——中石化西北油田采油二厂推进两化融合构建智能油田纪实
●无人机巡井
■ 郑金国 张倩
西北油田采油二厂采油管理一区油井监控室，采油高级技师赵光辉神情专注地盯着面前的监视屏：油压、套压、回压、电流、温度……一条条井口实时数据曲线显示着油井的生产状况，这些自井口传回的数据一分钟更新一次，管理一区200多口油井的生产状态一目了然。
地处塔克拉玛干大沙漠北缘的西北油田采油二厂，1046平方公里的油区面积，800多口油井，40多个大小站库，点多面广线长，生产运行管理难度大。西北油田强力推进工业化、信息化“两化”深度融合，这片区域的所有井、站、管网已经成为一个密切互联不可分割的信息化整体，智能油田建设已使传统的采油生产模式发生了深刻变化……
无人值守改造一小步
智能油田建设一大步
“到2018年11月，采油二厂的注水系统已全部实现无人化。”采油厂副厂长靳永红介绍道。2016年9月，T601高压注水站开始无人值守改造。在增加PLC系统、电动阀、液位计、高压流量自控仪等设施的同时，对现场注水泵进行自动化、信息化升级改造，最终实现无人化，这是塔河油田首座无人值守高压注水站。到2018年11月，实现采油厂注水系统无人化运行。此项改造实现注水成本大幅下降，注水费用从每立方米12元降至7元。
注水站改造成功后，又选取7-2计转站进行“集油系统”无人值守改造试点。根据7-2计转站的生产规模情况，通过完善站内的各类自动化监测参数，将计量撬远控、自控参数与视频监控集中至6-3站进行监控，于2017年5月实现7-2计转站的无人值守。接下来，选取计量混输泵站TH10321计转站和12-14计转站进行混输泵的远程启停、变频调节、连锁控制、远程调掺稀功能等方面的自动化改造。这三座计转站共优化用工12人，年可节约人工费用80余万元。
“‘无人化’不是无人管。”靳永红强调说，“要实现无人值守计转站的安全高效运转，后续管理及维修工作一定要加强。”在完成3座计转站无人值守改造后，采油厂摸索无人计转站的使用规范，目前率先于西北油田形成了一系列无人计转站安全管理规章制度，保障了其安全高效运行。
这个厂稠油油井多，90%以上的油井需要掺稀生产。由于注气、注水井等开井初期套压较高，
计转站不能满足井口掺稀，需安排泵车进行掺稀，待压力降低后再安排有人值守掺稀流程进行井口掺稀生产。据统计2018年井口掺稀费用达1500万元以上。针对这一状况，他们集中力量自主研发出一种高压自动化掺稀流程，该流程通过对原有工艺流程进行改造升级，可实现无人化自动掺稀，有效替代了泵车，减少了人工成本，同时具备远程启停、接地电阻、现场视频和数据实时远传、自动灭火保护等功能，今年先后使用42井次，每井次可降低运行成本5.75万元，共节约费用290.5万元。目前这一“智能掺稀泵”正在全厂推开应用。
与此同时，全厂网络通信链路建设快速跟进，特别是2019年6月，率先在西北油田完成4G网络建设，为井口实时数据、视频资料的安全、快速传输提供了强力保障。目前已实现单井、站库数据监测100%全覆盖，实时监测井口压力、温度、电流等54种参数，能满足生产各环节对数据的现场采集要求。
带来的不仅是效益
更是一场管理革命
油井监控室里的赵光辉接调度通知：“TK641井小时注水量上调50方”，只见赵光辉点一下鼠标，监视屏显示数个注水泵的图标，他点了其中一个，说：“好了，现在注水量调整完成了。”几秒钟时间，他完成了向一口井注水量调整?我们问了一个很傻的问题：要是以前呢?赵技师微笑着回答：“以前当然要派人到现场了!”他又点了一下鼠标，一个正在“磕头”的抽油机画面显示出来，这个40公里以外的井场清晰地出现在我们面前，赵技师不无得意地冲我们说：“井场上很多东西都能看到，像不像跑了一次井场?”如果他愿意，他可以在半个小时内“跑”遍200多口油井……说话间赵技师手边的手机收到智能预警系统发来的信息，提示一口油井的电流值迅速从53安培上升至63安培，赵技师的表情严肃起来，迅速将网页内容切换到油井信息查看界面，发现电流曲线还在缓慢上升，他立即发出指令：请巡井人员到现场查看。他解释说，造成电流值升高的原因很多，需到现场落实，虽然离额定电流值还有段距离，暂时不影响生产，但若不及时弄清原因，消除隐患，发展下去就会影响生产。赵技师的工作就是借助手边的这套“油井异常预警系统”及时发现问题，并将许多小问题在变成“大问题”前消灭掉。
这套系统是采油二厂自主研发的，由厂技术专家张栋与中石化石勘院合作，通过提取油井远程实时监控数据，利用“孤立森林”算法，研发出油井异常预警系统，并取得了国家级“软件著作权”。他还主持研发了PCS系统子模块“生产调度系统”，今年1月开始试运行以来，有效解决了生产调度工作存在指令重复传达、沟通效率低、查询难等问题，可以说颠覆了传统的生产调度工作模式。以前派工，从下单到结算，是一个漫长而繁杂的过程：联系车辆，通知施工单位，施工过程中的沟通，找领导签单……要打无数个电话，还有诸多避免不了的“扯皮”，耗时费心低效，似乎有多少人都忙不过来，生产调度岗，一向是生产单位最繁忙“热闹”的地方，而现在的采油二厂生产指挥大厅，轻松而安静，只有鼠标的点击声，而各项生产指令在有序高效地运行……
智能油田建设解决的不仅是技术问题，也不仅是减人增效，更是一场管理革命。下一步，他们还将在“生产指挥调度”模块成功运行的基础上，继续建设“方案审批”“施工进度跟踪”等模块，扩展无纸化调度应用范围，打通部门管理、承包商施工、财务结算等生产环节，构筑全部生产施工的信息库，打造生产经营生态链，进一步提升施工效率。
未来已来，
敞开胸怀拥抱智能新时代
对于生产单位而言，再先进的技术，智能化程度再高，如果不能产生效益，也无意义。该厂的目标是，到“十三五”末，现场用工人数要控制在500人以下，现场生产组织效率比“十三五”初提升一倍。
2019年，采油厂已部分建成井站大数据分析系统，通过对井站生产数据进行全面采集，采用人工智能算法，分析油井工况异常，及时进行预警信息推送，井站管理水平大幅提升。下一步，将逐步从 IT(信息技术) 向 DT(数据技术) 转化，从以流程为中心向以数据为中心转化，重心将是在完善各类生产经营数据采集的基础上，组织对动静态(内外部)的数据进行深入、多维、实时的挖掘和分析，依托大数据、云计算、人工智能等信息技术，支撑智能油田建设。
为适应智能油田大数据实时采集的需要，通过引进成熟4G通信技术以及抄表类LoRa技术，2019年在工区内进行融合网络试点建设，搭建起了一个全覆盖、稳定、高速、安全的无线网络。该网络在原单井数据传输基础上，实现了对注水、注气现场动态数据的实时传输。
今年，采油厂要完成100台加热炉的温控改造任务，水套炉将从人工控制变成全自动化控制，各项参数远传到管理区的指挥中心，并完成抽油机节能控制改造。不仅要实现无人值守计转站，还要实现无人值守掺稀泵、无人值守装卸油、无人值守装水、无人值守采油……
2019年采油厂利用信息化手段全力打造12-4中心站，初步建立“中心站库一体化管理体系”雏形。计划利用3-5年时间逐步完善站库智能管理系统，全面形成中心站井站一体化管理体系，实现“采油厂-中心站-无人站-单井”的扁平化管理，实现采油厂管理模式的全面优化升级。
届时，站库智能管理系统根据6座中心站库实际需要，利用大数据分析技术，围绕数据自动采集、运行实时监控、站库安全防护、设备健康诊断等业务，对每台设备、每块仪表、每条管网进行细化管理与诊断，建设成全面感知、超前预警、自动操控、过程优化的智能化站库。
未来已来，以互联网、大数据、人工智能等为代表的现代信息技术日新月异，技术革命不可逆转。采油二厂抓住机遇，建设“智能化油田”，为西北油田推进高质量发展、打造世界一流目标领跑助力。
