1、智慧油田解决方案,设备管理方面对设备、物资众多，种类繁杂，资源分散，进行有效的调度维护 及时预警设备故障，发现问题解决问题，避免停工，减少经济损失管理方面有效调度油田消防站、检查点、安防设施等资源形成一个应急响应和决策有效机制，最大化的保障人员生产安全加强环境监控，避免有害物质泄漏、爆炸等事故发生，及时制定应急预案生产管理方面提高生产管理效率，解决油田现场人力投入有限的问题减少专家跑井、驻井进行现场技术支持问题，降低费用、提高效率 减少人工巡检，降低劳动强度大和安全风险实现勘探开发生产数据规范统一记录运营支撑方面更好的利用数据分析决策，减少收集整理数据时间投入 提供一个供决策层、管理层和执行层
2、共享的协同工作平台 根据生产及设备状态及时作出科学、客观的生产决策,第 2页,油田面临的挑战,1、绪论,1、绪论,第 3页,智慧油田的理解The vision for the Digital Oil Field is one where operators,partners,and service companies seek to take advantage of improved data and knowledge management,enhanced analytical tools,real-time systems,and more efficient business pro
3、cesses.数字油田的愿景是油公司、合作伙伴和服务公司共同寻求的对于优化的数 据和知识管理、强大的分析工具、实时系统和更加高效的业务流程的有效利 用。-CERA（剑桥能源研究协会）For us,a Smart Field is an asset that we can continually optimize 24 hours a day,7 days a week.智能油田是我们可以一周7天，一天24小时不断优化的 资产。-Malcolm Brinded 前壳牌勘探开发执行官关键词：数据、流程、实时,智能组油织田机的构目标,第 4页,策 层,决 油田公司领导层,指定公司战略,把握总体方向指
4、导管理单位的工作,作用代替对决策执行的跟 踪工作支持部分决策工作降低决策风险，提 高宏观决策能力,理 层,管 油田公司各部门,贯彻公司战略,制定具体业务管理流程,指导执行单位的工作,代替大部分的分析工 作支持部分研究工作增强了对人员的分析/研究和管理工作要求降低管理风险，提高 管理决策能力,作 层,操 采油厂与各专业公司等,遵循公司管理规定执行具体业务反馈执行状况,目标提升宏观决策能力，达到：建立实时跟踪KPI的可视化系统建立专家系统辅助的决策管理体 系建立快速反应的自动决策系统提升分析/研究和管理能力，达到：建立执行层信息的可视化集成环 境建立跨部门的一体化协作环境建立基于模型的模拟/预测/
5、优化 系统利用专家经验辅助综合研究与决 策提升自动处理能力，达到：全面监测能力自动采集/预警/控制/处理 c.构建共享平台d.辅助快速诊断的工作环境,a.代替人员大部分操作 b.减轻人员的工作量 c.降低操作风险d.提高现场决策能力,1、绪论,智能油田的目标和作用,国外智能油田项目,第 5页,2、国内外现状,BP实践BP的“未来油田”（Field Of the Future）始于2003年，运用传感器与自动化等技术，将现场 与地下的实时数据传送到远程中心进行分析，实现了基于分析的快速决策。业界最大规模的一体化运营项目之一BP已经在其全球范围内实施了未来油田技术。,第 6 页,BP建立了遍布全球
6、的“先进协作中心”（Advanced Collaboration Center）,BP未来油田愿景,通过实施“先进协作中心”，实现了多学科和多地点的 远程协同，并新建了支持队伍。远程协作的实际效果，促使大家转变了观念，反过来对协作提出了进一步的需求。BP未来油田部署,2、国内外现状,Shell 实践,第 7 页,2、国内外现状,Shell自行开发了一套“智能油田”技术，系统与 井下复杂油气藏环境中的传感器和控制阀相连（如层段控制阀和天然气生产控制阀），通过实时 监控实现油田生产达到最佳状态。业界成功的一体化运营项目（Integrated Operation）之一。已经在美国、加拿大、欧洲、中东
7、和非洲等地区成功实施。制定了长期愿景以及10年实施与投资计划。项目包括“智能井”、“先进协作环境”、“整 体油藏管理”等子项目，都获得了巨大的成功。,智能油田的层次,土库曼斯坦阿姆河气田实践阿姆河公司于2009年12月正式投产通气，信息化建设也在逐步展开。2010年启动“国家重大科技专项”2011年完成了总体建设方案截止目前，已建成,第 8 页,已建成系统二三维一体化平台视频监控系统自控集成系统设备设施管理系统产能建设信息系统采气工程信息系统生产运行辅助决策系统,预期应用效果统一了数据模型构建了二三维一体化平台展示了视频监控、产能建设、采气工程等信息集成了自控、EAM等系统实现了生产运行辅助决
8、策,2、国内外现状,新疆克拉玛依油田 实践建设实施信息化建设“三步 走”工程。第一步是“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“新疆油田桌面化”，就是利用遥感（RS）、地理 信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、虚拟现实等先进的信息 技术，把物理的油田放在计算机 上进行研究和管理。,第 9 页,2、国内外现状,Halliburton的智能油田的特点Halliburton提倡的智能油田理念是“一体化运营”（Integrated Operation），产品名称为Decision
9、 Space Production.其智能油田的特点：集成现有各系统的数据，并通过数据模型建立数据内部关联，供各 业务应用使用；油藏分析做的比较深入，包括注水分析、压力维持、降低含水率等。能够在系统中调整井的生产参数，通过仿真计算实时预测出相应的产量。,第10 页,2、国内外现状,Halliburton观点：一体化运营,第11 页,2、国内外现状,Halliburton观点：工作流为中心,概念验证不同的设计实施阶段 干系人参与增加信心创新能力,2、国内外现状,工作过程工作流,数据连接器,集成已有核心业务应用和数据源大规划;基础设施和架构可裁剪、易扩展,2、国内外现状Halliburton 观点
10、：智能油田架构,Schlumberger 智能油田特点斯伦贝谢的智能油田侧重作业方面，包括钻完井、试井、人工举升等方面。其实施方法论包括需求评估-设计-系统建设-推广实施-不断优化：首先选取小的工程范围和重点解决的业务困境，在小范围内实施成功后，推广到整个油田。同时在实施的整个过程中，加强用户的参与和培训，减少系统上线后用户使用的 阻力。,第14 页,2、国内外现状,2、国内外现状Schlumberger 观点：智能油田架构,第15 页,分配模型,第16 页,Schlumberger 观点：生产运营一体化ESP模型网络模型油藏模型,多相流量计,ESP测量,表面流量计,分布式温度传感器,2、国内
11、外现状,2、国内外现状,第17 页,小结智能油田建设与业务流程高度融合，实现了业务全流程的 自动化、智能化通过信息资源整合，集成提升企业信息化应用水平通过数据深度挖掘和专家知识的加工积累，实现智能化决 策支持利用“虚拟现实”技术，在三维可视化环境中进行研究和 决策利用“资产管理”提高操作效率、持续性和遵从性以“一体化运营”为核心，业务协同向外部协同、全球化 协同发展“智慧油田”是油田企业发展的一个重要方向,第 18 页,地上地下一体化应 用勘探开发一体化应 用,二三维可视 化,数字化基础建设地面工程数字化：自动化、通信、CCTV、安防、HSE,数字化交付工程：设计、施工、,采办钻录采、油藏地质
12、SP-3D PDMS PDS空间信息,静态动态数据数据,可视业务 化应用,管理 决策,操作,一 体 化 运 营 平 台,通过开放式的数据交换技术实现各系统之间的资源共享,3、我们对智能油田的理解,第,19 页,智能油田的实质,智能油田是油田信息化的通用模式,智能地下构造、圈闭、油气藏,智能井筒钻井、完井、试井、录井,智能地面设施、地貌、植被、河流、公路,智能经营ERP、SCM、电子商务,智能生产运营全油田一体化,3、我们对智能油田的理解,第,20 页,智能油田的特征,能够预测优化的油田,能够自动操控的油田,2,能够全面感知的油田,1,3,能够整合运营的油田,4,实时获取数据数据间实现集成提供共
13、享服务,操作自动处理流程自动执行数据自动分析,勘探开发一体化管控一体化地上地下一体化,分析现状预测趋势优化决策,3、我们对智能油田的理解,总,体,框,架,4、总体框架,中心数 据库,物探,作业化验油藏,净化集输,空间数据三维模型,开发 规范,制图,采集 规范,数据 字典,转换 规范,标准 体系,安全 体系,服务 安全,信息,网络,安全,2管1理,数据质量控制,网络,硬件设施,自控系统,视频监控,生产管理资产应用HSE管理二三维一体化,系统集成企业服务总线ESB,基础 设施,钻井 录井 测井,一体化 运营 平台,分析监测信息安全,两接口,规范大,体规范,系,安两全大,体,安全系物理 安全,应用与
14、辅助决策中心一（辅个助中运心行、展示、应急、决策）门户（统一入口、单点登录）辅助决策,井下三大测工试,程地质开发 生产,合决策,22 页,一个中心构建智能油田系统的应用与辅助决策中心，实现对油田各类信息的高度集中展 示、运营调度与管控一体化，以及应急会商与综合决策的功能。展示利用通讯、多媒体、大屏幕、仪表盘 等技术，综合展示信息运行支持实现管控一体化，辅助运营调度应急会商融合应急资源，支持应急指挥，提供 会商环境领导决策集成勘探、开发、生产信息，支持综,第,4、总体框架,两大体系：1、标准体系通用基础标准：基础性、全局性的标准和规范，包括本工程必须遵循的国际、国家以及行业规范，包括国际通用的W
15、ITSML、PRODML标准。数据层标准：数据模型标准，以及专业数据的采集和处理、质量控制、存储和 共享等规范。应用层标准：系统实施之前、实施过程中涉及的技术规范、产品标准，以及基 于该系统之上的系统配置、二次开发、系统测试、系统验收等相关方法和模板。本项目将制订统一技术规定，约束各个子系统的UI、功能、接口开发。基础设施层标准：支撑各个应用信息系统共享的基础设施相关的技术规范、产 品标准和管理规定。信息安全标准：信息和系统安全方面的技术、方法和规定。管理与服务规范：监控和运行管理，IT支持与服务的相关规定和方法。,第23 页,4、总体框架,两大体系：2、安全体系信息安全：考虑信息获取、存储、
16、传输的安全，本项目建设信息安全系统对数据 存储、传输进行控制，通过安全审计检查非法访问。服务安全：基于角色的服务分配，即必须具有相关权限的用户才能访问和获取到 该服务。网络安全：网络本身的防病毒、防攻击；生产网络与办公网络通讯的安全。物理安全：考虑机房、设备本身的安全管理。本项目采用集群容灾方式，在北京 建立应用和数据容灾中心。管理安全管理保障：配置相关管理团队，建立安全管理制度。控制保障：信息安全等级划分、安全运作控制与安全技术控制。技术保障：应用安全架构、信息安全服务架构及信息技术基础设施安全架构。,第24 页,4、总体框架,三大工程：1、基础设施软硬件配置及选型优化：调研目前的软硬件配置
17、情况，并密切切合未 来系统建设的软硬件支撑需求以及展示需求，配置并部署软硬件。网络集成：建设办公网络，以支撑未来智能油田的建设和运行；同时 确定办公网络与生产网络的安全连接方案。自控系统：腐蚀监控系统、以及数据采集、井场数据采集等自控系统 建设。视频监控系统：满足管道、场站、净化厂视频监控的需要。利用车牌识别和红外闯入报警技术实现电子执勤。采用射频卡跟踪保安工作区域和工作状态。,第25 页,4、总体框架,4、总体框架,26 页,工作量统计,勘探管理,油气集输,油气生产,井下作业,生产测试,地 质油 藏,油 藏 评价 管 理,物探,钻井,录井,测井试油,样品试验,统一数据模型,三大工程：2、数据
18、资源严格遵循Engergistics开放标准，兼容中石油EPDM勘探开发数据模型，借鉴APDM管道数据模型设计思想，覆盖勘探开发业务、支持全生命周期管理。,一体化平台（系统集成、数据校验、信息安全、二三维）,第 27 页,生产生管产理辅助决策,动态 产,储量 能,HSE管理职业健康管理 安全管理环境管理 生产应急指挥,可视化资产管理,动专态家分分析析系统 腐蚀监测,资产 管理,分析 监测 管理,生产 管理,油藏数值分析 油藏描述,泄漏监测 多相流模拟,管道完整性管理,生 开 井 钻 测 录 钻 试 分 储物 生产 发 位 井 井 井 采 油 析 量探 产 综 综 信 管 管 管 工 试 化 管
19、 建 管 预 合 合 息 理 理 理 程 采 验 理 跟 踪 设 理 警,工程建设管理,三大工程：3、一体化运营平台一体化运营平台知识库,4、一体化运营平台,整合数据,第 28 页,整合信息,整合系统,整合业务解决方案,数据模型面向业务对象，通过“开 发井”关联地层单元与技术系统，实现地面地下一体化数据对象的有 机联系通过自控集成，获取单井、区块的 生产信息、油质参数、单井温度压 力等信息，为开发动态分析提供数 据基础结合地质储量、目前产量、未开发 储量等开发、勘探信息，优化地面 管网系统,5、一体化运营平台,地上地下一体化关注的问题根据地下决定地上的观点，智能 油田从地上建设入手，必将走向
20、地下打破油田各专业横向分割的局面，建立面向决策、管理、操作的地 面地下一体化集成环境处理好智能油田与专业软件的关 系问题，将专业分析结果统一在 一个平台下，实现协同工作，使 之形成合力,勘探开发一体化、地面地下一体化、管控一体化,29 页,打破油田各专业横向分割的局面，建立面向决策、管理、操作的地面地 下一体化集成环境。,第,一体化运营,5、一体化运营平台,第,30 页,可视化三维GIS油田场景可视化 设备可视化设备信息展示 工艺流程展示,工作列表管理,流程管控,业务流程管理流程建模,系统集成统一认证,统一入口数据管理 服务管理,故障安全,系统安全,信息安全数据安全,一体化平台是一个承上启下的
21、平台，是连通基础设施和数字化应用的桥梁。一体化平台,集成GIS、三维可视化 和虚拟现实技术为数字化油田应用提 供基础的油田场景、设备设施、工艺流程 的三维可视化及空间分析能力。,数字油田系统内部 各子系统各模块各 功能之间以及与外 部系统之间，根据实际的业务流程和 工作流程，建立流,程关系。,按照统一数据模 型统一发布自控 系统实时数据、人工录入数据、历史数据提供统一的系统 入口和身份验证。,利用IT安全技术，对 系统使用的数据和系 统本身提供安全保障；并对可能出现的安全 攻击或隐患具备一定的防范能力。,5.1、一体化平台,地面三维 场景,装置细部,设施,采油井设备设备部件,地质构造,油气藏分
22、析,5.1、一体化平台,第31 页,二三维一体化,32,对场景进行了精细建模，达到仪表、阀门级别,精细建模、精细管理,5、一体化运营平台,第,33 页,特点功能丰富相互独立，数据冗余专有的编程架构不灵活，对变革反应慢数据真实性受到怀疑审计难度大较高的总所有成本TCO,以ERP为中心,特点重大的转变，围绕ERP软件设计 使用业务流程遗失很多关键需求传统的封闭架构不灵活，对变革反应慢是否达到了当初降低TCO的承诺 呢？,特点可配置的应用，支持所需的业务流 程功能丰富，符合行业标准开放式架构，即插即用可扩展的应用不需要专门的 客户化开发平台非常灵活被证明是可以有效降低TCO,开放式架构,Enterp
23、rise Service BusDatabase,App,App,App,时间,灵活的开放式架构传统,5.1、一体化平台,-,第34 页,管理资产状态跟踪设备启停机情况管理设备运行情况与实时数据库集成,-,与其他系统集成,财务管理空间地理信息GIS管理文档管理系统办公自动化系统等。,一体化 平台,卓越的集成能力SCADA/DCS/实时数据 库,5.1、一体化平台,条件数量,第35 页,观察的 复杂性,High,High,Low,Low,数据 历史,振动 热成像 声学,专业应 用程序,Aker GEKongsburg SKFNOV,DOF,数据 事件,一个可靠的DOF系统的关键需求 是：能够高效
24、地与其它一系列的系统进行集成，在任何时候只提供唯一版 本的油田相关信息。通过数据适配器（Adapter）和 面向服务的架构（SOA）组建，提供集成其它外部系统的标准的集成方案。,外部系统,集成框架,ERP,项目管理,GIS,工程系统流程控制系统,文件管理,JASAdapters,JASSpatial,Filenet,Oracle/SAP Adapters,MS Project/Primavera,完善的标准集成适配器,5.1、一体化平台,流程建模,36 页,流程改进及 版本升级,流程开发与 系统实现,业务流程执行,历史数据分析 及流程改进,流程监督及控制,业务分析,流程分析,业务人员参与,模
25、建 程流,流程开发,流 程 执 行,流,程,监,督,流,程,演,进,R1业务流 程管理,业务良机、节省资源，节约成本；优化绩效管理，均衡工作量分配，提高生产率；改变传统的手工流程和大量的纸张作业模式，提高企业效率，减少人为操作的风险性；使专业人员与 IT 技术人员能进行有效的沟通，及时地更新和修改业务规则；避免手动流程的混乱可能会造成的业务链的错 误，停顿和中断；大度幅度地节约了时间和成 本；加快决策过程，提高了油田企业的反应能力。,全面的业务流程管理BPM是各种业务环节整合的全面管理，实现了横跨多个过程复杂的流程整合，提供清楚的可 见的业务流程，能够根据业务环境的变化，推进人与人之间、人与系
26、统之间以及系统与系统之间 的整合及调整，快速处理业务规则或流程变动以适应瞬息万变的外部环境。目标及时响应业务环境变化，使企业能够及时获取,5.1、一体化平台,整个油田场景,全油田信息汇聚到一个三维油田场景中展示整个油田的总 体基本情况，显示地上 地下一体化整体模型。地面部分显示为地形影 像。可粗略的看到地上 道路、油田、行政单位、地面建设等的分布，地 下部分能够看到整个区 块的构造模型。,5.1、一体化平台,5.2、可视化资产管理,第38 页,基于可视化平台，直观、形象展示设备、设施及周边环境，实现设备的可 视化管理；设备维护工作的标准化和规范化，实现维修工作的移动化，提高设 备资产利用率,有
27、效地降低设备维护成本。特点：集成GIS和三维技术，直观、形象展示了设备、设施及周边环境，实现 了设备的可视化管理；与ERP系统的采购、库存集成，实现主要设备资产台帐的电子化，设备 维护工作的标准化和规范化；与自控系统集成，实现基于状态的预防性维护，提高设备资产利用率，有效地降低设备维护成本。,资产全生命周期管理,第39 页,设备设施及备品备 件全生命周期管理以设备资产台账为 基础，工单的提交、审批和执行为主 线优化业务流程，综 合安全管理、采购 管理、库存管理建立预防性维修机 制实现设备平稳、高 效的运行,周期结束,设计、施工,健康、安全、环保 维护运行,协同,聚合,标准化,智能 资产,全生命
28、周期,5.2、可视化资产管理,设备,结构。,第40 页,仪表,台账,库存,位置,位置：生成位置记录，跟踪位置上的设备。也用来建立层 次型或网络型系统。,仪表：定义跟踪设备和位置性能的仪表。,状态监测：定义设备或位置的监测点，指定报警上下限及超限 时要执行的相关工作。故障代码：定义故障代码，定义问题，原因，解决方案的层次,全面掌握设备台账、位置、仪表及库存信息设备：建立和存储设备编号和相关信息，例如：父子关系，位置，供应商，起停机状态，维护成本等。,5.2、可视化资产管理,在三维场景下直接查询设备信息,第41 页,5.2、可视化资产管理,第 42 页,工单管理包括设备检索和统计、设备信息展示、设
29、备图纸挂接、创建检修工单、工单处理 等功能。设创收 备建件统 与检信箱计 图修息（检 纸工展工索 挂单示单 接处理）,5.2、可视化资产管理,典型应用：操作培训按照企业操作 规程真实模拟石油 装备的操作流 程和使用方法可作为石油设 备操作培训的 课件节省培训成本，提高教学培训的可视化程 度，以便更好 更熟练的培训操作人员,5.2、可视化资产管理,系统全面、直观、快速的反映生产运行状况，监控油田生产全过程，提供 各类生产信息的查询、数据预警服务。实现日生产动态以及作业动态显示，本 年度油气日生产趋势、年累计生产趋势并能够和日计划趋势与年累计划趋势的 对比分析，累计数据以及日对比分析和与去年同期对
30、比分析。,第44 页,生产运行管理,生 产 总 况,生 产 运 行 调 度 指 挥,油 气 集 输 调 度 指 挥,钻 井 动 态,重 点 井 情 况,产 能 建 设,能 耗 管 理,综 合 展 示,视 频 监 控,5.3、生产运行管理,集成自控系统,第45 页,集成视频监控系统,5.3、生产运行管理,生产情况数字监测在三维场景中直观展示油田生产动态信息，监视各个关键环节的生产情况，展示各个站场工艺以及关键设备属性，重点井实时数据、实时曲线。,全面了解油田生产总况展示汇总的生产数据，可查看计划/实际产油量、日产油量、日产液量、生产曲线、原油动态（最大、安全、实际库容）、产销动态。,第 46 页
31、,第46 页,5.3、生产运行管理,智能移动巡检，提高工作效率基于智能移动终端，辅助工作人员制定计划、实时跟踪、反馈，减少作业点与办公室之间 的往返，实现作业流程化、标准化、智能化，摆脱在办公室填报作业信息的束缚，时刻在现场 进行有效监控，发现问题及时上报。智能巡检的优势物联网技术：无线射频技术及无线 传输技术相结合，实时性强；智能终端技术：文字、图像、视频 信息采集上报；支持脱机工作，断 点续传；3S技术：可实时掌握巡检轨迹；以 电子地图、三维场景呈现轨迹；智能预警技术：紧急情况和重大隐 智能移动巡检与传统方式的工作流程比较患报警，自动邮件、短信通知,第47 页,5.3、生产运行管理,智能化
32、巡检：与物联网、移动技术融合对于要巡检的设备，固定RFID标签；RFID可以提供精确地时间标签，保证巡检时间记录准确，数据同步。,第48 页,5.3、生产运行管理,智能化巡检：同时利用RFID和GIS技术，就可以巡检路线设计和监 管；若采用Active RFID 和无线AP通讯，还可以实现人员定位。,5.3、生产运行管理,扫描,第 50 页,智能化巡检：与物联网、移动技术融合通过可视化技术、物联网技术的充分结合，实现了设备设施的可视化管理和设备 运行数据的实时查询，为下一步实现移动可视办公和智能化管理提供了技术准备。,5.3、生产运行管理,5.3、生产运行管理,第 51 页,远程实时监控现场视
33、频数 据、监控数 据、日报数 据、现场资料及岩心图 片的实时回传远程实时查 看生产曲线、报表实现了远程 指挥、监控 作业,油水井动态监测与诊断,第52 页,在线对油水井状 况的实时描述根据油水井的动 态监测数据和测 试信息，运用三 维可视化技术，可以实现对任一 油水井在地下的 状况进行模拟根据智能化的故 障诊断手段，实 时地对油水井故 障情况作出判断，指导工作人员 进行维修,封井套,隔斜管 器,5.3、生产运行管理,生产预警面向油田公司主抓生产高管及调控中心，辅助进行油田开发生产 过程中异常情况的调度处理，促进油田开发高产、稳产，运行正常。,第53 页,生产预警,单井生产指标 监控,单井产量预警,区块产量监控,集输预警,异常原因分析,分单位工艺指标 公告分单位指标变化 公告预警值设置 指标异常作业区预警指标异常作业区 处理记录,异常井预警,异常井处理记录分作业区资料 录取情况查询资料录取异
