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案例37.大唐移动:数字化油田,推动互联网与能源生产的深度融合
大唐移动通信设备有限公司

导读:大唐移动凭借自身在移动通信领域中的领先优势,及在能源行业信息化建设中积累的丰富经验,创新性的将TD-LTE、物联网、移动互联网、生产数据采集技术,与井场工控数据采集、视频监控图像、人员调度、集群对讲等采油、采气相关管理数据和环节相结合,在全球海拔最高的油气田——青海油田英东油田、涩北气田、冷湖气田三个作业区进行了“互联网+”油气生产管理项目的建设。该项目实现了示范区域内2379口油、水井的数据采集和传输以及应用,为青海油田实现油气水井的远程生产监控、提高油气采收率和生产效率、降低运营成本、进行科学管理与快速决策指挥、实现互联网与能源企业生产的深度融合、建设数字化油田的目标起到了重要的作用。

  一、基本情况

  大唐移动通信设备有限公司(以下简称大唐移动),是国务院国资委所属的大型高科技央企——大唐电信科技产业集团的核心企业,是国务院国有资产监督管理委员会管理的一家专门从事电子信息系统装备开发、生产和销售的大型高科技中央企业,是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信国际标准TD-SCDMA的提出者、核心技术的开发者及产业化的推动者, 主导TD-SCDMA后续技术标准TD-LTE的技术演进和产业化进程,并拥有TD-SCDMATD-LTE的核心知识产权。

  大唐移动以打造“无限沟通引擎”为企业发展理念,倡导“创新、市场、诚信、责任”的企业价值观,致力于TDD无线通信解决方案在下一代互联网和物联网、行业信息化等战略新兴产业中的融合发展和应用,全力推动TDD技术未来演进和产业化进程。

  大唐移动在全国31个省、市、自治区设置本地化服务和支持机构,同时,建立了北京备件中心和上海维修中心,拥有30余家合作伙伴近万名技术服务和工程施工队伍,已建成专业规范的工程服务管理平台,提供7×24小时不间断的备件支持服务。

  大唐移动以持续创新驱动价值创造,为全球客户提供优质的产品和服务。目前,大唐的系统与解决方案已应用于全球50余个国家和地区,并在欧洲、亚洲、非洲、以及美洲的部分国家和地区建立了十余个分支机构或销售平台,在积极推进TD商用化进程的同时为TD国际化跨越式发展奠定坚实的基础。

  大唐移动现有员工中,研究生以上学历比例为60%,拥有占总人数45%以上的专业技术团队,汇聚众多国内外知名的信息通信技术专家,拥有大量专利和世界领先的科技创新成果。通过积极探索行业龙头企业与高校联合培养人才的新模式,大唐移动加快高端创新型人才的培养,与国内20多所高校、院所全面建立了战略合作,持续打造国际化、职业化、成熟化的人才队伍。

  二、主要做法

  (一)案例实施背景

  为了进一步实现石油生产企业生产操作的自动化,提升油田生产的精细化管理,大唐移动创新性的将互联网、物联网、移动通信技术,与油田各种地理条件下的井场工控数据采集、视频监控图像、人员调度、集群对讲等采油、采气相关管理数据和环节相结合,构建人与人、人与物、物与物相联的油气生产应用管理项目,从而实现可视化的集中监测或监控、分析、诊断和决策管理。

  青海油田是中石油集团的重点建设单位之一,由于地处柴达木盆地,平均海拔约3000米,生产、生活条件异常艰苦,油井环境更为复杂,对油气生产自动化的需求较之其他油田更为迫切。

  (二)建设范围

  大唐移动20131月开始与青海油田共同合作,建设青海油田油气生产管理应用系统,范围划定为3个厂级生产单位下属的6个作业区,包括天然气开发公司的涩北一号采气作业区、涩北二号采气作业区、台南作业区,英东项目部的英东油田作业区,以及冷湖油田的东坪作业区、牛东气田作业区。

  其中,天然气开发公司是青海油田的主要生产单位,现有的问题包括通信传输系统带宽不足、井场采集设备使用年限长等。进行油气生产管理应用系统的改造工作,一方面可解决现有问题,另一方面可实现原有信息系统与油气生产管理应用系统的融合,为今后老区改造建设、集成利旧积累经验。

  冷湖油田和英东项目部的油气生产信息化方面由于还处于建设初期,将其作为试点示范区,一方面可满足新区油气生产自动化迫切需求,另一方面可通过示范工程建设,为新区建设打下坚实基础。

  (三)建设方案总体介绍

  青海油田油气生产管理应用系统由数据采集与监控子系统、数据传输子系统、生产管理子系统三部分组成。数据采集与监控子系统部署在井场至作业区层级,对生产现场的数据进行采集,并实现控制。数据传输子系统部署在井场至作业区层级,实现井场至作业区的有线和无线数据通信。生产管理子系统部署在油气田公司及以上各级单位,满足各级人员的油气生产监测、分析诊断、预测预警等需求。数据采集与监控子系统主要实现生产数据自动采集、物联设备状态采集、生产环境自动监测、生产过程监测、远程控制等功能。数据传输子系统承载的业务数据包括:实时生产数据、控制命令数据、视频图像数据及语音数据。其中站场数据传输采用有线光缆方式;单井、计量间数据传输采用无线方式。生产管理子系统提供生产过程监测、生产分析与工况诊断、物联设备管理、视频监控、报表管理、数据管理、全局分析与决策支持、系统管理、运维管理功能。

  (四)方案创新介绍

  1、移动通信技术的应用

  油气生产管理应用系统建设项目中,众多分布零散的油水井、计量间的数据采集传输通过无线通信方式解决。目前,可选的无线通信技术有以TD-LTE为代表的4G专用网络、以WCDMACDMA2000TD-SCDMA为代表的公网3G移动通信技术。由技术对比分析来看,TD-LTE无论从上下行数据速率、时延、安全性、业务支撑能力,还是容纳的用户数量来看,都具有非常明显的优势。大唐移动采用TD-LTE技术组建专用生产无线传输网络,可满足各油气生产区块内对安全性、保密性要求较高的井、间数据采集、远程控制等功能需求,以及部分井场标清、高清视频监控需求。

  2、移动互联网技术的应用

  近年,石油企业的信息化建设取得了长足的进步,ERP系统、OA系统、勘探与生产技术数据管理系统、油气水井生产数据管理系统、勘探与生产调度指挥系统,炼油与化工运行系统等一大批生产、管理系统建成应用,大幅提升了生产运行效率和精细化管理水平。但是,这些系统一般都局限于企业内网,应用范围的局限性导致了系统可用性的降低。

  大唐移动在油气生产管理应用系统建设项目的设计过程中,充分考虑油田人员对各信息化系统使用的协同性和便捷性,将移动互联技术应用于项目中,支持智能终端用户通过无线宽带网络对企业生产、安全、管理状况进行实时查询和处理,使得企业管理人员无论身在何方,都能及时了解公司动态,实现真正意义上的移动办公;还可以通过移动终端设备进行企业内相关信息的查询,随时随地了解企业安全规程和各类通知,处理系统问提,为员工提供便利的信息平台。

  三经验效果

  大唐移动互联网+油气生产管理青海油田应用项目,将互联网与传统的能源行业需求相结合,实现了油田生产过程中油气水井、计量间、油气站库及相关集输管网等基本生产单元的全面感知,实现了生产数据自动采集和控制、油气田生产运行的监控和管理,对青海油田的工作效率、油气采收率、运营决策、组织机构、业务流程、HSE管理、节能减排、工作环境等方面产生了积极的影响。

  (一)优化劳动组织

  项目建设完成后,三个采油气厂可以实现站场无人值守,劳动组织机构向扁平化发展,新的劳动组织机构将形成以维护和巡检为主的两类班组。天然气开发公司现有小站的值班岗位可以取消。采用每四小时一次的巡检。15个集气站,按照现在每天白天2人值班,将节约30人的值班人员。

  (二)节约用工成本

  通过数字化建设,有效减少了管理层次:作业区以监控、操作、生产管理为主;厂以生产管理、调度、优化分析、智能决策为主;井场、小型站库实现无人值守,定期巡检。项目建设完成后,天然气开发公司12个集气站实现无人值守、定期巡检。集气站值班人员取消,节约生产一线人员近24人,这些人可以抽调到新区产能建设。

  (三)节约企业运营成本

  项目的实施实现了无人值守定期巡检,逐步拉长了巡检周期,原来需要及时处理的工作由智能分析以及告警触发,减少车辆数量和使用次数50%,减少了20%的车辆使用费。

  (四)保证精细化管理落地

  井场、站场数据自动采集,减少人为录取资料误差,提高油田精细管理水平;快速应急维修,缩短问题井恢复生产的时间,将油田的管理模式由人工巡检、逐级反映、经验管理的传统方式,转变为生产过程实时监测、准确分析判断问题,动态指挥的数字化管理方式,实现生产监测和现场处理问题的分离,分析问题准确、决策下达到位、维护及时,油田生产管理水平进一步提高。

  201412月,中石油集团对青海油田油气生产管理应用系统项目进行了上线验收工作,并给出验收意见:青海油田油气生产管理应用项目实现了2379口油、水井的网络覆盖和数据上传;数据传输子系统充分结合油田网络建设的实际情况,利用TD-LTE与光纤等多种传输载体,满足了从井、站场到作业区、采油厂、油田公司的数据传输要求;减少了管理层级与一线用工,人均管井数提高了58%项目;以优异的成绩通过验收。

  发展“数字油田”是石油信息化建设的重要任务,大唐移动互联网+油气生产管理青海油田应用项目,将TD-LTE移动通信、移动互联网、云计算、物联网、生产数据采集等信息化最新技术成果,与油气田井场工控数据采集、视频监控图像、人员调度、集群对讲等采油、采气相关管理数据和环节相结合,建立覆盖油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂的规范、统一的数据管理平台,实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警,对于改变油田传统的生产管理方式,提高工作效率和管理水平;优化生产管理流程,减少一线用工总量,节约成本;并能够提高生产操作单元的自动化水平,提高油气生产决策的及时性和准确性;通过提供更好的技术手段,保证油田生产人员的安全和生产持续稳定运行具有显著的应用效果,对于实现互联网与能源企业生产的深度融合、建设数字化油田起到了至关重要的作用。