數字化油田 - 力控數字化油田解決方案
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監控組態軟件forcecontrol作為基礎的油井、氣井、聯合站、集輸等油田關鍵生產的數據采集與集成平臺，力控企業實時數據庫pspace作為海量數據管理平臺起到集中數據處理的作用。信息中心針對數據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據，另一網口接入至vpn專網。力控forcecontrol組態軟件以opc方式采集第三方的數據,將采集的數據一方面交由本地實時數據庫pspace處理，另一方面通過力控的netserver組件，供遠端力控實時數據庫pspace快速訪問數據。各分廠需要采集的數據經力控分布式實時數據庫pspace進行數據匯總后，統一送到面向soa服務結構的管理系統中。
廠級調度中心提供系統的全部功能，實現在調度中心通過計算機系統遠程監控場站、天然氣輸配管網的運行情況。企業級實時數據庫pspace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據，同時又為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。歷史數據經壓縮處理后存放在歷史庫中，也可以通過 pspace寫入關系型數據庫oracle中。
2.3 力控在采油（氣）廠的解決方案
2.3 力控在采油（氣）廠的解決方案
（1） 井場控制站現有rtu負責采集井場的數據，如壓力，流量，溫度等等，通過gprs/電臺的方式往集氣站發送數據。
（2） 集氣站裝有pc機，安裝力控組態軟件，采集來自井場的數據，同時在集氣站設置rtu采集單元，將一些集氣站的信號進行采集并上發。
1、 數字化油田介紹
隨著一些油田逐步進入石油開采后期，如何提石油采收率、降低人力成本，已成為油田為迫切的需求。我國各大油田已將“數字化油田建設”和“兩次開發、三次采油和水注挖潛”等技術，作為當前發展的首要任務。
1.1 數字化油田概念
數字油田一般可以描述為：是以油田為研究對象，以計算機和速網絡為載體，以空間坐標信息為參考，將油田的生產和管理的多種數據進行度融合。在建立油田生產和管理流程各種優化模型的基礎上，利用仿真和虛擬等技術對數據進行多維可視化表達，實現橫向上涵蓋整個油田地域，縱向上油田從地面到地下的多層次信息定位，提油田總體信息分析能力，以支持油田的勘探和開發等關鍵業務深入需要。從總體上輔助油田經營管理的決策分析，進一步挖掘各個環節的潛在的價值，為油田企業可持續發展創造良好信息支撐環境。
數字化在信息化整體架構上是生產的前端，以井、站、管線等基本單元的生產過程監控為主，完成數據的采集、過程監控、動態分析，發現問題、解決問題維持正常生產。與其他系統建立統一的數據接口，實現數據的共享，以生產過程管理為主的信息系統，是油田信息系統功能的延伸和擴充。所有管理子系統的建設主要為監管、分析、優化、更新實際生產相關的各個環節工作，達到效智能化的企業化管理目標。油田數字化管理流程包括數據采集系統、井站監控平臺、廠、作業區生產管理平臺，其框架圖如下：
1.2 油田數字化建設應用前景
目前油田采油區范圍大，油井地點分散，數量多，抽油機都在野外工作，數據的提取是依靠人工手抄，帶來的工作繁瑣，工作量大。而且數據不能得到很好的集中統一管理，對設備運行情況不能及時檢測、記錄和統計，巡視、維修檢修也相對困難，浪費大量的人力和物力。多數采油單位只能從保障設備能正常運行角度 對油井進行管理，沒有對油田能源的使用進行精益管理，利用率低。
數字油田是油田企業生產、科研、管理和決策的綜合基礎信息平臺。它將對油田信息化建設起著統領和導向的作用。數字油田已經表現出廣闊的應用前景：
（1）數字油田建設可以大幅度提油田勘探開發研究和輔助決策水平，促進油田的可持續發展；
（2）數字油田建設可以優化生產流程，大幅度提升油田生產運行質量；
（3）數字油田建設可以促進油田改革的進一步深化，提油田經營管理水平。
2、 數字化油田建設
2.1、項目的規劃
數字化油田項目采用面向soa的服務多層架構，該系統與地理信息系統、視頻系統、管理信息系統無縫集成，所有的生產數據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”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、業務處理電子化以及決策科學信息化，實現油氣田生產管理的度協調統一，把油氣田建設成為現代化的數字油氣田。
油田采氣廠與輸油處scada系統，先將采氣廠與輸油處的數據由各個分廠采集至信息中心，為生產與調度提供原始數據,在信息中心采用企業級的實時、歷史數據庫，匯集各采油（氣）廠的數據，同時與地理信息系統、視頻系統、管理信息系統無縫集成，將過眾多廠家的si在統一平臺上進行開發、實施和部署。將所有廠區工藝畫面都進行了整合發布，通過web瀏覽器即可訪問到某廠的某個站控系統具體運行情況。
2.2、力控在數字油田的整體設計方案
監控組態軟件forcecontrol作為基礎的油井、氣井、聯合站、集輸等油田關鍵生產的數據采集與集成平臺，力控企業實時數據庫pspace作為海量數據管理平臺起到集中數據處理的作用。信息中心針對數據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據，另一網口接入至vpn專網。力控forcecontrol組態軟件以opc方式采集第三方的數據,將采集的數據一方面交由本地實時數據庫pspace處理，另一方面通過力控的netserver組件，供遠端力控實時數據庫pspace快速訪問數據。各分廠需要采集的數據經力控分布式實時數據庫pspace進行數據匯總后，統一送到面向soa服務結構的管理系統中。
廠級調度中心提供系統的全部功能，實現在調度中心通過計算機系統遠程監控場站、天然氣輸配管網的運行情況。企業級實時數據庫pspace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據，同時又為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。歷史數據經壓縮處理后存放在歷史庫中，也可以通過 pspace寫入關系型數據庫oracle中。
（1） 井場控制站現有rtu負責采集井場的數據，如壓力，流量，溫度等等，通過gprs/電臺的方式往集氣站發送數據。
（2） 集氣站裝有pc機，安裝力控組態軟件，采集來自井場的數據，同時在集氣站設置rtu采集單元，將一些集氣站的信號進行采集并上發。
（3） 建造2-3座天然氣處理廠，通過光纖采集若干集氣站的數據，同時處理廠裝有dcs控制系統，采集本廠的數據。
（4） 通過在輸油管道關鍵部位、油氣區重點路段和井場、井站安裝視頻監控、設置電子視頻跟蹤鎖定及傳聲警示等電子遙控系統，實現異常情況自動報警，監控出入油區的車輛、人員。
（5） 在油氣廠調度中心，安裝具有很性能的實時數據庫pspace，通過光纖采集集氣站的數據和天然氣處理廠以及來自管網的數據，實現統一的管理。
2.4 調度中心數據平臺
在數字化油田建設中，力控企業級的實時歷史數據庫pspace為核心，匯集各采油（氣）廠的數據，將過20家的si在統一平臺上進行開發、實施和部署。將所有廠區工藝畫面都進行了適合于web發布的形式重新組態，可以很直觀的從電子地圖訪問到某廠的某個站控系統當前的運行情況。
企業級實時歷史數據庫pspace，可以滿足數字化油田的實時數據集成和海量的歷史數據存儲需求，其大百萬點的應用規模、30萬次/秒的數據點并發寫入速度、15萬點/秒的查詢速度、先進強大的壓縮算法達到40：1的數據壓縮比。數據庫服務器支持windows、unix、linux等操作系統，并且支持數據冗余備份，極大提了數據的安全性和數據處理效率。
力控企業級實時歷史數據庫是一個具有標準接口的、可二次開發的平臺。其能完成來自dcs、fcs、rtu、流量計算儀、流量計算機及其他各種具有或不具有標準通訊接口的控制系統的實時數據，并且實現采集、存儲、壓縮等功能，以及對實時數據和歷史數據的檢索、統計、分析、建模，并進行曲線、圖表顯示。可以實現流程性工業中典型的應用功能，如工藝流程圖展現、歷史曲線分析、歷史報警分析、報表管理等。同時，該數據庫能為其他管理軟件提供效的數據接口，也可以將整理后的數據通過pspace直接寫入關系數據庫，實現數據與其他管理軟件的雙向通訊。
3、數字油田系統功能
3.1、生產監控
采集自噴井、抽油機井、電潛泵井、螺桿泵井、注水井、配水間、注水站、油水集輸管網、增壓站、轉油站、集輸站、罐區等生產場所裝置的實時生產數據，包括壓力、溫度、流量、液位、電流、電壓、轉速、功率、載荷、沖程、沖次等運行參數數據。并且包括油井的示功圖計量數據，將增壓站、注水井、接轉站、聯合站等以力控油汽版本軟件制作好的工藝畫面文件拷貝至數字化平臺的工程文件夾中進行快速編譯，可達到快速組態的目的，做到管理平臺與站控的畫面度統一，實現生產實時、智能監控 。
圖形化界面完成后即可由pspace web server進行頁面的發布，具有相關權限的操作人員可以通過ie瀏覽器實時查看、控制等。
3．2、視頻監控
根據每個井場的井口數量的不同，設置不同套數的視頻監控設備，以實現對整個井場的實時監控。每套視頻監控設備可以對多個固定位置的預制拍攝或取證拍攝，同時具備智能物體行為分析功能，實現對井場的周界報警、非法闖入等事件進行報警并進行廣播提示。實時提醒操作人員，操作人員可以根據報警的情況通過手動操作攝像機進行近距離，清晰取證錄像，同時也可以實現自動觸發遠程錄像功能。
智能分析視頻服務器占用單臺服務器，可實現安全防衛功能，有人員進入井場時，在增壓點語音報警，自動變大井場畫面，自動拍照、存儲。增壓點（作業區）值班人員通過變焦操作，對進入井場人員進行識別。通過語音通道播放音頻警示文件（或通過麥克風遠程語音警示）。通過服務器軟件配置使之進行web發布，可以通過b/s模式進行畫面切換。
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