1、 項目背景介紹
該油田為國內第二大油田，礦產資源登記面積25.78萬平方公里,跨越5省區(qū)， 油田管理的7萬口油、氣、水井分布在37萬平方公里的鄂爾多斯盆地，涉及4?。▍^(qū)）、數(shù)十個市縣，各采油、采氣廠比較分散獨立，管理難度之大、企業(yè)成本之高可想而知。
為了降低企業(yè)成本、完善企業(yè)管理、提高企業(yè)在行業(yè)的競爭力，該油田成立了數(shù)字化建設項目組，利用采油工藝整體優(yōu)化技術、油藏管理技術、自動控制技術、計算機網絡技術、數(shù)據(jù)整合技術、數(shù)據(jù)共享與交換技術，結合油田特點，集成、整合現(xiàn)有的綜合資源，創(chuàng)新技術和管理理念，建立全油田統(tǒng)一的生產管理、綜合研究的數(shù)字化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)“同一平臺、信息共享、多級監(jiān)視、分散控制”，達到強化安全、過程監(jiān)控、節(jié)約人力資源和提高效益的目標。
2、 項目實施與應用情況詳細介紹
2.1項目的規(guī)劃
數(shù)字化油田項目采用面向SOA的服務的多層架構，系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)無縫集成，所有的生產數(shù)據(jù)完全由力控自動化軟件平臺采用分布式構架進行遠程匯總。以建設“油氣田生產運行管理系統(tǒng)”為樞紐，建立面向油氣田生產、科研、管理、經營的生產管理調度系統(tǒng)和信息資源共享平臺，做到油氣田生產管理指揮智能化、辦公自動化、管理信息化、信息資源網絡化、業(yè)務處理電子化以及決策科學信息化，實現(xiàn)油氣田生產管理的高度協(xié)調統(tǒng)一，把油氣田建設成為現(xiàn)代化的數(shù)字油氣田。
油田采氣廠與輸油處SCADA系統(tǒng)，先將采氣廠與輸油處的數(shù)據(jù)由各個分廠采集至西安某大廈信息中心，為生產與調度提供原始數(shù)據(jù)，同時給Google Earth電子地圖系統(tǒng)提供方便的數(shù)據(jù)接口。
2.2、系統(tǒng)網絡拓撲圖
2.2.1系統(tǒng)整體網絡圖
油田有多個采油廠每個采油廠的信息化程度千差萬別、使用的硬件設備和軟件也不相同。每個廠需要采集點數(shù)為6000/4000余點。數(shù)據(jù)的實時性、安全性、可靠性是油田數(shù)字化的基礎，為了建立安全可靠的數(shù)據(jù)平臺，在各分廠采用北京三維力控科技的監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl V6.1和力控科技自主知識產權的實時數(shù)據(jù)庫產品pSpace。ForceControl V6.1與pSpace可以很好的無縫集成，保證了數(shù)據(jù)的安全可靠。
該信息化項目將采用幾千套的監(jiān)控組態(tài)軟件作為基礎的油井、氣井、聯(lián)合站、集輸?shù)扔吞镪P鍵生產的數(shù)據(jù)采集與集成，力控企業(yè)實時數(shù)據(jù)庫pSpace作為海量數(shù)據(jù)管理平臺起到集中數(shù)據(jù)處理的作用，該項目完全是一個多層結構，多種軟件平臺、多種開發(fā)工具、多個廠家實施的特大型數(shù)字化項目，力控產品家族在該項目中作為基礎的自動化軟件平臺和數(shù)據(jù)中心平臺發(fā)揮了巨大的作用。
分廠信息處理舉例：
信息中心針對數(shù)據(jù)管理平臺配備兩臺冗余的服務器，在內網中運行，為確保網絡安全，專門配置一臺雙網卡服務器,一網口采集第三方軟件的數(shù)據(jù)，另一網口接入至VPN專網，力控ForceControl V6.1組態(tài)軟件以OPC方式采集第三方的數(shù)據(jù),將采集的數(shù)據(jù)一方面交由本地實時數(shù)據(jù)庫pSpace處理，另一方面通過力控的NetServer組件，供遠端力控實時數(shù)據(jù)庫pSpace快速訪問數(shù)據(jù)。各分廠需要采集的數(shù)據(jù)經力控分布式實時數(shù)據(jù)庫pSpace進行數(shù)據(jù)匯總后，統(tǒng)一送到面向SOA服務結構的管理系統(tǒng)中。
2.2.2采油（氣）廠網絡拓撲圖
2.3采油（氣）廠實施方案
油田的眾多采油（氣）廠，雖然信息化程度千差萬別、使用的硬件設備和軟件也不相同，但采用的網絡結構大體相似。下面以力控軟件在蘇里格油氣田的解決方案為例，詳述采油（氣）廠的方案實施。
2.3.1 現(xiàn)場系統(tǒng)現(xiàn)狀
由于油田油井負荷監(jiān)控的設備五花八門，各家產品的技術手段完全不一樣，油井負荷控制RTU里的的傳輸協(xié)議，通訊標準也無法做到統(tǒng)一，而該油田選用的廠家設備眾多，因此監(jiān)控組態(tài)軟件配合廠家實現(xiàn)的手段也各種各樣，對監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)廠家提出了集成的挑戰(zhàn)，而RTU存儲的負荷數(shù)據(jù)進到上位機監(jiān)控組態(tài)軟件后，各個廠家實現(xiàn)的手段也不一樣，有的用文件方式做存儲，有的采用關系數(shù)據(jù)庫做存儲，由于模式不一樣，比如常見的C/S、B/S網絡發(fā)布各家采用的開發(fā)模式都不一樣，同時廠家技術力量的參差不齊也為以后的系統(tǒng)維護帶來很多的隱患。由力控ForceControl V6.1作為統(tǒng)一的采集平臺進行內網web發(fā)布與數(shù)據(jù)傳輸，滿足了各類集成商統(tǒng)一部署的需要，對以后系統(tǒng)擴展和升級帶來了便利。
2.3.2力控解決方案
廠家的負荷管理的數(shù)據(jù)部分統(tǒng)一采用關系數(shù)據(jù)庫做存儲，自己控制和管理，自己實現(xiàn)WEB發(fā)布后，與力控ForceControl V6.1的發(fā)布功能進行集成發(fā)布，這樣的好處是廠家自己的監(jiān)控管理軟件出現(xiàn)問題的時候不會干擾到力控的軟件，方便后續(xù)改造和升級。
井場控制站現(xiàn)有PLC/RTU負責采集井場的數(shù)據(jù)，如壓力，流量，溫度等等，通過GPRS/電臺的方式往集氣站發(fā)送數(shù)據(jù)；集氣站裝有PC機，安裝擁有國內大量SCADA應用案例的力控組態(tài)軟件采集來自井場的數(shù)據(jù)，每一個集氣站大約采集50-60口井的數(shù)據(jù)，同時可以考慮在集氣站設置RTU采集單元，對一些集氣站的信號進行采集并上發(fā)；建造2-3座氣處理廠，通過光纖采集若干集氣站的數(shù)據(jù)，同時處理廠裝有DCS控制系統(tǒng)，采集本廠的數(shù)據(jù)；通過在輸油管道關鍵部位、油氣區(qū)重點路段和井場、井站安裝視頻監(jiān)控、設置電子視頻跟蹤鎖定及傳聲警示等電子遙控系統(tǒng)，實現(xiàn)異常情況自動報警，監(jiān)控出入油區(qū)的車輛、人員。在油氣廠調度中心建造一個生產調度中心，安裝具有很高性能的實時數(shù)據(jù)庫pSpace通過光纖采集集氣站的數(shù)據(jù)和氣處理廠以及來自管網的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)統(tǒng)一的管理。
廠級調度中心提供系統(tǒng)的全部功能，實現(xiàn)在調度中心通過計算機系統(tǒng)遠程監(jiān)控場站、天然氣輸配管網的運行情況，企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫pSpace5.0 Server作為SCADA實時服務器負責處理、存儲、管理從場站、輸配管網各遠程站點傳送來的實時數(shù)據(jù)，同時又為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)經壓縮處理后存放在pSpace5.0 Server歷史庫中，也可以通過pSpace5.0 ODBCRouter寫入關系型數(shù)據(jù)庫ORACLE中。SCADA實時數(shù)據(jù)服務器運行通信管理軟件，可完成與各遠程站點的通信鏈接、協(xié)議轉換、網絡管理等任務。
蘇里格氣田開發(fā)是長慶創(chuàng)新實施數(shù)字化的典型。實施數(shù)字化管理前人工巡井是3天1次，如今控制平臺可實現(xiàn)每5分鐘電子巡井一次，巡井頻率是人工巡井的800多倍。這個氣田將來生產規(guī)模達到200億立方米以上，建設的氣井和集氣站將分別達到上萬口、120座，數(shù)字化管理可將用工的目標控制在2000人以內。數(shù)字化給長慶人觀念帶來革命性變革，成為長慶油田實施低成本戰(zhàn)略、加快油氣田開發(fā)的驅動力。
3、數(shù)字化大油田的構建
3.1調度中心數(shù)據(jù)平臺
在其信息中心油田可采用企業(yè)級的實時、歷史數(shù)據(jù)庫，匯集各采油（氣）廠的數(shù)據(jù)，采用面向SOA的服務的多層架構軟件平臺，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)無縫集成，將超過眾多廠家的SI在統(tǒng)一平臺上進行開發(fā)、實施和部署。將所有廠區(qū)工藝畫面都進行了適合于WEB發(fā)布的形式重新組態(tài)，按地圖中不同的節(jié)點配置不同的INDEX.HTM文件，可以很直觀的從電子地圖訪問到某廠的某個站控系統(tǒng)當前的運行情況。
利用SOA架構的接口標準化、業(yè)務功能模塊化、跨平臺和重用性等優(yōu)點集成視頻系統(tǒng)實時遠程視頻監(jiān)控生產、生活區(qū)安全關鍵點狀態(tài)；安全異常、突發(fā)事件自動報警及應急指令調度處理；集成管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了物資供應部門從計劃到采購、庫存、消耗整個物流的管理過程，實現(xiàn)了采購業(yè)務與投資計劃、財務與成本、庫存等信息集成，提供油田所需各類物資管理報表，利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行全局性的統(tǒng)計分析計算，為領導提供決策支持。
3.2力控軟件與視頻系統(tǒng)的集成
與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行良好的集成，支持SCADA畫面如何與視頻畫面進行聯(lián)動，可以與數(shù)字視頻技術基于服務器端與客戶端方式的開放融合。
3.3力控軟件與GIS系統(tǒng)的集成
北京三維力控科技開發(fā)的ForceControl監(jiān)控軟件具有豐富的組件接口，軟件可通過GIS組件實現(xiàn)與GIS系統(tǒng)的無縫集成。GIS組件支持Mapinfo與ArcGIS的地圖文件格式，支持組件方式集成GIS-GPS的功能，利用腳本和VBA調用可充分互動。
根據(jù)輸油氣管網信息管理的實際情況，我們采用B/S模式和C/S模式相結合的技術開發(fā)方案。在數(shù)據(jù)管理、專業(yè)應用中采用C/S結構模式，其他辦公部門以及用戶則采用B/S結構（即瀏覽器方式），兩種結構共享同一數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。B/S結構是基于Internet/Intranet應用技術之上，通過Web Server調用應用程序，實現(xiàn)信息的錄入、修改、查詢、統(tǒng)計等操作。GIS利用數(shù)據(jù)的空間屬性，將地理信息和數(shù)據(jù)庫結合在一起，通過圖形、符號、顏色對網點分布、狀態(tài)等，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息進行反映，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化。
3.4力控軟件與ERP系統(tǒng)的集成
力控軟件“動態(tài)”數(shù)據(jù)源的設計保證了B/S和C/S等網絡模式的數(shù)據(jù)訪問，除了訪問自己的實時歷史數(shù)據(jù)庫，同步也支持SQL關系數(shù)據(jù)庫和國外大型實時歷史數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)的參數(shù)管理提供了參數(shù)的“動態(tài)”注冊，方便負載調度，歷史數(shù)據(jù)存儲歸檔支持數(shù)據(jù)定時存儲、條件存儲、變化壓縮存儲、趨勢壓縮存儲等多種技術，具備更強大的生產數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計功能，并且軟件具有豐富的數(shù)據(jù)接口方便的與ERP系統(tǒng)的集成。