顺北智慧油田的建设

顺北智慧油田的建设

刘德龙

中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 841600

摘要

随着社会和互联网技术不断发展和应用,油田建设已迈入智能化、信息化阶段,智慧油田建设中大数据技术起到了支柱性作用。构建智慧油田数据库中心,集成顺北油气田海量数据和多种信息,通过大数据分析对集成数据进行深入分析和探索,促进智慧顺北油气田的生产运行管理模式的革新和发展,提升油气田整体的运行和管理水平,进一步提高顺北油气田的产能。

关键词：顺北油田；大数据分析；智慧油田建设

Abstract：With the continuous development and application of society and Internet technology,Oilfield construction has entered the stage of intelligence and informatization,Big data technology plays a pivotal role.Building Intelligent Oilfield Database Center, Integrating Mass Data and Multiple Information of ShunBei Oil and Gas Field,Deep analysis and exploration of integrated data through large data analysis to promote the innovation and development of production, operation and management mode of Smart Shunbei Oil and Gas Field,Enhance the overall operation and management level of oil and gas fields and further enhance the production of Shunbei oil and gas field.

Keyword：ShunBei Oilfield; Big Data Analysis; Intelligent Oilfield Construction;

本文主要针对顺北智慧油田的建设，以及顺北油田在生产运行管理过程中进行的探索和分析,探索数据分析和互联网技术对于顺北油田的价值和意义,为顺北油田的油气生产和未来发展提供数据分析和产能架构组件。实际联系顺北油田产业架构与生产管理,通过应用数据分析和互联网技术对生产数据和地层数据进行深化分析,有效提高顺北油田产能和管理运营的创效和改革,提高整体油气产量和运营管理水平。

一、大数据分析在顺北智慧油田建设中的实际运用和困难

(一)大数据分析在智慧油田的作用

1.提升智慧油田的产能创效

在油田的油气开采过程中使用大数据分析技术,对生产过程中收集的数据深入的分析和探索,从而实现生产数据、指标、规划的优化。油气生产过程中产生的数据大量且繁杂,包括地质油藏、地表数据、油气产量、管输线路、电力保障、道路铺设等等。利用以往的油井生产和建设时产生数据配合大数据分析和互联网信息技术,分析出老油井的生产经验和地质数据,对新油井的生产数据、指标、规划进行指导。通过互联网技术对收集数据进行整合和分析,根据顺北油田前期生产情况和产量数据基础生产模型,助力油气生产制度的革新,提高油田设备管理和资源优化。

2.促进油田产能提升和管理革新

使用大数据分析以及互联网技术有针对性的革新管理模式和顺北油田生产模式,从而实现管理扁平化、人员精细化发展。互联网能够增强油田基础资料管理和油井生产数据的掌控，大数据分析加快油井生产模式革新,提高油田设备的自动化管理能力和数据收集全面性和准确性：有针对性的调节人力资源，对管理和岗位进行优化和整合,降低职工劳动强度，提升职工工作效率,改善工作模式,节约工作成本。石油上游板块是资源密集型产业,大数据技术能针对人力结构，资源分配和设备管理进行全方面的提高。将职工的个人数据收集到数据库当中,对职工擅长的工作和技术进行合理安排,有效提升职工工作的效率和工作热情。

(二)大数据在“智慧油田”运用中面临的问题

1.智慧油田的大数据属性与数据管理

智慧油田的大数据分析能对油田各种实时和历史数据进行分析和整合,集合油田生产管理中的地质油藏、油气产量、地表数据、注水注气等信息。庞大的数据信息流中主要有五种突出特征：数据的大量性、数据的高速性、数据的多样性、数据的低价值密度性、数据真实性,在科技技术日新月异的今天,大数据的发展和更新也愈加频繁。油田数据的来源具有多样性和大量性,这就需要大数据分析根据数据的特性选择不同形式的方法，对数据进行科学合理的分配和解析。数据的集合分析能有效提升智慧油田的技术结构稳定性和合理性,但智慧油田中的非结构特征数据也会对数据分类选择和处理分析上造成一定的干扰和阻碍。

2.智慧油田的安全性

在智慧油田中使用大数据分析,数据的安全性和可靠性十分重要。但是提升数据的安全性和可靠性过程中需要使用大量的资源和人力,与此同时智慧油田运行过程当中也会产生大量驳杂的数据与记录。需要精确数据来源从而缩小关键数据连接,促进分析系统的运行，减少运行负荷，将驳杂的数据安全有效的减少。智慧油田最主要的功能之一就是加强与企业整体性联系,确保数据传输和使用的密闭性,在企业内部网使用数据传输和运用可以避免外来信息数据的干扰也会一定程度上避免数据的外泄。要使用合理规范的网络管理和技术从根源上提高公司数据的安全性,配合组建大数据监管防控体系,综合性保护油田内部数据安全可靠。

3.智慧油田的集成信息

智慧油田的建设能收集顺北油田早期和现在的油井及工程器械的海量数据和信息，但是这些数据庞杂且无序,这些信息数据根据属性可以分成三种结构性信息：结构性、半结构性和非结构性,智慧油田按照数据结构特性来进行区分和处理,提升油田数据的整体处理能力和数据集成能力，有助于数据的利用和搜索。

二、“智慧油田”在顺北油田中的发展和未来建设

智慧油田使用大数据对需要处理的技术难题和管理难题进行分析和整合,在智慧油田大数据使用过程中，使用集成信息数据对生产运行中存在的安全隐患和落后的制度进行补充和改进，使得智慧油田更符合顺北油田未来发展，随着顺北油田的发展，智慧油田的数据量也随之增长，数据库存量也随之增大，与此同时油田数据需要更加高效利用和集成，随着科技的发展和进步，大数据的高效性、保密性和安全性也会更高。

(一)互联网技术对于顺北油田的提升

利用互联网技术实现井场数据实时传输，管线井场实现生产运输、监控报警一体化精准管理。抽油机井基本实现数据的周期性采集和实时传输，生产科能通过智能监控和报警系统对油井监控、集输油气、注配水气等生产关键节点进行集中管理监控，大数据分析根据实时数据生成油井状况报告，提升管理质量和人力资源使用，使得油田的运行更加高效化、精准化。顺北区域人工巡检油气井由曾经的每天一次变为一星期一次，井场安全报警准确率达到95%以上，降低了隐性降产和油气递减率，使得油井信息的实时率和利用率得到了提高。

(1）集输管线降损耗。利用智慧油田监控和远程操作能够实时接收管线堵、漏等多类警报，实时反馈油气管线压力变化，根据大数据集成的注水优化方案远程调控井场注水量，确保在安全生产运行的基础上，做到减少损耗的目的。井场的运行管理也由曾经的人工井场巡检变成智能监控值守，实现了提前预警、提前处理、提前管控。

(2）智能分析调配细。通过智慧油田大数据分析系统实时获取井场注采动态信息，及时发现并反馈井场的注采不平衡，智能获取井场调配方案。通过指挥大厅远程操控配合现场人员操控，调节地面注水系统，及时处理井场异常或注水量，顺利完成调配方案，达到了精准高效注水。使智慧油田注配报警精准率有效提高，井场的注水合格率稳步增长。

(3）场站协调管理。顺北油田联合站和顺北区域内的各个转油站实现了场站节点对接，能够集输自动化和智能化集成数据，能够自动生成实时管输产量表，使用远程监控系统操纵场站的关键节点，实现场站的智能化管理的和集中监控的统一处理，缩短场站问题处理时间，保障场站安全生产运行。

（4）远程油井含水检测仪运用。油井的原油含水率比例是油气生产的重要参数，实时掌握油井原油含水率的第一手资料，对油井的生产状况、动态分析及后期运营管理起到决定性作用。为提升顺北油田地面信息化建设和管理运行，解决油井含水率计算难题，随机选用含水率不同的10口油井，井口安装自动含水率检测仪实时监测并传输原油含水率。随机收集不同时段500组数据，在24-28度下，9口井的原油实时含水率绝对误差在7%以内，1口井含水率误差较大，未达标原因主要受油井油压不稳定和化验含水误差影响。冬季时期由于沙漠温度较低，在检测仪上配合探头加热，可以使含水率数据不受低温影响，与沙漠环境适应性较好，测出的含水值趋势与实验相符，达到实验要求。油井在线含水检测仪在数据准确率与传输稳定性方面均能够满足顺北油田开发需要，解决了现场取样与含水化验两大难题。智慧油田数据库用数据转接直接收集各个油井含水检测仪的实时数据，解决了油井含水率实时传输和人力资源利用难题。

(二)智慧油田的数据库建设

构建智慧油田的数据库,不仅能集中收集和采纳各二级单位和乙方公司的信息,还能根据各单位的需求提供信息数据从而提升企业整体技术和资源管理水平,统筹融合企业各二级单位之间的数据，加强数据共享，增强企业整体发展潜能,为企业的发展和转型提供数据支持和信息依据,西北石油局各二级单位之间的数据共享能够加快企业整体的革新,优化企业的结构。 顺北油田数据库主要承载实时数据与关联数据的储集和计算，数据采集采用实时数据库结构，前端感应设备和器械进行数据采集与存储；数据的运用和提取采用数据库技术，负责数据的发布和计算。为进一步改善实时数据与关系数据之间的数据异构问题，解决实时数据转存缺陷，采用分布式实时数据库对顺北油气田的井、场站数据进行收集与储存，使用智慧油田系统接收实时数据。油井的基础数据也由曾经的5 分钟采集一次信息缩短为1分钟采集一次，随着数据信息采集频次的提升，保障数据储存的状态下提升网络数据动态，使数据的实时性得到了保障，数据年处理量也随之提高增长。

(三)构建智慧油田数据库的安全监管体系

智慧油田在实施和建设的过程中会大量使用到程序和app运用,确保智慧油田运行和发展,减少大数据应用对智慧油田的建设和发展造成的一系列问题和困难，我们需要在使用app和数据库过程中对数据进行筛选和监测,具体使用过程当中要建设数据筛选程序和安全防火墙对数据进行深层次的研究和避免数据外泄,在数据的共享过程中也要对获取数据和共享数据进行一定的安全分析。

在顺北油田在智慧油田建设过程中，提高数据获取量的同时也需要确保数据和程序的安全运行。在智慧油田的管理过程中汇制对人员的合理制度和仪器操作方法，提升数据监管力度。在大数据运用过程中对集中数据和信息处理系统进行人工和智能监管,建设符合顺北需求的智慧油田监管体系,确保数据库安全的前提下,为智慧油田的建设和油气生产提供必要数据协助。

(四)制订统一的智慧油田大数据标准

和其他的油田企业进行数据开放并共享大数据的标准化，提高大数据的收集、共享、链接和分析的程度，从而革新顺北的数据库、新科技和大数据分析方式。在智能油田中，大数据的标准化管理有利于推动智慧油田的实施和普及，能够使用网络、设备和收集的数据进行多目的、跨部门流动，从而实现协同作用。而另一方面，解决了互联网技术使用产生的数据安全问题。通过提高大数据标准，提升数据收集的空间和时间分辨率，以及数据的匿名化，并改进元数据，以减少数据碎片化。^[1]建设并推广大数据的标准化，可以提升新型技术的研发和创新。利用统计分析方法来识别数据和信息，提高了油田实时数据收集的安全保护和隐私性。这种方法被用于向数据库添加统计扰动的特定模式，如果发生数据泄漏，则可以识别数据以何种方式进行了不当使用。这种技术开辟了数据安全保护的新领域，从而激励增强数据保护的技术发展。同时，统一的智能油田大数据标准，有利于提高数据的连接性和流通性。数据的互通性至关重要，数据需要在油田企业中转移。共同革新大数据的标准和协议，促进各油田数据库之间的交互性和操作性。^[1]建设石油化工企业共同使用的智慧油田大数据操作标准。

三、结语

智慧油田建设是油田发展的趋势和未来,数据的处理和运用是智慧油田发展的基石和关键,顺北油田通过智能化、数字化油田的建设、信息化技术的运用、智能化软件的使用，提高油气开采、集输油气、供水注气等业务的信息化与智能化水平，提升顺北油田生产建设的运营管理水平。但目前智慧油田发展建设仍处于初级阶段，随着顺北油田的大力发展和建设应用的不断增强，智慧油田数据库运行管理与场站管网信息化建设等方面仍存在很多的改进空间，大数据分析和智能化基础建设必将是智慧油田未来建设的重要组成部分。在智慧油田建设中,逐步补充智慧油田的基础设施，逐步深化智慧油田智能应用开发和运用的融合，不断深挖地面工程与生产运行的合作空间，建设融合油田多种信息数据的数据存储中心,通过使用大数据分析对油田数据进行深度探索,不断革新顺北油田的生产运行管理模式和管理质量。但在数据库建设过程中,也面临着数据时效性、有效性、安全性等很多问题,随着数据质量控制、互联网建设、监管体系的不断完善,同时随着信息技术的创新发展,大数据分析和互联网技术将在顺北油田不断完善和进步,真正实现顺北油田智能化管理,从而更加有效促进顺北油田产能提升和管理水平。

参考文献

[1]王浩宇.大数据、物联网技术在智慧油田建设中的应用分析[J].中国设备工程,2019(07):216-217.