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油田数字化建设中的问题分析

摘要:油田的数字化建设主要是在信息技术等高科技手段的加持下,采用地理信息数据、电子地图数据以及高分辨率的地理信息卫星来实现油田的勘探、开发、运输、销售的全流程作业,实现油田日常管理的高效与科学,同时在节省大量资源与成本的同时达到最高的经济效益。
油田数字化建设中的问题分析

一、前言

石油资源在当前的世界格局中占据了重要的战略地位,尤其是对于大国竞争来说,可以说是“得石油者得天下”。目前,我国科技水平的不断提高,促使综合国力和国际地位也在日益升高,形成工业化与信息化二者并重统一的格局,现代石油企业进行工业化和自动化的升级必然要经过数字化建设的道路。在目前的背景下,我国各大石油企业纷纷进行数字化的改革,不断提高创新改革的本领,全面落实和贯彻信息化、数字化建设的各类指标和要求,切实实现石油产量和产能的不断提高,完成石油利用率增长的目标,促进社会经济的发展,为人民生活水平的提高而做出应有的贡献。

二、践行油田数字化建设的时代背景

石油作为最常使用的化石能源之一,在各国的竞争中占据了重要地位。近年来,在中东地区由于石油而引发的争端无数,从中也可以看出在大国崛起的路上不可或缺的就是充足的能源和先进的能源勘探、挖掘技术。我国石油储量较为丰富,然而我国石油的开发和利用率和发达国家相比还是比较低的,并且由于近年来经济的快速增长,石油的过度开采和滥用也造成了一定的环境污染[1]。好在经过数十年的整治已经得到了一定的改善,并且石油行业也涌现出一系列以创新科技而闻名的企业,通过这些科技化、数字化油田建设工作的推进,我国石油产能不断提高的同时,对于石油企业的高效管理和运行也起到了很大的促进作用。目前,我国油田数字化建设主要的发力点还是在开发和利用高科技计算机平台上,以此来实现油田信息的收集和共享,而建设油田数字化则需要多种学科基础的知识,囊括了计算机和通信科学、管理学与地理科学等多个方面,所以进行油田数字化管理系统的搭建的困难程度可想而知。因此在目前,我国大部分油田的数字化建设工作依然还处于初级阶段,需要进行进一步的讨论和优化,从而实现更高效率的石油企业管理。

三、建设数字化油田管理系统的概念剖解

我国幅员辽阔,石油资源总量丰富,然而充足的总量能源背后却有着较为落后的开发和利用技术,导致我国石油能源的利用率偏低,还存在着一定程度的资源浪费现象,这些问题严重地制约了我国石油行业的未来发展。为解决这一疑难杂症,进行数字化油田的建设就显得尤为必要。建设数字化油田,能够很好地引导油田开采、管理工作走向自动化和现代化的方向,能够极大地提高对于石油开采和利用的效率[2]。此外,油田数字化建设还能够整合各类油田的数据资料,从而利用各类新型的计算机信息技术,比如大数据、云计算等,从而为石油企业未来的工作规划和发展方向提供可信度较高的数据支撑。在目前,我国石油企业的数字化建设依然还存在着许多问题,比如油田开采的位置非常分散,生产线过长等现实问题,阻碍了我国油田的数字化发展向前迈步,所以在未来的发展过程中,石油企业要格外重视对数字化和自动化石油管理与开采系统的搭建与完善,从而在确保产能进一步提高的基础上,实现石油企业更高的经济效益。

四、目前我国油田数字化建设存在的现实问题

(一)数据的传输具有一定的落后性和不稳定性

油田数字化建设的过程必然离不开对于海量数据信息的处理,那么在此过程中,传输第一手的数据到云端、终端处理器就需要使用大量的电缆和性能卓越的电子信息设备来进行信息的储存和交换,同时实现数据信息的采集、回收。然而在实际操作中,由于我国目前油田企业的数字化程度不是很高,也没有配备比较先进的各类仪器,所以技术设备上依然存在着缺陷,在传输数据的过程中经常出现信息数据遗失或者传输失常的现象,从而阻碍了数字化油田的建设和完善[3]。

(二)油田数字化建设中业务软件系统无法形成统一

我国石油行业发展较为迅速,然而由于缺乏统一性、强有力的管理,目前我国使用的油田开发、勘探的自动化软件种类比较多,各自所形成的参照和规范也有着不同的差异,所以在规模和质量上也存在着较大的差异,并且各个石油企业的内部工作人员长期使用自己的管理软件,就会形成思维定式,从而在接受新型软件操作的时间方面会造成一定的延长,在此情况下,各大油田企业需要共同商讨和研发出一套行之有效的,能够在全行业内进行通行的计算机管理系统。

(三)电子设备和仪器会导致电磁干扰现象

随着石油产业管理现代化脚步的迈进,许多电子元件和设备都被应用到实际操作中,为石油企业的管理带来许多便利,提高石油企业的经济收益。然而此类电子元件和设备在使用时必然会产生许多电磁干扰,如果多台仪器设备共同运行,那么产生的电磁量可能会导致彼此设备都会产生运行的问题,进而影响到石油企业的日常生产活动。

(四)石油企业中工作人员的综合素质参差不齐

作为石油企业近年来的发展重点,数字化建设一直是备受关注的对象,而进行油田的数字化建设不可或缺的不仅是良好的技术设备,更需要关注的是强大的人才战略,只有重视人才团队的建设,才能在未来的竞争中取得良好的领先地位。然而在目前的石油企业中,从业人员大多都对数字化技术非常不熟悉,甚至有一些文化水平较低的员工都无法掌握计算机的日常使用,而石油企业的管理理念和管理文化也都是较为还童和落后的,不利于油田数字化建设工作的进一步发展。所以对于石油企业来说,要着重将改革的力度放在建立全新的企业文化和组织架构方面,通过薪资激励机制等进行员工主观能动性的唤醒。此外,对于一些石油企业,尤其是规模较大的国企来说,由于运行机制已经很久没有进行过变动,所以员工都已经进入到“舒适圈”中,没有积极进取的思想,更容易导致员工总体素质的滑坡,影响到了油田企业现代化和数字化建设的进程。

五、提高油田数字化建设水平的举措与建议

(一)重视物联网技术对于数字化油田建设的推动作用

物联网技术能够对于数字化油田的建设起到很强的推动作用,这些推动功效首先就体现在利用远程设备来监控和采集数据的方面。物联网技术能够和远程监控设备进行联合,从而进行油田中石油勘探与开发等环节的数据综合处理,并采用运算程序,将指令下达到物联网覆盖区域下的所有数据监控系统中。此外,物联网技术还能够控制自动化的设备和装置,对于油田中油井内部的情况进行探查,从而完成对油井内部数据信息的收集。在建设数字化油田的过程中,诸多数据都要进行汇总,从而传达到油田企业的管理层手中,并进行相应的反馈,所以在重视物联网技术对于油田现代化、数字化建设的过程中,不能忽视对于远程监控设备和系统的建设[4]。

(二)优化升级油田数据信息传输光纤,提高数据传输效率和质量

由于当前石油企业中存在着数据传输异常等现象,石油管理企业也要重视对数据信息光纤的开发和应用。作为传输数据信息的纽带,光缆、光纤的质量可以说在油田数字化建设的工作中占据了至关重要的位置。而采用光传输材质的光纤、光缆来搭建数据传输网络,不仅能够实现高速的传输速度,最快可以达到10Gbps,带宽同样也非常理想,并且光传输材质本身没有导电性,那么电磁信号对其的影响就非常小,不会由于电磁信号的强弱而影响数据传输的工作效率。并且光传输材质的光纤使用寿命极长,性价比很高,相较传统的HDMI、VGA等材质,重量更轻,更加便捷,种种优势都能为油田数字化建设中数据传输的速度和安全提供了强有力的保障。

(三)推动油田井站配套技术和支持体系的建设

油田的数字化建设中,油田井站的配套支持技术与体系主要指的就是以单体油水井、原油加工处理站等配套设施共同组成的支撑体系,而这一套配套支持体系的主要动力来源于工业电网发电站输送的电力,用来完成抽取原油、为注水仪器进行供水。除火力发电站供应的电力之外,油田井站支持系统的能源来源还包括其中的清洁能源,如太阳能、风能等,在很大程度上也可以提供给油气井生产时所需要的电量。此外,油田井站的配套支持体系中也有自己独立的备用供电系统,能够在意外发生、出现断网情况时,快速切换到备用电路,采用备用的供电系统来保障意外发生阶段油田的平稳运行和生产,并保障远程监控数据系统、电子信息光缆传输网络等其他信息化、数字化设备都能处于正常的运行状态,成为整个数字化油田建设过程中的托底安全保障系统[5]。

(四)重视数字化建设中统一的数据汇总平台的构建与完善

当前,我国石油行业的诸多公司都采用的不同管理和数据软件系统,各类标准也不一而足,所以搭建一个同平台、同标准的数据汇总云端就显得尤为重要。随着油田信息化和数字化的升级,石油企业打通数据壁垒、形成统一的数据互联平台已经是大势所趋,在搭建统一数据平台时,并不意味着就要抛弃所有之前各个企业对于本单位信息化升级的投入,而是要充分加强对于数据的重构、处理能力,同时需要联合行业的各大龙头企业,编订统一的数据标准、数据字典,从而便于石油企业开展数据的挖掘、分析工作。搭建统一的数据互联平台必然意味着数据量的猛增,这也就对数据互联平台的及时处理能力提出了较高的要求,该平台就可以创新采用时下风靡的云计算和大数据技术,进行数据处理能力的大幅度提高。此外,针对能源型企业本身的特点,在搭建行业统一的数据互联平台时也需要注意对自身资产的梳理,尤其是对数据资产,要做到一一盘点。在数据盘点的方面,要明确本身企业数据资产的所有利益相关者,如数据的拥有者、生产者和受益者,通过列举表格的形式,来将本石油企业已经达成过业务记录的相关数据进行一一的清理,形成明确的资产数据清单。另外,针对数据清单上所体现的各类信息和价值,相关企业的管理人员要进行充分的评估、诊断,并保证对于数据的评估能够做到科学有效,从多个维度展开对数据资产的评估,如数据的准确性、安全性等,以此为基础实现对石油企业数据资产的实际价值的确定,从而与企业数字化油田建设发展战略进行相应的匹配,实现石油企业数字化管理的系统化、合理化。在完成详细的数据资产评估后,相关人员要有针对性地出台对于油田数据的治理报告和方案,针对油田生产的相关数据资产进行一定的清理,从而实现对于油田数据初步的核算与系统性的规划,进而更好地为油田数字化建设来服务。在完成以上步骤的石油企业数据整合后,数据共享平台的搭建才可以算得上是步入正轨,数据共享中心的核心框架初步构成。构建石油行业统一的数据共享中心需要遵循安全、标准、统一、共享的原则,而对于一般的中小型企业来说,在加入数据共享平台前,一定要将自身业务中的相关数据进行一定的清理,并在实现自身企业的数字化建设达到一定目标后,再来进行行业统一数据中心的接入,不得为了实现数据共享而盲目跟风,使得自身的油田数据化建设工作仓促了事。与此同时,作为全体行业各大企业都进行数据共享的平台,一定要保证其数据的安全性,对于系统管理人员的选择也要进行综合全面的考核,并设置多种独立的密钥,避免出现数据安全上的漏洞,从而影响到整体行业数字化建设的进展。

(五)提高石油企业内部员工的数字化专业知识培训,提高员工对数字化建设的认识

石油企业想要真正实现数字化建设,不仅在于充足的外部条件,诸如过硬的专业设备,更在于对于石油企业数字化人才团队的建设。所以石油企业要加强对员工的数字化方面的能力培养和训练,拓宽石油企业员工的数字化管理视角和眼界,从而提高员工进行数字化油田建设的能力。而针对石油企业内部员工综合素质参差不齐的现象,石油企业的管理部门也要分批次组织对员工的专业知识和技能的培训,并开展相应的讲座,采取一定的奖惩措施,将员工对于数字化建设的认识纳入员工考核机制,以制度的力量保障数字化建设能够收获一大批人力的基础,从而在逐步提升员工数字化技能与认知的同时,促进油田数字化建设的举措真正落到实处,达到长远的发展目标。

(六)重视信息技术在数字化油田建设工作中的优异表现

我国信息化技术已经在全球取得领先地位,开展数字化油田的建设事业必然离不开对于信息化技术的正确采纳和应用。信息化技术不仅能够促进石油勘探点精确度的提高,还能够为各项油田管理工作提供支持和帮助,促进数字化油田的建设目标早日达成。目前油田数字化建设工作中采取信息技术可以集中在石油采集的领域,以此来提高开采石油资源的效率和开采的质量。应用信息技术,对于石油数字化建设工作来说,能够有效地对石油储藏点的地质和水文条件进行清晰的勘探,这一过程中可以采用无人机、机器人等设备来进行人力无法到达的区域的勘测。并且信息技术也可以在计算机上对石油开采的实际情况进行模拟,主要是依靠由无人机、高精度摄像头等现代化信息设备的帮助下所勘测到的诸多信息数据,从而在计算机三维建模系统中进行本段地质条件的三维建模,并创造出石油勘探的相应条件,模拟石油开采的情况,这样即便是在地形、地质条件复杂的地区,也能够通过信息模拟技术来实现勘探情况的预测,进而帮助石油企业的决策部门来明确开采的难易度、开采的成本预估等,为企业创造更多的利润空间。此外,要想信息技术能够在石油开采的方面深入发展和应用,还需要进行深层组织架构的搭建和规划。

首先在数据框架的首层要保证现场石油开采信息的基础数据能够得以保存,并保留原始的石油油井等数据的测量,以此来准确分析开采工作可能后续会受到哪些方面的影响。第二层则是归类为源数据库,在第二层中保管和分类来自于不同方面的数据信息,确保数据信息的合理和真实。信息数据架构的第三层则是数据处理层,要负责对源数据库和基础数据进行综合的处理,从而将处理的初始结果反馈给终端服务器。第四层则要是专题环节,要根据不同学科的特点来进行实际数据信息内容的呈现,从而结合不同领域的专业特点进行全面的剖析。数据架构的第五层是最关键的一层,也是数字化油田信息技术系统的核心,在这一层级中,要综合运用遥感设备和高科技装置反馈来的第一手资料和情况,进行开采过程中油井的数据建模,从而为数字化油田建设提供可靠的数据支撑,并为后续油田开采工作进行准确的预估,在避免安全事故的基础上,为石油企业的精细化、高效化、数字化发展提供动能。

(七)加强领导干部对于数字化建设的示范和带头作用

从实践经验可知,油田数字化的建设工作所需要的专业知识非常强,并且还涉及到多学科的交叉背景,包含从石油的勘探开采再到开发、利用和销售等全过程的行业体系建设,所以仅仅是从各个部门的角度来进行数字化油田建设工作的推进,显然是力度不够的。这也就要求石油企业的领导干部要以身作则,以自己的实际行动作为表率,积极投身于油田数字化建设的工作中来,推动石油企业各个部门之间的协作与沟通,协调好各个部门之间的关系,当部门之间出现矛盾时要进行积极的解决,并对资源进行合理、科学的分配,如果在数字化油田建设过程中出现的困难,则要听取相关领域专家的意见,将困难变为任务,进行阶段性目标的细分,并将工作任务合理分配给专业的运作部门来完成,以此来统筹油田数字化建设工作的发展,推动石油企业、石油行业的现代化进程。

六、结语

综上所述,石油作为现代社会中最为重要的能源之一,在现实生活中处处可见石油技术的影子,可以说人民群众的现代化生活离不开石油及石油制品,从汽车的燃料再到穿着的衣服,每一样物品都凝聚着石油人艰苦奋斗的汗水。近年来,我国石油行业取得了一定的发展,在数字化油田建设的方面也有了一定的成果,但是和发达国家的油田管理水平相比还存在着一定的差距,作为新中国王进喜精神的传承者,石油人要发扬敢想、敢做、敢超的精神,审视自身问题,做好对标找差,应用新型计算机技术,如互联网通信、大数据、云计算、物联网等炙手可热的新型科技,不断改革创新油田生产模式,大力提高油田生产和开发的效率,为我国石油事业的发展和人民群众蒸蒸日上的生活做出石油人应有的贡献。

参考文献

[1]艾鹏.物联网技术提高刘官庄油田数字化水平的应用路径研究[J].电子技术与软件工程,2021,(17):5-6.

[2]王磊.Zigbee无线传输技术在油田数字化建设中的应用探讨[J].中国设备工程,2019,(20):231-232.

[3]王海涛.油田数字化发展趋势及仪表在油田生产节能中的应用[J].石油石化节能,2019,9(09):38-40+11.

[4]卢怀宝,管尊友.基于油气生产物联网的“油田智能化管理体系”建设[J].中国石油企业,2019,(03):51-57+4.

[5]杨春龙.加热炉完整性管理平台在油田数字化建设中的应用探讨[J].化学工程与装备,2018,(09):102-104.

作者:吴迪 单位:大庆油田有限责任公司第五采油厂

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