)區(qū)崗位設(shè)置，如圖5所示。圖5采油作業(yè)區(qū)新型勞動組織架構(gòu)調(diào)控中心：作為作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)指揮中心，主要負(fù)責(zé)對轄區(qū)井站實時監(jiān)控、生產(chǎn)運行管理、外協(xié)及水電訊運管理、數(shù)字化管理、日常生產(chǎn)信息收集匯總等工作。生產(chǎn)技術(shù)室：主要負(fù)責(zé)轄區(qū)地質(zhì)動態(tài)、采油工藝、安全環(huán)保、設(shè)備管理等生產(chǎn)和技術(shù)工作。綜合管理室：主要負(fù)責(zé)黨群工作、人事勞資、員工培訓(xùn)、經(jīng)營管理、計劃管理等生產(chǎn)和技術(shù)工作。生產(chǎn)保障隊：主要負(fù)責(zé)修井監(jiān)督、數(shù)字化維護(hù)、儀表校驗、油水井化驗、低壓試井、材料供應(yīng)、后勤服務(wù)、油區(qū)保衛(wèi)等生產(chǎn)和后勤保障工作。聯(lián)合站：主要負(fù)責(zé)聯(lián)合站轄區(qū)內(nèi)的實時監(jiān)控、油氣水集中處理、原油計量、原油外輸、以及直接進(jìn)站的油水井和管線的日常管理及巡檢等工作。增壓點（注水站）：主要負(fù)責(zé)增壓點（注水站）轄區(qū)內(nèi)的實時監(jiān)控、原油轉(zhuǎn)輸、注水、配水、以及直接進(jìn)站的油水井和管線的日常管理及巡檢等工作。應(yīng)急班：主要負(fù)責(zé)所轄增壓點的特殊作業(yè)、應(yīng)急搶險、設(shè)備維修、管線維護(hù)等保障工作。為了能夠快速處理各種突