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华北油田"智慧油田"建设研究
.王爱民徐喜庆马丽梅
摘要:为加快国有大型企业信息化进程，实现华北油田智慧油田的发展
目标，本文从华北油田实际出发，研究部署"智慧油田"整体架构和相配套
的技术体系，规划整合各类优势资源，应用新一代信息技术，建设统一的集
成信息管理平台，两个智慧油田示范区的应用示范，达到支持科学决策、业
务协同和生产优化运行，并最终实现华北油田的智能化、科学化的管理，全
面提升华北油田的整体管理水平和经济效益。
关键词:智慧油田;下一代互联网;云计算;物联网
一、概况
"十五"以来，中国石油华北油田公司持续加大信
息化建设投入和推进力度，有效提升了各项业务的生产
经营管理水平，积累了许多宝贵经验。但是，与国际先
进水平相比还有较大差距，主要表现在:数据管理过于
分散，管理机制不统一，在总体上缺乏统一设计、统)
标准;信息资源不能全面共享，信息一体化程度不高，
影响了油田生产运行效率;应用系统重复建设较多且不
成规模，集成化程度低、可重用性差、难以升级改造和
集成等问题，不利于形成规模优势。
华北油田在"十二五"信息化总体规划中将"智慧
油田"作为企业信息化建设的核心，围绕这一目标推进
信息系统深入应用，支持科学决策、业务协同和生产优
化运行;推进物联网系统建设，实现信息化与自动化有
放集成;利用云计算等新技术，建设功能完备、节能环
保的绿色数据中心;推进移动应用系统建设，满足随时
随地的办公需求;构建信息安全体系，确保信息系统和
数据安全。
二、建设规划
(一)建设目标。以"智慧油田"建设为出发点，
优化信息资源高效配置，统筹信息、规划部署，积极稳妥
的推进信息化建设，到"十二五"末实现"三个基础、
一个平台、两个示范"的建设目标。
三个基础:绿色智能数据中心建设，建立以云计
算和云存储为特征的数据中，趴下一代互联网构建，以
IPv6为核心的接入网、城域网、广域网的构建和改造;
泛在感知设备和数字员工的研发，支持IPv6的前端感知
设备和数字员工的筛选、改造、研发及规模应用。
120 信息系统℃程 I
一个平台:基于顶层设计，整合各类优势资源，利
用IPv6、物联网、云计算、虚拟存储等技术搭建智慧油
(气)田一体化协同工作的科学辅助决策平台，实现生
产经营管理科学化、智能化。
两个示范:二连高寒地区智慧油田示范基地，实现
智能巡检、自动感知、数据融合。探索建立元人值守、
全天监控、组织运维、安全平稳、层级简化的高寒油田
管理新模式。山西煤层气清洁能源示范基地，泛在感
知、整体协调排采、全过程实时监控、云端再现智能支
持。实现生产系统全生命周期管理，创建煤、气的梯级
开发、煤矿安全生产、大气环境友好的新型发展模式。
(二)需求分析。华北油田信息化建设的总体需求
主要包括:提升和完善已有信息系统，更好地支持业务
运作;建设协同信息系统，实现信息系统对业务的全面
支持;深化信息系统应用，建设统一的集成信息管理平
台;开展信息系统集成工作，更好地为决策支持服务;
研究和应用下一代互联网、物联网、云技术等新兴技
术，保持信息化先进水平:完善信息标准规范，加强信
息安全建设;推进三级运行维护体系建设，提高信息系
统运行维护能力。
(三)实施方案。围绕华北油田"智慧油田"建设
目标，充分应用现代信息技术，加强信息基础设施建设
和生产自动化建设，完善数据管理和共享应用体系，实
施勘探开发数据建设和应用系统建设，对数据资源和信
息系统进行一体化整合，建立集生产管理、经营管理及
辅助决策为→体的集成应用系统，形成规范合理的业务
流程和数据流程。主要实施以下内容:
云中心和网络:对华北油田接入网、城域网和广域
网进行IPv6化改造，实现与IPv4网络的共存和互通，并
为两个示范区的实时生产数据和历史数据建立云中心，
供各类j也用和各级用户挖掘和l使用。
泛在感失u设备的筛选、改造和研发:终端IPv6化 ，
丽向 RTU和传感设备的IPv6!日网协议、协议战及完整设
备;业务平台lPv6化 IDC 、 DNS ， Web的lPv6过被;
选择适用的泛在感知设备，制定JtlPv6化 l攻造方案并实
施改选。 完成泛在感知|设备在两个示范区的部署应用 '['J
点20000个。
数字员 r的研发:基于下一代互联网、物联网和二
计算技术.研制与员 ι身份互为嵌入的移动科能终端。
实现员 T的事 lìíT培训 11 、作业优化、白我评定.侦且能够
实时获得明确的生产指怀指令，并能够对操作过程迸行
完整记录。
实时生产JI~I控及操作系统:在IU西煤层气田建成支
持IPv6、兼容IPv4的煤层气田智慧化生产ìYliJ控平台实现煤
层气智能技术平台-r的决策支持和l生产设备的全生命周期
管理。 下-代互联网技术与智能巡检、自动感知、数据融
合技术融合，在二连ilJJ 1到建成实现整个生产过程的信号采
集、控制 、 传输和应用的数据盹控与管理的高寒对1111莉'慧
平台。 探索建设组织运维 、 层级简化的高寒油田管理新艘
式，实现71J1 田管理系统可辑、优质、高效运行。
(问)实施方案。 科~ill1 阳具有对油田的全方位泛
征感知l的能力，并融合了下一代互联网、物联网、去计
算等新一代信息技术，实现把握生产动态、顶测变化趋
势 、 优化讪 IB管理、辅助指导决策的功能，并最终推动
油 111企业提高新增储氓、产盐和采收率，全而实现不|学
决策、卓越运背和安全生产，达到业务和收益的可持续
增长 「 智慧油田的IT实现框架如下:
智慧油田建设内容
"智慧油田"主要而向 11H气 H~ 的生产全过程，管理，
贯穿勘探勺生产li个主要业务"讪气资说勘探"、 "汕
藏评价"、 "油气 H~开发建设"和"油气生产"的全过
程.实现业务领域内业务活动的有机集成。 "智慧油
田"建设可以划分为实时生产监控与内动 、 事件管理与
远程操作 、 集成与协作、预测与优化四个层次。 其中监
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控与向动!丢面主要 :H泛征感知l设备和1数字Jj1 L实现实时'
数据来集、向动化控制 、 辅助管理军功能，是'培个"于ll
ZZ油 B I" 建设的基础;事件管用勺远程操作Ji而主要通
过实fH 生产llE控及操作系统实现实n'J数据的管理和l分
析、 -'lï件管J!I~、远程监控等功能，将改变-7111气 1 \-1生产何
理方式，将前方分散、多级的节控方式，转变为后方唯
产指挥中心的集中管控.优化一线员 1气布}pJ; 集成 l tj协
作QI由主县通过协同仁作平台实现协作环境、收务流程
和工作流的集戚、 集成的数据管用平台等功能 . 将基本
实现11ll气旧的;顶ì~~与优化层面主要包tl~)(.J 子 ')T件的顶
测，以及油气资产的优化，曰石E]li {Jè化的节:PI!j甘l气资
1lJi、，提高油气 1 1:1的最终采收率。 FI引为丰? ~~rlh IJ 1统~平
台基本架构:
通过去计算 、 物联网、虚拟化寄:新技术应川佳设，
初步搭建绿色数据中心的基本框架，建i盘和应m实时牛
产监投及操作系统，实现jf:场数据的向功化采集和传
输，提高数据内动化采集率和对生产动态分析和优化功
能;并与油气生产物联网系统ill行集成，实现对采油采
[程和地丽|二程的生产运行管用以及设备管到!，提高
生产效率.优化汕气开采和1集输生产流丰唁电提高采 irtl 与
地面了程的生产管理水平，提高油气|刊产量
改变原来井一计lsI站一联合站一〔区一采1111厂的五
级管理模式为井、站、工区一采irtJ厂的两级管理模式，
实现真正的扁平化管理。 TI豆级直接管理到井 、 站，实
时采集、监控井、站的生产数据初现场的况， 11撞调度
员工的 l~作，指导员 UJ甘现场操作;厂级监控rl'心也同
时采集、 监控井、站的生产数据和现场悄况.监i寺仁医
级操作中心的管理活动。 必要时1]:接指导下 I)S:级管Jln人
员的t作或在特妹情况直接指令现场 L作人员的操
作。
(五)实施效果预测 。 华北油田智慧 1\11 山建设可
带来的效果: 一是叮实现感知l技术的突破。 边过对下一
代互联网技术、物联网技术、智能传感器和嵌入式软件
<<< 1NFORMATION TECHNOLOGY 信患住建设
技术的研究开发，实现真正意义上的全面感知、可管可
控。二是可实瑛处理技术上的突破。通过建设具有开放
性、兼容性的公共平台，实瑛数据采控、智能巡井、数
据发布、动态分析、油藏评份、抢险指挥;实现员工状
态数字化管控:实理机、杆、管、泵、表和信息惑知设
备的全生命周黯管理。三是可实现南络技术约突疆。通
过云计算、物联网、下一代互联网技术的应用，创造有
线、无线、天地一体，技术创新统一，全面韭务勤合，
安全泛在的高带宽、高质量、高稳定的新一代信息承载
肉络;西是为实现管理方式的转变奠定基础。通过油井
监控、产能分析，实现对油田生产设备、设疆的远程实
时监控管理;通过油藏分析实现对油藏开发进茧的监
控，快速调整;使黑人工智能技术实理生产动态统化;
科用协同工作环境，实现跨专业协作，提高决策效率，
实现无人值守、全天监控、组织运维、重点巡视、安全
平稳、层级简佳的薪型油田管理模式。
四、远景预测
华北油田信息化建设从"数字化油围"迈向"智慧
洁自"是一个由量变到质变的演进。与数字油田所侧重
于数据收集不同，它更加翻重于数据的整理和深度应用
的发握，形成由"数据"到"知识"的转变，以这些知
识为基础，对油田生产决策进行辅助和捂导。从商优化
传统工艺流程，实现了静态茧i动态、人工到智能、简单
{上接143芙)
( 4 )工艺流程:打注浆锚杆跟;将锚杆插入孔
内，用锚头倒京u固定:喽浆封堵孔口;
接注浆管:开泵，适当如大水玻璃流量;逐渐增
压，民时降能水君主璃流量c
七、结论
( 1 )根据薄板理论计算3511工作西初次来压老京
来压能距离，确定沿空巷道超前控制的距离出及采取的
措施，为此痒低了该工作画发生冲击地压的系数，保证
该工作菌}I员利回采，具有较大的经济效益和社会褂值c
(2) 通过对3509工作面矿压观测资料的分析，确
定对沿空顾槽进行鲸压和撞工注浆锚杆，大大降{ij;了冲
击地压对沿空}I要槽的影响，保证了沿空细转载机、皮带
挺有足够的安全空间，为设备的正常拉移和安全生产创
造了有利条件c
( 3 )采用工作雷顶摄直接爆摄和采空区深孔强制
122 信忌、系绞一τ程 i
到深入、被动至lj主动的跨越。它具有对油田的全方位感
知能力，实现把握生产动态、颈酣变化趋势、优先袖自
管理、辅助指导决策的功能，并最终推动油型企盘提高
薪增储量、产量霜采校率，达到业务和较益的可持结增
长，改变现行的生产管理方式，为生产经营管理提供科
学高效剖决策支持手段。
未来通过在中石油各大油气田的推广应用，将实现
面向业务优住的集中统一信息平台，整体提升信息系统
功能，提高系统集成度，深化系统应用，挺进数据中心整
合，持续完善信息基黯设施和安全体系建设，显著提高决
策支持层、经营管理层和生产运行层信息化应用水平，满
足新油田的扩展产能需求，使我国石油行业信患化水平继
续保持国内领先，达到国际同类企业先进水平ε
智慧洁自建设在同行业中撞广前景广阔。到
"十二五"末，如果示范项目的应建成果推广到全国四
个大型油气罚，那么智慧油田每年结石油行盘带来的经
济效益接近1000纪元。 盹
( f乍者单位:王爱民，现任华北油画通信公司计髦
经营部;徐喜庆，华立油画华噩综合服务处;马哥哥梅，
华北浩田遥售公司霸剩总结)
放顶爆蔽的方法，为我矿区同一水平开采杜绝冲击地压
积累了很好的经验，也为类似地质条件的开采提供了技
术保证和科学的薇据。 路
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