讨论主题:目前国内数字油田概念正在中石油、中石化各级分公司推进中,各油田根据自身特点采用不同的方式实现数字油田建设,新疆油田进行了数字油田建设,从90年代中期开始,陆续对整装油田开展数字化建设,请谈谈新疆油田如何实现数字油田建设?
要求:最好结合自己实际工作,只谈新疆油田,其他油田回帖无效。
参与方式:采取跟帖的方式参与。
评奖规则:由活动组织者评奖,并进行公开公布告示。
活动结贴:每周为1期,由安控数字化论坛擂台版主选定议题,半个月后(隔一期)擂台版主从所有参与讨论的网友中选出6个优胜者。
奖项设置:每期选出6个优胜者,其中:
一等奖1名:奖100MP(相当于100人民币),
二等奖5名,奖工控精美礼物一个(工控点点、工控T恤、工控徽章、工控工具四者任选一个,相当于65人民币)。 优先考虑参与次数少于3次的ID
活动发奖:MP评奖后一周内发放,精美礼物每月发放一次,统一在月初寄送。
北京安控科技股份有限公司
地址:北京市海淀区上地四街一号
邮编:100085
电话:400-0093-200 市场部
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北京安控科技股份有限公司(简称“安控科技”),是专业从事工业级RTU(远程控制终端)产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业,拥有完善的RTU产品链,产品被广泛应用于石油天然气、煤层气、页岩气的开采、处理、管输、储配等各个环节以及环境在线监测、城市燃气、供水供热等管网监控领域,并已远销美国、加拿大、墨西哥、土耳其、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、伊拉克、伊朗、韩国、泰国、马来西亚等国家。基于RTU技术,安控科技在油气、环境在线监测等行业开发出多款专业化经典产品,拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。此外,安控科技还提供工业自动化产品的OEM/ODM服务,提供SCADA自动化系统和企业管理信息系统的集成服务。
安控科技通过了ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证,建立了先进的生产和检测平台,并获得了多项国际认证(如UL 、CE、EMC3级认证等),产品品质达到国际先进水平。
安控科技成立于1998年,位于北京市中关村科技园区海淀园上地信息产业基地。安控科技始终坚持以人为本的人力资源发展战略,建立了一支以高级工程师和专业研究生为骨干的研发团队,打造了一支经过市场历练的高效经营团队,锻炼和培养了一支优秀的管理团队。安控科技始终坚持自主创新的企业发展战略,已经拥有了商标、专利、软件著作权等各类知识产权百余项,覆盖了所提供的所有自动化产品和控制系统。安控科技的研发项目多次获得国家、北京市政府的研发资金支持,部分产品被认定为国家级火炬计划项目、国家重点新产品项目、科技部创新基金项目、商务部出口研发资金项目,受到政府嘉奖与资助。
作为中国自动化学会理事单位、中国自动化学会专家咨询工作委员会常务理事单位、中国自动化学会仪表与装置专业委员会委员单位、北京市中关村企业信用促进会的第一批信用企业,安控科技在国内同行业中较早的通过ISO9001质量管理体系认证,拥有系统集成、建筑施工、环保设施运营等各类资质。
本着“卓越品质,源于更高要求”的核心理念,“协作、严谨、勤奋、卓越”的企业精神,安控人必将以更可靠的工业级RTU产品、更先进的自动化解决方案和更完善的服务答谢用户、回报社会,为振兴民族自动化事业、创建民族自动化品牌而努力奋斗。
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克拉玛依油田是新中国发现的第一个大油田,也是中国西部第一个千万吨级油田,经过五十余年的发展,开发和管理的油田遍布十三万平方公里的准噶尔盆地,各油田与总部、各油田之间距离大都超出上百公里,时间和空间的距离愈加显得信息化建设尤为重要。2000年新疆油田公司正式提出“数字化油田”工作标准,2006年实现“数据正常化”,2007年实现“系统集成化”,2008年实现了档案资料桌面化、业务工作桌面化、数据正常化、系统集成化和生产自动化,2009年实现“决策智能化”,2010年全面建成数字新疆油田,达到油田数据共享化、科研工作协同化、生产运行监控自动化、生产指挥可视化和分析决策智能化的目标,把数字油田进一步向智能化油田推进。
自主创新,研发信息技术平台体系,为数字油田构建科学的总体架构。数字油田信息平台是通过把油田生产管理的各种应用抽象为各种功能组件,从而形成相对通用的框架系统,涵盖数据录入、数据处理、信息发布、业务管理、安全管理等功能。该平台由数据管理平台、空间数字平台、业务管理平台、协同工作平台等4个基础子平台和集成应用系统、安全管理系统、数据共享与交换系统、企业信息门户等4个辅助系统构成。平台采用模型驱动、虚拟应用、多层元模型等先进技术,通过统一组件、统一模型驱动、统一功能管理、统一安全管理的建设思路,支撑了油田业务的信息管理和应用。基于该平台,软件开发工作由原来复杂的、一行行编写代码的手工作坊生产方式,变成了按需组装的工业化生产模式,大大简化了信息系统开发的复杂性,加快了开发建设速度,降低了风险,应用系统开发成功率由原来的不到30%提高到90%以上。采用数字油田信息平台开发的应用系统,可以通过统一的接口,实现油田各领域应用系统功能的集成和共享。数字油田信息平台是数字新疆油田技术创新的重要体现。经过十几年的不断研发完善,在国内石油行业率先完成研发并成功投用也处于国内领先水平。2007年,《新疆油田勘探开发数据服务平台建立与应用》成果荣获新疆维吾尔自治区科技进步一等奖。
建立完善的信息基础设施,为信息系统推广应用铺路搭桥。克拉玛依油田的勘探、开发、建设已有70多年历史,从1941年开始勘探、1955年开始开采,产生的所有数据已经完全实现电子化,并存储到网络数据库中。这些数据包括地上、地下,覆盖所有油田作业区域和专业领域,仅仅油田生产类数据就包括23个专业,数据总量达到141TB。围绕如此丰富的数据,需要一系列的应用软件把这些数据利用起来。克拉玛依油田采用自主研发的软件定制平台,定制投用了78套数字油田应用系统,实现油田全部业务领域的集成应用。这些系统覆盖数字勘探、数字井筒、数字化管理等多个领域,实现了单点登录和统一认证,成为油田各专业开展工作不可缺少的工具。
勘探生产信息管理系统公司是最早投产并获得成功的系统。该系统于1998年在新疆油田正式投用,2000在股份公司投用。经过持续不断丰富和完善升级,系统已覆盖物探、钻井、录井、测井、试油、化验、科研等整个勘探业务领域,已成为新疆油田广大勘探生产管理和科学研究人员获取信息的主要途径。每年应用查询超过150万次。
油田生产指挥信息系统汇集了勘探开发、油气储运、产能建设、视频监控、水电路讯等信息,生产管理人员和公司决策层可以通过该系统随时了解和掌握油田的生产运行状况,及时做出决策,为高效组织油田生产提供了快速反映通道。
实时数据传输系统打破了野外作业地域和时空的限制,在远离基地的钻井现场,通过卫星、无线网络等数据加密传输技术,将综合录井仪、自动化设备等仪器采集的各种工程地质参数,实时传输到基地,使工程地质专家、各级管理决策者在基地就可以及时掌握一线生产状况,并依靠中心库资源与专家实现远程会商、异地指挥。
油田地理信息系统采用空间数据处理和显示技术,使油田生产现场的地形地貌、管网、电网、路网等油田对象,可以地将实际对象逼真再现在计算机上。在该技术支持下,工程地质人员、测量人员在计算机上就能“勘察”地形地物,进行施工方案优化设计,提高了设计、施工效率和工程质量。
勘探开发协同工作环境的建成投产,不仅把勘探开发研究人员从收集整理资料的繁琐劳动中解放了出来,也是对以往单循环串行研究工作模式的革命。改变了以往由科研人员花大量时间单个收集整理资料为目前由信息人员批量提供基础数据的专业分工模式,只要轻点鼠标就可以快速查询、调用所需要的数据,科研工作步入了高效率、高水平的研究时代。勘探开发协同工作环境的建成投用,为研究工作提供了多学科科研团队的一体化工作平台,在加快工作节奏、提高成果质量、降低勘探风险、提高开发效益等方面发挥了重要作用。
目前,油田网络已经从办公区域延伸到油田生产前线,已建成的传输光缆2199千米,无线接入点126个,196个重点生产站库接入油田网络,野外探井施工现场也通过卫星信道接入油田信息网,形成了地面光缆、空中无线、天上卫星,覆盖全油田的立体通信网络体系。完善的网络应用系统,为用户提供了便捷的办公手段。公司企业信息主门户和各单位二级信息门户,已成为油田信息集成应用的窗口和企业文化宣传的阵地,公司主门户2008年点击率达到480万次,在集团公司排名进入前3位;电子邮件系统总用户数达38563个,年收发邮件数超过273万封。VPN网络接入系统、网络视频会议系统等信息基础应用系统,也在促进信息化应用普及方面发挥了积极作用。
中石油新疆区域网络中心在新疆油田全面建成,成为中石油在全国的11个区域中心之一。新疆境内中石油下属的8家地区公司接入新疆区域中心,这些单位由新疆油田公司提供统一的网络接入、电子邮件、视频会议、域名系统等服务和技术支持,新疆油田数据中心成为中石油10个信息技术支持中心之一。
制定142个信息标准,形成数字油田标准体系。数字油田建设作为一项创新性工程,能够引用和借鉴的标准十分有限,特别是数据标准和信息管理标准,必须符合自身的业务流程、管理体系和信息体系架构。在信息标准化体系建设中,各专业领域的技术专家、管理人员与信息技术人员充分协作,参与数据模型、数据规范值和信息代码等标准的制定。目前,已完成67个技术标准、11个工作标准和64个管理标准的制定,形成了完整的信息化标准体系。信息标准体系的建成,实现了新疆油田从信息采集录入、传输加载、系统开发、网络建设、信息安全到信息运行维护全过程的标准化建设和规范化管理。
通过油田数字化成果的应用,极大的支持了新疆油田的生产管理和研究,在油田内部已经实现信息化与油田生产融为一体,具体来说,一是便于掌握信息,能及时、全面、深入掌握生产情况;二是便于业务管理,油田机关生产经营管理业务实现了计算机化;三是实现了实时监测,探井、开发井、重点站库实现实时采集传输发布;四是便于研究支持,提供了完整丰富的数据资源;五是有利于决策支持,提供全方位的生产经营信息,辅助决策;六是实现了油田可视,初步实现了油田可视化管理。数字新疆油田的全面建成和应用,为油田提供了丰富的数据资源和便捷应用,在油田生产、科研中发挥了积极作用。
在信息化建设过程中,新疆油田公司不仅在信息技术应用方面走在国内油田的前列,而且在信息管理体系和战略规划上都站在了石油信息化建设的前沿。
井站实现无人值守、远程监控
新疆油田:小鼠标掌控大油田
过去至少需要3000人,现在400人就能把陆梁油田管理得井然有序
继在国内率先建成数字油田后,新疆油田公司今年又全面启动智能化油田建设。
只要点击鼠标,就能了解所有油井作业情况,只要输入数据,就能查阅几十年的油田信息。通过信息化建设,新疆油田公司不仅实现了数字化管理,而且朝着智能化油田的方向迈进。
位于准噶尔盆地通古特沙漠腹部的陆梁油田作业区远程自动化监控中心,能远程自动化监控设备进行24小时实时监控,不仅随时采集传输回各种生产数据,而且重要的是还能第一时间发现故障。
“通过数字化油田系统,即使相隔240多公里,靠着几台计算机就能把油田现场的各种情况掌控得一清二楚。现在假如管线一破,可能第一分钟之内,现场的采油工就已经接到电话了。”陆梁油田作业区自动化中控室主任李红伟说。
陆梁油田年产原油200万吨以上,占新疆油田总产量的1/5,过去这样的油田至少需要3000人,而现在,400人就能把油田管理得井然有序。
新疆油田公司2010年油气勘探储量是2009年的近3倍,工作效率明显提高。数字成果在油田勘探开发、科学研究、经营管理等领域得到了全面应用,为提高油田科研生产效率发挥了作用。
今年5月17日,新疆油田公司召开智能新疆油田建设启动会,迈出了全面建设智能油田的步法。智能油田就是在数字油田的基础上,借助业务模型和专家系统,全面感知油田动态,自动操控油田活动,预测油田变化趋势,持续优化油田管理,虚拟专家辅助油田决策,用计算机系统智能地管理油田,实现油田生产和信息的高度融合。智能油田体现出以下典型特征:远程诊断,自动处理;即时预警,预测趋势;模拟分析,优化生产;虚拟专家,辅助决策;实时感知,全面联系。
2010年4月,新疆油田确定IBM公司为合作伙伴,8月完成了蓝图规划设计,今年4月通过专家论证,2011年将开展11个项目工作。智能新疆油田建设工程计划10年内使相关信息技术达到世界一流水平。
(2)全面建设体现综合效益
在数字油田建设方面,新疆油田的建设工作从管理体系、技术标准、数据资源、信息应用和网络基础设施等几个方面全面展开,并取得了初步的建设成果。已经油田生产中发挥效益,初步展现了数字油田应用的美好前景。
油田在2002年开始进行信息技术标准的统一工作,先后开展了数据库结构、数据采集、数据传输加载、数据安全保密等方面制定了一系列标准规范。形成了完整的油田信息技术标准及管理规范体系,部分标准规范已经在油田得到应用。
完成了1941年新疆油田发现以来共2500多口探井资料,油田投入开发建设以来22000多口开发井数据,以及准噶尔盆地基础资料、地质普查及物探等资料的数据库管理。全部数据量约22TB(地震叠前数据约20TB,采用磁带库管理)。目前,正在进行油田生产区所有地面管网的探测和基础地理信息的建设。
信息系统建设更是取得了丰硕的成果。在统一平台的基础上,先后建立起了勘探信息系统、开发信息系统、油气储运生产信息系统、油田地面工程信息系统、物资与电子商务系统、单井成本核算系统、油田数据共享与交换等30多套信息系统。这些系统与相应的管理制度、技术标准一起组成了各个生产管理业务的信息化应用体系。绝大部分按照生产建设及工业化应用标准投入了正式的生产运行。
勘探开发信息系统把油田成立以来的勘探开发数据进行集中管理,并提供方便的信息查询检索手段。实现了研究项目数据库与油田基础数据库之间的近线连接,为研究人员收集查找基础资料节约了大量的时间。
油田生产信息系统实现了自动化的数据传输加载,生产管理人员可以随时查看油井生产情况。井场数据实时传输系统解决了井场数据远程传输应用问题,管理人员和地质专家可以在办公室实时了解钻井状态,指挥现场生产作业。
应用地面工程信息系统进行生产辅助决策,根据现场实际情况,对地面管网改造工程进行多次模拟,优化方案。缩短了工期,减少了停产损失,节约了大量的土石方费用。2003年仅在采油二厂81#原油处理站管网改造的应用中,节约费用就达到上千万元,经济效益十分明显。
新疆油田信息系统建设已经全面展开。2002年以来,开发并投入工业化运行的系统为油田生产、科研、管理取得了明显效益。其中“油气勘探生产信息系统”在中国石油十三家油田全面推广应用,使信息系统不仅为新疆油田服务,还为其他油田的信息化建设发挥了作用。
(3)存在的问题
新疆油田的数字化建设整体水平在国内较为领先,但在勘探、开发、储运和企业管理方面的建设水平并不平衡。总体上在勘探、开发方面的建设和应用情况比较好。实现了油田勘探开发历史数据的建库工作。在油气储运和经营管理方面,由于建设时间较短,相对于勘探开发还是存在一定的差距。
在地理信息系统建设方面,目前处于大面积推广应用阶段,需要加强公共基础数据的建设,实现生产数据的正常化管理。在已有丰富数据的基础上,进一步加强以地理信息为基础的数据仓库建设和数据综合应用。
在目标任务明确的情况下,信息化建设投资与建设需求、建设速度出现矛盾。需要进一步加大资金投入,以加快建设步伐,使数字新疆油田发挥更大的效益。
(4)近期建设规划
经过四年多的努力,新疆油田在一体化数据管理、一体化系统集成和数据共享应用方面达到了预期的目标。信息建设正在沿着勘探开发一体化、信息应用可视化的目标迈进。预计在2005底能够达到预期的油田桌面化的目标,建立一个初级的数字油田模型。到2010年全面实现数字油田。
在未来的三年内,我们的工作重点将是数字油田的模型建设,其核心内容包括开展企业信息系统的集成、建立企业级数据管理中心、开展数据仓库系统的高级应用、建立数字油田技术模型、建立互联网分布式万维拟境中心等方面。具体工作目标集中在三个方面,一是实现勘探开发信息一体化。在标准统一的基础上,完成勘探开发数据、系统和应用的一体化集成。二是建立油田空间信息系统。完成全油田地面工程数据采集和基础地理数据建设。建成“新疆油田地面工程信息系统”、“准噶尔盆地油气生产地理信息系统”、“油田三维可视化信息系统”,为勘探开发和油气储运提供可视化应用的基础环境。三是完成数据中心建设,实现油田各类数据的集中管理和共享。以多种方式为生产、科研和管理人员提供数据服务。数据中心既是技术中心,又是管理中心,更是服务中心。网络、系统、数据的建设和应用都要纳入到数据中心集中管理。要按照数字油田建设应用的需求逐步强化数据中心在数字油田建设中的作用。
在信息化建设过程中,新疆油田公司不仅信息技术应用走在国内油田的前列,而且在信息管理体系和战略规划上都站在了石油信息化建设的前沿。在近年的建设中,新疆油田公司陆续提出了信息化建设“三步走”工程、数字油田建设工程等,并陆续将这些设想变为现实。在每一步的建设中,信息化对于油田生产的促进作用都非常明显。
2002年,新疆油田公司根据信息化建设的需求,提出了信息化建设的“三步走”工程,第一步是在2002年实现“档案资料桌面化”,使档案资料实现电子化并可通过计算机方便查询;第二步是在2003年实现“业务工作桌面化”,使油田生产数据的共享、业务工作、报表、公文处理等能够通过计算机完成;第三步是 2005年初步实现“新疆油田桌面化”,利用“3S”和虚拟现实等技术,将现实油田的各方面情况放在计算机上管理和决策。目前前两步的目标都已基本实现,第三步的目标也是指日可待。
为了继续深化“新疆油田桌面化”的思想,2004年初又提出了数字油田建设工程,确定了2005年初步实现数字油田,2010年全面实现数字油田的思路。
从油田建设初期石油工人战风沙、斗严寒的人工长距离井口采样,多次往返记录分析数据,到现今每口井数据的实时共享,视频或网络反馈分析结果,一个现代化的油田依靠信息化的力量已经矗立在我们的面前。新疆油田信息化建设取得的这些成就,与其具有创新性的信息化建设思路具有不可分割的关系。
1.先进的信息化管理体系
为了理顺信息管理体系,坚持走“总体规划、整体建设、统一设计、分步实施、逐步完善,重点突破”的信息化建设道路,新疆油田多次对信息化管理体系进行调整,形成了完善的信息管理体系。
整个体系自上而下分为三层,各层任务清晰、分工明确,使信息化建设在管理体系上变得通畅。油田公司信息化领导小组作为决策层,制定建设方针、路线,对重大决策和方案进行最后审核。技术发展处作为管理层,主要负责项目的立项和审批,数据中心具体组织研究项目的实施、方案的制定,同时主管油田的数据、系统和网络建设。天择公司和信息技术专家组作为技术支持层,天择公司负责技术的攻关和项目的研究,专家组负责项目内容、技术路线审核和项目验收审查,研究院所二级单位信息研究所作为信息支撑层。二级单位信息所和研究院所的信息部门具体管理着油田的数据,使用信息网络和应用系统,提供信息服务。整个体系在国内信息化管理上是一个创新。
图1 新疆油田信息化管理体系图
2.完善的信息化标准体系
标准化和规范化不仅是数字新疆油田建设的基础性工作,也是实现规划目标、保证信息交换和共享的重要前提。在实现数字油田目标的过程中,新疆油田非常注重建设一套完整的信息标准和规范体系。
在标准规范制定过程中,新疆油田根据企业信息产生、处理、应用和管理的过程特点,在了解并充分参考、吸收、采纳已有国家、行业和地方标准、规范与规程的基础上,研究制定了一套适合新疆油田信息化管理的标准体系,并按照此标准体系逐步对数字油田的具体标准规范进行完善和更新。
新疆油田公司的标准规范体系的内容涉及数据获取、处理、组织管理以及技术,可划分为基础标准、数据获取标准、数据管理标准、数据更新标准、数据质量标准、分发服务标准、系统升级维护规范、网络管理规范以及其它配套的管理规定。整套标准同时涵盖数据标准、技术标准和管理标准三个方面,覆盖了油田勘探、开发和信息应用等多个方面,为全面开展新疆油田公司的信息化建设奠定了基础。
新疆油田在制定标准的过程中,非常注重标准在各个环节的贯彻落实,使整个技术路线、操作规程具有一致性,标准具有可更新、可维护、可监控的特点。
3.良好的网络基础环境建设
为了优化企业内部的信息应用环境,新疆油田自1997年连通新疆石油信息网以来,每年都要对计算机网络进行改造和优化,2003年更是完成了双级跳,在实现了内部单位至少百兆主干线的基础上,年初将internet出口由2兆升到10兆,年末又将通道升到了100兆,完全打通了到互联网络的高速干线。在公司内部,通过与石油管理局、市政府计算机网络的连接,使石油信息网在规模上达到了46个园区网的接入,新疆石油信息网同时还与中石油总部进行了连接。为了保证企业计算机网络的可靠性和冗余,2003改造升级了骨干网,建立了准噶尔盆地西北缘、腹部和东部三个网络接入中心。
2003年还完成了油田公司的电子邮件的统一并建立了统一的网络防病毒体系,使资源得以整合,安全得以提升。为离市区100公里以外的单位建立了网络视频会议系统,实现了通过远程会议进行工作部署,避免了由于人员来回奔波存在的交通安全隐患。
4.规范化的数据管理与服务
新疆油田的作业开始于1941年,数据时间跨度63年,覆盖23个油田,内容浩繁,形式各异。经过多年来的建设,油田公司在数据建设方面已做了大量工作,取得丰硕的成果。建立了勘探、开发两大生产数据库,完成了绝大部分历史数据建设,新产生数据依赖于技术和管理措施全部实现了正常化,这些成功依赖于以下几方面的保障:
(1)对数据建设的重视,使数据建设处于可控
数据是财富,这在新疆油田公司已经是共识。对于数据建设的重要性,从总经理到员工,都有深刻的认识。正因为这样,公司注重数据建设,对数据建设保持着资金投资和人力投资上的倾斜,全公司有近千人都与数据建设有关。这有力地保证了数据建设的成功。
(2)严格的数据管理制度,使数据采集得以保障
建立配套的管理制度和规范,保证数据的正常采集和入库。这些制度包括电子信息管理细则、电子信息传输加载规定、电子信息保密管理办法、数据入库管理办法、数据质量考核制度、数据安全管理规定等。实现了勘探开发主体数据的生产化正常管理,使生产动态数据、静态成果数据及生产管理数据都进入正常化管理范围。以合同的方式保证数据的正常化,使外部作业单位提交的数据也实现了正常化。
(3)周密的数据安全保密措施,使信息安全得以保障
在技术上采用虚拟用户、分级授权、密码安全存储、用户日志跟踪等技术,在管理上采取用户注册审批、用户授权管理、数据安全备份等制度,从多方位、多层次保证数据的安全性。
5.体系化的信息应用系统
油田公司在信息应用系统建设方面坚持引进与开发并举的思想,大力建设生产管理方面的数据服务软件。新疆油田公司的信息系统目前涉及生产、经营、研究等各个领域:
在新疆油田公司,目前已经形成了一整套相对完善的信息应用系统系列。
图2 新疆油田公司信息系统应用分布
其中勘探信息系统在中石油旗下13个油田得到了推广应用。
在老系统保持生命力的同时,在统一平台基础上实施了一系列新领域的信息系统建设,包括电子商务、设备、市场、物资等经营业务的管理系统,系统功能越来越强,使用越来越方便,整体应用水平向前迈出了一大步。
新疆油田公司信息化建设的启示
信息化对传统产业的改造和提升,是近年来工业化建设中最热门的话题之一,国内外在这方面正进行着富有建设性的实践。信息化如何带动工业化?从新疆油田公司的做法中可以得到几点启示:
(1)信息化工程是一把手工程
信息化需要调动全员的力量,由于是新技术的应用,难免使部分人产生不适应,从而在实施过程中从观念上抵制,这就需要加大宣传,加强培训,强化管理,同时要保证人力物力的长期大量投入,这些没有一把手的介入是很难实施的。
(2)信息化需要全员参与
信息化不是某几个人的事情,也不是一台机器的运转那么简单。它需要企业内的每一个人都要有信息化的意识,从而在数据建设、应用方面加以重视。所有信息的质量保障都需要每一道工序的认真负责,所以信息化需要发动每一位员工参与。
(3)信息化需要战略性的远见
信息化建设的战略性远见不仅仅是领导重视,而要在规划中体现长远的眼光。在进行数据建设,满足应用的同时,要注重标准、规范和制度等基础性建设,保证信息化能够长远、稳定开展下去。
新疆油田公司成功的经验归纳起来就一句话:领导重视、体系完善、标准统一、平台统一、软件配套、全员参与。这一经验值得从事信息化建设的同行学习和借鉴。
信息化是现代企业的必经之路,没有信息化传统产业就不能顺利向现代企业转变。信息化是一项长期的任务,它的是将为企业带来效率的提高、资源的合理配置和更加有效的运作。信息化将是现代企业诞生的催化剂。
数字新疆油田建设的四点经验
新疆油田的信息化建设起步于1993年,2001年提出建设数字新疆油田的目标。经过“十五”期间档案资料桌面化、业务工作桌面化和新疆油田桌面化的三步走工程和“十一五”期间数据正常化、系统集成化和生产自动化等主题年工作,于2008年底全面建成了数字新疆油田。
数字新疆油田的建成,使得信息化技术在油气生产、油田研究、经营管理等领域得到了全面应用,为提高油田科研生产效率、促进油田快速发展发挥了积极作用。数字新疆油田建设的经验,主要有以下几个方面:
首先,根据油田发展阶段和应用需求,制定明确的建设目标。数字油田没有统一的定义,需要在工作中逐步探索前进。新疆油田按照自身的实际情况明确定义了数字新疆油田的概念和内涵,以实现油田各领域数字化为目标,动员全体员工为此努力。
其次,坚持以应用需求为导向,明确业务部门和信息部门的职责和分工。项目建设前期以业务部门组织业务需求分析为主,后期由信息部门要按照集中统一的原则进行总体技术把关和协调。建设完成后由信息部门统一管理,业务部门主要负责系统应用推广、数据建设和系统使用权限的控制。
再次,始终把数据建设和数据正常化作为油田信息化建设的核心工作。数据是油田的宝贵资产,是数字化的核心。新疆油田在进行数字油田建设的初期就非常重视数据建设,在收集整理大量历史数据的同时,要求对新产生的数据做到及时、准确、完整和自动地进入数据库,以实现业务数据的正常化管理。制定统一的信息标准,实现勘探开发数据集成与共享。
加之,在技术方面,新疆油田致力于自主知识产权产品的应用。利用统一的数字油田信息应用平台技术产品作为应用系统开发的基础,根据业务需求定制应用系统。这样,既缩短了开发周期,又保证了系统应用的成功率。
最后,在管理方面,强调油田内部各级组织一把手的信息化责任,营造良好的信息化氛围,提高了组织的信息化能动力。着力培养内部技术队伍,长期服务于油田信息化建设工作,有效地保障了数字新疆油田建设的稳定性和持续性。
为满足油田进一步的信息应用需求,新疆油田自2011年开始,又踏上了以实现油田全面感知、自动操控、预测趋势、优化决策为目标的智能新疆油田建设的征程。
新疆油田公司数字化油田建设概况
新疆油田公司隶属于中国石油天然气股份有限公司,是以油气生产、集输和勘探开发研究为主营业务的特大型油气生产企业。经过半个世纪的勘探开发建设,共发现了26个油气田,成为我国西部第一个千万吨级的大油田。为了进一步提高信息共享的程度,实现数据资产化,全面实现新疆油田数字化的目标,2000年年初,新疆油田公司制定了“十五”规划,提出将信息化工作作为公司的主营业务,要像抓勘探、开发工作一样来抓信息化工作,制定了“统一规划、统一标准、统一平台、统一管理”的信息化建设原则,实施新疆油田信息化建设的“三步走”工程。第一步是实现“档案资料桌面化”,即基础数据进入数据库,在计算机上可方便地查到;第二步是“业务工作桌面化”,即实现数据资源共享,报表、公文处理等在计算机上完成;第三步是实现“新疆油田桌面化”,就是利用先进的信息技术建设数字油田,把物理的油田放在计算机上进行研究和管理。在数据库建设方面,提出了“急用先建、边建边用、以用促建”的建设策略。在技术方案上,结合信息化相关的前沿技术,如元模型技术、模型驱动技术、web服务技术、工作流技术等。
通过十多年的努力,新疆油田在信息化建设中取得了较大的成功,无论管理上还是技术上,都积累了许多宝贵的经验。到2008年,新疆油田公司已实现了档案资料桌面化、业务工作桌面化、数据正常化、系统集成化和生产自动化。
建成后的“数字化油田”,已能够全面掌握油田所有实时生产信息,找到油田已经勘探开发的全部资源,实现井场、站厂、基地数据共享、自动采集,以便实时决策,同时减少科研人员收集整理资料的时间。
目前,新疆油田公司已提出将油田的建设目标由“数字油田”提升为“智能油田”。
新疆油田公司数字化油田建设特点
1. 目标明确,规划合理
新疆油田公司提出“数字化油田”,就是通过各种数据的集成,把实体的油田放到计算机和网络上,整个油田可以通过计算机呈现出来。
新疆油田公司在2000年年初制定了“十五”规划,提出将信息化工作作为公司的主营业务,要像抓勘探、开发工作一样来抓信息化工作,制定了“统一规划、统一标准、统一平台、统一管理”的信息化建设原则。同时,提出了新疆油田信息化建设的“三步走”工程。第一步是实现“档案资料桌面化”,即基础数据进入数据库,在计算机上可方便地查到;第二步是“业务工作桌面化”,即实现数据资源共享,报表、公文处理等在计算机上完成;第三步是实现“新疆油田桌面化”,就是利用先进的信息技术建设数字油田,把物理的油田放在计算机上进行研究和管理。
我认为新疆油田公司在“数字化油田”的规划和建设中将目标提得非常切合实际需求,并没有提出一些花哨的、好高骛远的想法。同时,他们在实施过程中没有急功近利,而是在“四统一”的原则下,按照“三步走”的循循渐进的方法扎扎实实地逐步实现既定目标。
2. 基础工作扎实
1) 生产自动化建设
a) 井口:
井口数据采集及控制通过一套RTU系统完成,数据传输采用了三种方式:数传电台、无线网桥、光纤。
其中:
数传电台:主要用在边远井和产量低的井,是早期(2006年以前)采用的方式,目前已逐渐淘汰。
无线网桥:主要用在边远井和产量低的井,在2006年以后普遍采用,可用于数据和视频同时传输。
光纤:主要用在高产井,可用于数据和视频同时传输。
b) 集气站
集气站的数据采集及控制通过一套日本横河公司的DCS系统(CS3000)完成。系统的控制器、电源、通讯网络、I/O模块均采用冗余配置,系统可靠性高,性能优异。
c) 处理站(厂)
处理站(厂)的数据采集及控制通过一套日本横河公司的DCS系统(CS3000)完成。系统的控制器、电源、通讯网络、I/O模块均采用冗余配置,系统可靠性高,性能优异。
处理站(厂)的DCS系统与集气站的DCS系统通过一对冗余的高速控制网络进行数据传输,可通过处理站(厂)的DCS系统实现对集气站的生产过程进行远程监视及操控。
注:新疆油田采气一厂玛河气田的处理站(厂)相当于涩北气田1#作业区的5#集气站(区控)。
d) 紧急停车系统ESD
在天然气处理站(厂)建有一套用于玛河气田处理站、集气站、井口紧急关断的ESD系统,该系统达到国际安全认证的SIL3等级,独立设置,通过一对冗余的高速控制网络与DCS系统进行数据传输。当ESD系统检测到联锁信号时,经过预定的紧急停车逻辑程序运算后,及时地完成天然气处理站(厂)的相关单元(或装置)的关断或放空,同时,通过通讯网络控制集气站、井口的相应阀门及设备的关断及放空。从而使整个气田的生产处于安全状态,保护人员及设备的安全。
2) 数据库建设
数据就是生命。以前因为管理机构分离,新疆油田勘探部门和开发部门是分开的。但事实上,勘探和开发两项业务有很多共同点,比如勘探要打井,开发也要打井; 勘探做地震,开发也做地震,但是两个业务部门的数据却不能共享。这样一来,重复建设、重复投入的成本很高。因而,通过信息化的手段,将勘探、开发等各项相关业务的数据信息整合共享迫在眉睫。
但是实现数据与应用共享的前提则是制定统一的标准。目前数字新疆油田建立了5大类260个标准组成的标准体系,已有114个标准规范在执行或试行。覆盖了油田生产、科研、管理、决策各个领域,形成了完整的信息标准体系。
当数据共享完成之后,数据查询系统就可以把油田丰富的数据资产方便地提供给各位研究人员了。这些数据经过层层质检后集中管理,研究人员把数据提取出来,加载到他的研究系统中去,那么很快就可以做他的研究工作了。而以前研究人员做研究的时间非常少,他们要用60%以上的时间去收集数据资料。
以前系统要提交一个计算作业,往往需要两周或者是一个月的时间才能出来一次计算结果,研究人员再判断这个计算结果是不是符合所期望的要求。如果不符合,那么研究人员还要不断地调整、修改数据参数,进行重新计算。
石油勘探一般由野外数据采集、地震资料处理、资料解释三个流程组成,大量的数据处理计算工作承担着找储油构造、定井位的重要任务,因而高性能计算平台对石油勘探起着至关重要的作用。
新疆油田公司在数据库建设中着重做了以下几个方面的工作
a) 制定数据标准
b) 建立数据质量监督制度
c) 制定数据采集规范及流程
3) 规范业务流程,建立信息集成平台
油田数据建设的目的是为油田生产经营服务,这主要是通过油田业务应用软件系统实现的。目标是形成一体化的油田业务应用软件体系,新疆油田在“数字化油田”的建设过程中许多技术和思想不仅仅在油田信息领域,而且在软件工程领域具有一定的先进性。
油田业务主要包括生产、管理、科研这三个方面的内容,这三个方面各有侧重,但又有着广泛的联系,在这里分别从逻辑上描述勘探开发一体化研究平台、生产应用平台、经营管理平台。
a) 信息集成平台的应用模式
油田业务应用系统采用“二级定制”模式的进行应用开发。
所谓“二级定制”是以软件资源和业务资源中心为基础,通过定制发布一个满足某一类业务需求的软件平台系统,称为业务平台;用户利用业务平台根据业务需求定制具体的业务应用。例如,数字空间平台定制GIS平台,GIS平台再定制一个具体的GIS。 “二级定制”采用多层级模型驱动的思想,定义了一组描述软件资源、业务资源的元模型,形成软件资源中心,是第1级定制的核心。在第二阶段,以存储模型为中心,建立了报表、录入界面、查询、图形等多种面向业务的元模型,通过不同模型之间的转换,实现了业务的“所见即所得”的定制模式。
建立了四层元数据结构中的系列元模型(Meta Model),开发了元模型对应的模型建模、模型管理、模型执行的软件组件等元模型资源;设计了管理元模型资源的元一元模型(Meta—Meta Model),及元一元数据管理系统。
在元模型资源的基础上,开发了资源发布系统。根据平台的功能定义,选择相应的资源,通过一致性检查、系统集成,创建相应的元—元数据,打包发布成为一个面向业务的应用平台。该平台在安装后,可实现具体业务定制、管理和运行。
我们在2000年提出基于模型驱动思想的“二级定制”模式,我们建立了一套油田数据元模型体系,使得本项目可以:
(1)大规模重用软件:由于所有的软件开发都是针对元模型的,因此模型级的应用需求变化通过元数据定义即可满足,不会影响软件模块的修改,这种“以不变应万变”的效果导致了绝大部分软件模块都可重用。
(2)快速定制应用:面向应用需求,不再是通过编程实现,而是通过可视化建模工具,由用户或工程人员辅助用户,直接进行“所见即所得”定制,应用需要变化后,也不用修改程序,直接由用户进行定制修改。正是这一技术,使得我们在短短五年内,开发了51套应用软件
b) 集成化的油田应用软件体系
利用业务应用支撑平台,定制包括油田生产管理、油田成果管理、油田经营管理、数据中心支持、综合决策在内的51套业务应用系统上线投用。
平台系列软件与业务应用系统,形成了一个庞大的应用软件体系。由于这些软件体系遵循共同的元模型标准、模型标准,采用一致的体系架构,因此它们之间相互可实现无缝集成,数据共享。
建立了完整的管理体系
新疆油田公司为了确保“数字化油田”项目的顺利实施建立了完整的管理体系。
机构设置合理:在油田公司组建了处级单位:数据公司,全面负责“数字化油田”的规划、设计、建设、管理、监督考核、开发完善等工作。在各二级单位设置了专门部门(信息所)及专人负责,在三级单位设有专人负责。同时,油田公司与红有软件公司建立了长期的稳定的合作关系,由红有软件公司为新疆油田公司“数字化油田”项目提供长期的技术支持和持续的软件开发。
制度保障体系健全:油田公司制定了完善的管理及监督制度,各单位及人员严格按照各项管理制度、各项标准规范及流程执行。同时,数据公司设有专门的部门及人员对各单位的工作质量进行监督和考核,确保“数字化油田”项目在实施过程中不流于形式,不走过场,建设高质量的“数字化油田”工程。
新疆油田从数字化迈向智能化
随着智能化油田规划方案编制工作全面启动,新疆油田公司信息化建设正式由数字油田向智能油田阶段迈进,昭示着国内首个智能化油田将在祖国西北边陲的准噶尔盆地克拉玛依诞生。
2010年,新疆油田全面启动智能油田建设工作,计划用5年时间,在目前已建成的数字化油田基础上,通过建立覆盖油田各业务的知识库和分析决策模型,为油田生产管理和决策分析提供智能化辅助手段,实现数据知识共享化、科研工作协同化、生产过程自动化、系统应用一体化、生产指挥可视化、分析决策科学化,真正实现用计算机研究油田。
据介绍,新疆油田的智能化信息系统建设正在紧锣密鼓推进,全面建成后,新疆油田将成为国内石油企业中首家拥有智能化信息系统的油田。
新疆油田是国内最早启动信息化建设的石油企业之一,20世纪90年代初就开始在油田内统一开展信息化建设,之后的几任油田领导班子都将信息化建设放到与勘探开发主营业务同等重要的位置来抓。信息化建设助力新疆油田走出了一条科学发展和高效开发的新路子。新疆油田的油气产量曾连续28年箭头向上,创造了石油行业油气产量连续增长的新纪录,并连续多年安全环保业绩突出,在其中信息化的作用功不可没。
新疆油田的软件研发实力在国内石油石化企业中名列前茅,自主研发了数字油田信息平台,并利用该平台通过业务定制方式开发了87套数字油田应用软件,其中30套获得国家软件著作权。制定的344个油田信息化标准规范体系,基本覆盖了油田数字化的各项应用。在建成覆盖油田生产、科研、经营和管理全过程的勘探开发信息管理和服务体系的过程中,形成了一大批具有自主知识产权、质量过硬和功能先进的信息技术产品。