石油物聯網如何加速推動數字油田建設
作者簡介：北京雅丹石油技術開發公司副總經理，張杰,1990年畢業于華東石油學院采油工程專業,現任北京雅丹石油技術開發有限公司副總經理,負責油田信息化項目現場組織及實施。
近幾年來,新興產業的物聯網信息網絡技術發展迅速。這一新興的技術,是把信息網絡技術、傳感器技術等應用于各個行業、各個產業,組成一個龐大網絡,從而實現智能化、精確化管理與操作。物聯網的發展將使生產領域和流通領域發生革命性突進,使勞動產品更多地具有人的智慧,進而導致生產力和生產方式的變革。物聯網技術和產品用途廣泛,遍及數字油田、智能電網、工業監測等多個領域。石油物聯網作為一項新技術也將逐漸應用到油田,并將加速推動數字化油田的建設。
石油行業是我國開展信息化建設較早的行業之一,行業信息化經過多年的建設,投入在逐年增加,行業整體信息化應用水平不斷提高。從石油的勘探開發到生產、運輸、加工、銷售,是一個產業鏈很長的行業,凸現出石油信息化建設的必要性和復雜性。石油企業在生產優化與管理方面的需求比較強,驅動力是更多面向“向管理要效益”、“降低成本”和“提高綜合競爭能力”等。
石油企業一般都是大型企業,其信息化投入一般金額較大,所以非常重視信息化的總體規劃,在產品的選型上也傾向于采用成熟的產品化軟件。此外,對于集團化的企業來說,由于企業機構龐大,擁有不少的下屬機構和二級企業,縱橫交錯的管理使信息化實施的難度很大,一般都要求各級管理部門自上而下地推進。
石油企業作為行業的領頭羊,涉及全行業全流程的管理,標準化是能源企業信息化中很重要也很困難的事情。只有做到了標準化,才能真正保證系統的集成應用、信息資源的高度共享以及不同部門不同流程之間的協同運作。
中石油、中石化、中海油均已完成以集中統一為原則的信息化布局,從軟件系統、基礎建設、規劃標準等方面實現信息化建設及應用。在國資委組織的中央企業信息化水平評價中,三家企業均進入A級行列。從具體的情況來看,中石油、中石化、中海油為代表的上中下游一體化、石油石化主業突出的央企或股份制企業,信息化建設起步較早,目前正處于企業級應用或從部門級應用向企業級應用跨越階段,ERP、MES、SCM、電子商務、物聯網等集成應用成為新的熱點。
另外,規模處于中小型,與石油石化服務產業關聯的企業,如鉆探公司、石油開采機械等國內企業,正處在信息化的初級階段,部分正在建立企業獨立的工藝設計與生產控制系統,部分正處于企業[FS:PAGE]內部的管理信息系統建設中,信息化程度相對落后。與國外發達的石油石化服務行業比,中國國內企業存在管理方式、觀念、手段落后的差距;信息系統集成度不高,“信息孤島”現象普遍存在;已有信息系統應用功能滯后等等,這些地方正是信息化服務商可以深入的領域。
三大石油公司在2010年都十分重視地開展了“十二五”信息化的規劃工作,在“十一五”信息化建設成果的基礎上,確定了“十二五”兩化融合發展思路：
“十二五”期間,中石油將著力實現從統一建設全局性信息系統向持續提升整合信息系統的跨越,重點開展以ERP(企業資源計劃)系統為核心的應用集成建設,在決策支持、業務協同、生產調度指揮方面加強應用;積極推進物聯網技術的應用,在采油、鉆井、煉化等領域的數據采集和傳輸、流程管控和優化上加強兩化融合。此外,中石油還將加快推進以數據中心為重點的基礎設施建設,利用云計算、虛擬技術等新技術,建設綠色數據中心,“十二五”末力爭數據中心PUE值(數據中心能耗指標)不高于1.8。
“十二五”期間,中石化重點建設ERP大集中、數據倉庫及輔助決策支持、人力資源管理、加油卡、數據及災備中心等重點系統;推進系統集中、集成發展,圍繞“統一、集中、集成、一體化”做文章,最終實現總部和企業相關系統的全面集成;在規劃、標準、設計、投資、建設、管理等方面要落實統一管理原則;制定信息化發展規劃反映了時代特點和技術發展潮流,注意了對3G、4G、云計算、物聯網等信息化最新技術成果的跟蹤研究。
“十二五”期間,中海油將以營造和諧的信息化建設和應用環境為“十二五”兩化融合的戰略目標,使信息化達到全員參與、全流程支持、全過程管理、全產業鏈協同和全系統集成的新高度。在建設“數字海油”、推動智能發展的愿景下,中海油的信息化重心將從以集中建設為主,轉變為以深化應用為主;從基于ERP系統的人、財、物管理,轉變為基于物聯網技術的大物流格局;從關注信息化建設,轉變為關注信息化價值實現;從通過信息系統提高管理水平,轉變為促進發展方式的轉變。
“十二五”期間,石油軟件開發商的機會和挑戰
對于大部分軟件開發商而言,在了解了整個行業和行業領頭羊的信息化建設情況之后,考慮的是如何在“十二五”期間尋找到更多的商機。其實,盡管石油行業信息化的整體水平與其他行業相比處于比較領先的位置,但各企業信息化狀況參差不齊,兩極分化嚴重,對開發商而言,在石油領域仍大有作為。
調研油田生產用戶需求
為實現[FS:PAGE]振興規劃對石油產業升級的要求,兩化在高層次上深度融合,推動信息技術創新應用的不斷深化與持續優化,將發揮不可替代的作用。因此,“十二五”期間,石油行業ERP、MES、EAM等核心信息系統的深化應用將是信息化工作的重要領域,數據中心、災備和IT基礎設施建設將繼續穩步推進,RFID、GIS、物聯網、云計算等信息技術的創新應用將取得更大進展,同時,也將是對軟件開發商的提出了挑戰。
值得一提的是,與其他行業一樣,節能減排和產業調整是石油企業“十二五”的一項重要而艱巨的工作,任何利用信息化手段達到節能減排的目的都將為能源企業的信息化建設帶來新的課題、新的機遇。相信這會促進SOA、虛擬化、云計算、物聯網等創新技術的應用將更加廣泛、更加成熟。
雅丹公司用物聯網技術構建數字油田的方案
油田的物聯網技術是把地震區、井場、站庫等油田生產制造現場作為數據采集源點;采用自動化數據采集設備(比如傳感器),通過局域光纖網、GPRS/CDMA、微波通訊網、WIFI等傳輸手段,將地震數據、井下測量的地層和井筒數據、井口測量的設備運行和流體屬性數據等海量數據實時采集進入信息管理中心的數據倉庫;按照科學的過程如數據模型進行數據的組織與管理,在此基礎上通過大量的業務模型進行知識集成,通過應用智能識別、數據融合、移動計算、云計算等技術,進而支持石油地質綜合研究、油藏分析等科學研究和在線模擬,完成生產實時診斷,科學研究的成果支持油田生產的綜合決策,決策信息反饋到生產制造現場進而完成環境監測、單元整合、過程模擬、參數優化和控制。
雅丹公司以深化應用為主來構建油田物聯網,重點致力于：一是高效可靠的感知,即是對油藏、井場、管網、站庫信息的采集提供高水平的解決方案和高質量的測控設備;二是云計算,是油田物聯網的神經中樞、信息傳遞和處理的關鍵,即物聯網與石油行業專業技術的深度融合,與石油行業需求結合,實現石油行業智能化的計算;三是優化控制,實現單井智能控制、輸注能力協調、安全與節能智能調節等油氣生產的優化。
雅丹公司承建完成的“港西模式”的核心技術是一套基于自動化技術、計算機技術、網絡技術、系統工程技術以及油氣田開發專業技術,以提高油田數字化水平、油井產量、系統效率、簡化地面流程為目的,集數據采集、數據管理、生產動態預測、工程分析、遠程計量、油井故障診斷、系統效率及損耗構成、優化設計、措施方案發布、智能控制等于一體的專家系統。該技術符合物聯網的定義,從廣義上來理解,就是一[FS:PAGE]個在環境感知的基礎上,深度融合了計算、通信和控制能力的可控可信可擴展的網絡化物理設備系統,它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環實現深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能,以安全、可靠、高效和實時的方式監測或者控制一個物理實體。“港西模式”是物聯網技術應用的一個初步成果。
雅丹公司在“十二五”物聯網技術開發和應用方面如何發揮作用•
北京雅丹石油技術開發有限公司依托中國石油大學(北京)的人才和技術優勢,經歷了10多年的油田生產信息化技術和產品的鍛造,形成了涵蓋油田生產監控、工況分析、油氣生產優化等方面的自主知識產權的專業軟件15大類108個模塊。以油氣水井實時分析優化系統平臺為代表的軟件,在中石油和中石化油田已經應用了近萬口井,有效地解決油田生產的技術問題,并取得了較好的經濟效益,同時提高油田生產管理的數字化水平。
“十二五”期間雅丹公司將利用物聯網發展的國家政策和抓住石油行業的切實需求,結合石油工程特點,不斷創新,以深化應用為主,努力將公司打造成油田數據采集與傳輸、油井監測與智能控制、油田生產數據挖掘、油田生產智能優化;可視化油井、功能化油井、數字化油井、數字化油藏、油田綜合決策等于一體的解決方案和軟件開發企業。同時也要形成油田自動化測控硬件產品與配件的實力供應商。總之,“十二五”期間雅丹公司要打造出與油田物聯網建設高度適應的系列化技術和產品,公司必將成為有力推動油田物聯網快速發展的主力軍企業。