11月24日的一場風(fēng)雪，使山西煤層氣分公司樊莊區(qū)塊部分單井停井。以往，夜里遠(yuǎn)程啟井是最難熬的工作，道路泥濘，舉步維艱，車輛打滑無法行進(jìn)，員工都是徒步上山啟井保證產(chǎn)量，往往跑一口井就要花四五個(gè)小時(shí)。現(xiàn)在，作業(yè)區(qū)調(diào)度李國軍只是輕點(diǎn)鼠標(biāo)，足不出戶就完成了全部故障井啟停。

這一切，得益于華北油田信息化的充分應(yīng)用。

科學(xué)建產(chǎn)

把氣田“裝進(jìn)”計(jì)算機(jī)

地處莽莽太行山區(qū)的煤層氣田，因環(huán)境惡劣，井站管理和人工巡井難度大，特別是道路泥濘或大雪封山時(shí)，操作員工無法進(jìn)山及時(shí)啟停。而且煤層氣井不同于油井，需要連續(xù)穩(wěn)定地排采，一旦停井時(shí)間長，采氣井就會(huì)“奄奄一息”甚至報(bào)廢；加之煤層氣田對(duì)井口和管道的壓力控制等級(jí)較為嚴(yán)格，這些因素使得煤層氣田的建設(shè)注定與眾不同。

華北油田公司作為煤層氣行業(yè)開發(fā)的先導(dǎo)者，建設(shè)伊始，就考慮到山區(qū)氣田的開發(fā)管理問題，在國內(nèi)率先采用低成本可規(guī)?；茝V的自動(dòng)化控制技術(shù)，于沁水盆地南部建成了中國第一個(gè)數(shù)字化、規(guī)?；?、智能化煤層氣田示范工程。

在氣田建設(shè)中，油田公司率先推行數(shù)字化管理，形成了以動(dòng)態(tài)監(jiān)控、平衡控制、安全調(diào)度為特色的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)操作自動(dòng)化、運(yùn)行管理網(wǎng)絡(luò)化、動(dòng)態(tài)分析智能化、領(lǐng)導(dǎo)決策輔助化等一系列管理提升。

把氣田“裝進(jìn)”計(jì)算機(jī)，帶來的是生產(chǎn)和管理效率的提升。管理數(shù)字化后，員工可在調(diào)度室遠(yuǎn)程啟停井。如遇到停電等原因造成大面積停井時(shí)，還可以一鍵啟井。計(jì)算機(jī)規(guī)避了生產(chǎn)中各種危險(xiǎn)，節(jié)約了人力物力。目前，各個(gè)作業(yè)區(qū)生產(chǎn)井遠(yuǎn)程啟停率達(dá)到95%以上，減少操作員工45%左右，節(jié)約了勞動(dòng)成本，為扁平化管理提供了支撐。

此外，生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了可視化。員工可借助無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)調(diào)取煤層氣井監(jiān)控圖像和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)形成報(bào)表上傳至生產(chǎn)管理平臺(tái)，提高了人員和設(shè)備的安全系數(shù)。

物聯(lián)感知

讓氣田“智慧”運(yùn)行

如果說數(shù)字化的煤層氣田是建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，是可以感知的氣田，那么智慧氣田則是數(shù)字氣田的升級(jí)版，是建立在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上、能夠自動(dòng)操控的氣田。

從中國第一個(gè)數(shù)字化規(guī)?；簩託忾_發(fā)示范區(qū)的建立，歷經(jīng)5年，煤層氣田數(shù)字化管理程度已經(jīng)達(dá)到了數(shù)字化高級(jí)階段。隨著工業(yè)化和信息化融合進(jìn)程的推進(jìn)，油田公司提出了“構(gòu)建智慧油田”的發(fā)展策略，決定建成具有煤層氣特點(diǎn)和特色的物聯(lián)化集成管理，逐步從實(shí)現(xiàn)井站自動(dòng)化向氣田建設(shè)智慧化的管理方式轉(zhuǎn)變。

為此，山西煤層氣系統(tǒng)遵循“資源配置集約化、工程節(jié)點(diǎn)全程化、井站管控智能化、設(shè)備使用跟蹤化、事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警化”的頂層設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)以物聯(lián)網(wǎng)主線的智慧氣田試點(diǎn)建設(shè)工作。由此，煤層氣物聯(lián)網(wǎng)總控平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。

總控平臺(tái)作為煤層氣智慧氣田建設(shè)的重要組成部分，是以油田公司“工程云”為依托，以數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，有效整合煤層氣系統(tǒng)勘探開發(fā)、作業(yè)施工、生產(chǎn)運(yùn)行等10類數(shù)據(jù)信息共計(jì)6萬余條，建起一套支持整體協(xié)調(diào)排采、智能決策以及生產(chǎn)系統(tǒng)全生命周期管理的智慧氣田管控、應(yīng)用平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場到調(diào)控中心立體化氣田生產(chǎn)監(jiān)控、運(yùn)行、指揮模式。

總控平臺(tái)的建成，規(guī)范了煤層氣各分公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集方式，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)和資源共享，為數(shù)據(jù)集中管理、后期分析應(yīng)用提供了保障，為煤層氣“大數(shù)據(jù)資源池”開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

油田公司選取樊莊老區(qū)具有典型特征的30口煤層氣井，開展智能排采試驗(yàn)，通過變頻控制柜安裝的智能排采模塊和總控平臺(tái)加載的“智能排采系統(tǒng)軟件”，建立起以井底流壓為核心、套壓為輔的煤層氣井智能排采控制流程，實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面的精細(xì)控制和工況預(yù)警及處置，保證了“連續(xù)、漸變、穩(wěn)定、高效”的排采管控，大大提升了煤層氣井生產(chǎn)管理水平。

另外，煤層氣系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)建設(shè)，選取山西煤層氣分公司處理中心、11座集氣站及242座煤層氣井場，為其主要生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備加裝射頻識(shí)別標(biāo)簽（RFID）328套，相應(yīng)手持激光掃描儀和固定讀寫裝置也同步配置完成。山西煤層氣分公司所轄2242口煤層氣井全部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，256座井場實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全天候視頻監(jiān)控，場站自動(dòng)化覆蓋率100%，通信成功率達(dá)到96%以上。

煤層氣系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的建成，打破專業(yè)部門及生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的單鏈條、單方向“串聯(lián)”模式，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多部門、實(shí)時(shí)在線的大規(guī)模協(xié)同，顯著提高了管理效率，優(yōu)化了勞動(dòng)組織模式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)對(duì)象可視化、生產(chǎn)管理數(shù)字化、生產(chǎn)過程安全化、生產(chǎn)決策智能化。

經(jīng)測算，煤層氣公司每萬噸產(chǎn)量用工數(shù)為11人，人均管理單井?dāng)?shù)相比一般油田高出5~9倍，既優(yōu)化了人力資源配置，又提高了生產(chǎn)管理效率，為煤層氣田的效益開發(fā)和提質(zhì)增效創(chuàng)造了條件。

借力“大數(shù)據(jù)”

助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

面對(duì)山西煤層氣生產(chǎn)點(diǎn)多、線長、面廣的實(shí)際，如何利用大數(shù)據(jù)，將一串串?dāng)?shù)字變?yōu)槊簩託馍袭a(chǎn)的利器，成為研究人員思考的課題。為此，煤層氣研究人員以完善的自動(dòng)化系統(tǒng)為依托，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘應(yīng)用，并與各個(gè)部門需求相結(jié)合，開發(fā)了單井動(dòng)態(tài)分析等一系列生產(chǎn)管理、地質(zhì)分析等軟件，在海量信息中“掘金”，提高管理水平。

單井耗電一直是山西煤層氣耗電的大頭，如何利用數(shù)據(jù)分析降低用電量？研究人員對(duì)所有抽油機(jī)井的參數(shù)進(jìn)行整理，以節(jié)能降耗為目標(biāo)，利用統(tǒng)計(jì)分析工具進(jìn)行單井能耗關(guān)鍵影響因素單一相關(guān)性分析，在不影響產(chǎn)量的前提下，對(duì)產(chǎn)水0.5立方米以下、動(dòng)液面在煤層以下的單井采取間抽措施，按照設(shè)定時(shí)間間隔自動(dòng)啟井。此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施后，平均單井運(yùn)行時(shí)間折算節(jié)約電費(fèi)88.1%，年可節(jié)約電費(fèi)140余萬元。

大數(shù)據(jù)將成為華北油田煤層氣轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中先導(dǎo)戰(zhàn)略研究領(lǐng)域。接下來，煤層氣系統(tǒng)將重點(diǎn)以“節(jié)能降耗、提質(zhì)增效”為目標(biāo)，深入開展煤層氣井間抽管理技術(shù)研究和抽油機(jī)能耗敏感因素分析，達(dá)到數(shù)據(jù)利用價(jià)值最大化和提高抽油機(jī)井地面系統(tǒng)運(yùn)行效率的目的；在充分盤活現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源前提下，結(jié)合三維GIS地圖和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)集輸管網(wǎng)的壓力、溫度、露點(diǎn)等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測量分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道泄漏和氣井停抽情況的監(jiān)控，提高管網(wǎng)運(yùn)維水平；在充分依托“大數(shù)據(jù)”分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，全面促進(jìn)人性化信息交互“移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)”建設(shè)，拓展辦公手段，滿足各級(jí)管理人員通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)信息獲取、業(yè)務(wù)推送、動(dòng)態(tài)跟蹤、實(shí)時(shí)操作等需要，為油田公司煤層氣生產(chǎn)、經(jīng)營與管理提供有效的支撐和手段，以信息化促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

隨著數(shù)字化智能技術(shù)的全面開發(fā)，將推動(dòng)華北油田向2020年煤層氣年產(chǎn)20億立方米的目標(biāo)前進(jìn)。

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