齐鲁石化研究院:创新出专利 专利创效益

　　[中国石油新闻中心2016-12-08]
　　作为中国第一个数字化规模化煤层气开发示范区，从数字气田到智慧气田，借助大数据推动企业发展方式的转变，让华北油田煤层气系统手握发展“金钥匙”，在国内煤层气行业披坚执锐，勇往直前。
　　11月24日的一场风雪，使山西煤层气分公司樊庄区块部分单井停井。以往，夜里远程启井是最难熬的工作，道路泥泞，举步维艰，车辆打滑无法行进，员工都是徒步上山启井保证产量，往往跑一口井就要花四五个小时。现在，作业区调度李国军只是轻点鼠标，足不出户就完成了全部故障井启停。
　　这一切，得益于华北油田信息化的充分应用。
　　科学建产
　　把气田“装进”计算机
　　地处莽莽太行山区的煤层气田，因环境恶劣，井站管理和人工巡井难度大，特别是道路泥泞或大雪封山时，操作员工无法进山及时启停。而且煤层气井不同于油井，需要连续稳定地排采，一旦停井时间长，采气井就会“奄奄一息”甚至报废；加之煤层气田对井口和管道的压力控制等级较为严格，这些因素使得煤层气田的建设注定与众不同。
　　华北油田公司作为煤层气行业开发的先导者，建设伊始，就考虑到山区气田的开发管理问题，在国内率先采用低成本可规模化推广的自动化控制技术，于沁水盆地南部建成了中国第一个数字化、规模化、智能化煤层气田示范工程。
　　在气田建设中，油田公司率先推行数字化管理，形成了以动态监控、平衡控制、安全调度为特色的具有自主知识产权的数字化监控技术，实现了生产操作自动化、运行管理网络化、动态分析智能化、领导决策辅助化等一系列管理提升。
　　把气田“装进”计算机，带来的是生产和管理效率的提升。管理数字化后，员工可在调度室远程启停井。如遇到停电等原因造成大面积停井时，还可以一键启井。计算机规避了生产中各种危险，节约了人力物力。目前，各个作业区生产井远程启停率达到95%以上，减少操作员工45%左右，节约了劳动成本，为扁平化管理提供了支撑。
　　此外，生产运行实现了可视化。员工可借助无线通信网络，实时调取煤层气井监控图像和生产数据，并自动形成报表上传至生产管理平台，提高了人员和设备的安全系数。
　　物联感知
　　让气田“智慧”运行
　　如果说数字化的煤层气田是建立在互联网技术基础上，是可以感知的气田，那么智慧气田则是数字气田的升级版，是建立在物联网技术基础上、能够自动操控的气田。
　　从中国第一个数字化规模化煤层气开发示范区的建立，历经5年，煤层气田数字化管理程度已经达到了数字化高级阶段。随着工业化和信息化融合进程的推进，油田公司提出了“构建智慧油田”的发展策略，决定建成具有煤层气特点和特色的物联化集成管理，逐步从实现井站自动化向气田建设智慧化的管理方式转变。
　　为此，山西煤层气系统遵循“资源配置集约化、工程节点全程化、井站管控智能化、设备使用跟踪化、事故风险预警化”的顶层设计，积极推进以物联网主线的智慧气田试点建设工作。由此，煤层气物联网总控平台应运而生。
　　总控平台作为煤层气智慧气田建设的重要组成部分，是以油田公司“工程云”为依托，以数据采集与监视控制系统为基础，有效整合煤层气系统勘探开发、作业施工、生产运行等10类数据信息共计6万余条，建起一套支持整体协调排采、智能决策以及生产系统全生命周期管理的智慧气田管控、应用平台，从而实现生产现场到调控中心立体化气田生产监控、运行、指挥模式。
　　总控平台的建成，规范了煤层气各分公司生产数据采集方式，实现了各项业务数据的统一存储和资源共享，为数据集中管理、后期分析应用提供了保障，为煤层气“大数据资源池”开发奠定了基础。
　　油田公司选取樊庄老区具有典型特征的30口煤层气井，开展智能排采试验，通过变频控制柜安装的智能排采模块和总控平台加载的“智能排采系统软件”，建立起以井底流压为核心、套压为辅的煤层气井智能排采控制流程，实现动液面的精细控制和工况预警及处置，保证了“连续、渐变、稳定、高效”的排采管控，大大提升了煤层气井生产管理水平。
　　另外，煤层气系统物联网示范区建设，选取山西煤层气分公司处理中心、11座集气站及242座煤层气井场，为其主要生产运行设备加装射频识别标签（RFID）328套，相应手持激光扫描仪和固定读写装置也同步配置完成。山西煤层气分公司所辖2242口煤层气井全部实现生产数据自动采集，256座井场实现24小时全天候视频监控，场站自动化覆盖率100%，通信成功率达到96%以上。
　　煤层气系统物联网的建成，打破专业部门及生产运营环节传统的单链条、单方向“串联”模式，实现多专业、多部门、实时在线的大规模协同，显著提高了管理效率，优化了劳动组织模式，实现了生产对象可视化、生产管理数字化、生产过程安全化、生产决策智能化。
　　经测算，煤层气公司每万吨产量用工数为11人，人均管理单井数相比一般油田高出5~9倍，既优化了人力资源配置，又提高了生产管理效率，为煤层气田的效益开发和提质增效创造了条件。
　　借力“大数据”
　　助力企业转型升级
　　面对山西煤层气生产点多、线长、面广的实际，如何利用大数据，将一串串数字变为煤层气上产的利器，成为研究人员思考的课题。为此，煤层气研究人员以完善的自动化系统为依托，对采集的数据进行挖掘应用，并与各个部门需求相结合，开发了单井动态分析等一系列生产管理、地质分析等软件，在海量信息中“掘金”，提高管理水平。
　　单井耗电一直是山西煤层气耗电的大头，如何利用数据分析降低用电量？研究人员对所有抽油机井的参数进行整理，以节能降耗为目标，利用统计分析工具进行单井能耗关键影响因素单一相关性分析，在不影响产量的前提下，对产水0.5立方米以下、动液面在煤层以下的单井采取间抽措