摘 要：随着数字化建设工程的推进，系统的复杂化、多样化问题逐步凸显。由于数字化建设中数字化设备品牌众多，站控平台监控软件兼容性参差不齐，导致传输数据易出现故障，上线率较低、大数据应用进展缓慢，加大了管理难度，增加了数字化系统运营成本。结合油田自然气候条件、生产管控需求，进行油田油气生产物联网系统建设，进一步提升了生产管控水平、提高了工作效率，对降低运维成本，深度挖掘大数据应用，促进老油田开发具有示范意义。
关键词：标准化设计；标准化建设；大数据应用；管控水平
引言
二连油田数字化建设已由试验推广转换为全面规模建设及数据应用的阶段，随着数字化建设工程的推进以及各类应用系统的开发，系统的复杂化、多样化问题逐步凸显。由于基层数字化建设有先有后，建设中数字化设备品牌众多，站控平台监控软件兼容性参差不齐，导致传输数据易出现故障，上线率较低、大数据应用进展缓慢，加大了油田的数字化管理难度，增加了数字化系统运营的成本。为了从根本上解决这一问题，结合油田自然气候条件、生产管控需求，我们依据集团公司相关体系文件，提出了油田油气生产物联网系统建设构想。
1油田油气生产物联网系统建设要点
1.1标准化设计
根据井站的功能和流程，以工艺技术优化定型为前提， 以模块化设计为手段，形成一套通用的、标准的、相对稳定的、符合油气田开发的、地面建设可操作的指导性文件。设备尽量采用模块化，便于选型、生产、安装及后期维护，同时提升设计的效率，并保证设计质量的稳定。
1.2模块化建设
通过将油气生产物联网建设整体工程拆分为联合站、计配站、单井等，按功能拆分为标准模块，通过预制、流水线作业、撬装化现场安装。利用撬装设备拆迁方便，安装工作量少的特点，引入平行作业，依靠合理的施工组织实现土建、安装、调试等工序深度交叉，缩短工期，提高质量，降低成本。
1.3协同化实施
随着油田数字化管理水平的不断提高，油气田生产物联网建设的复杂性和难度越来越大，协同化实施的实质就是实现协同效应，提高工程项目的管理水平，促进工程质量的提升。
1.4个性化定制
因为二连特殊的地理位置和油藏条件，需要对数字化建设进行个性化定制，以适应二连气候下的采集、控制、通讯设备技术参数，确保设备安全可靠运行。
1.5数字化管理
创新生产管理方式，通过数字化建设，缩短对各工艺环节感知、操控的时空距离，形成以站控中心为中枢、涵盖生产运行、技术分析、应急处理等环节的快速反应、集中管控的新模式。转变劳动组织架构，依托于实时监测数据和运维管理平台，定点、定时、定标准、定计划、定业务流程进行巡检和维护，使运维工作由事后处置向事前预防转变。针对运行参数、故障规律、影响因素、维护周期、服役期限等关键环节实现精准分析、专业优化，有的放矢地开展运维管理工作，降低运营成本。
2油气生产物联网系统建设实施
2.1抽油机井标准化改造
抽油机数字化改造是最底层的数据采集点，由于井口数据采集方式、数据传输方式也不一样，造成在上一级站控系统要正常运行，需要同时开启不同厂家的驱动程序。由于软件的冲突、硬件的不兼容原因，经常会造成工控机系统的死机，影响井场数据上传。因此，抽油机井标准化改造首先要统一数字化产品，优先使用相兼容的井口采集器、井口RTU等设备，有效避免不同厂家产品在同一区块内协议不匹配的问题，减轻联合站工控机系统的负担，降低后期维护成本。
2.2井场标准化建设
井场数字化建设除了井口数据采集之外，还有井场管线压力采集、视频信息采集、无线网络信号传输模块。
井场管线压力采集设备应使用统一的能直接传输到抽油机井口采集器内的产品，并同时具备一定的防爆、防水、防雷击等功能；视频系统统一视频服务器厂家及配套软件。
2.3网络标准化建设
二连油田数字化网络分为有线和无线两种模式。有线即光纤，一般的联合站一级至上一级之间铺设的是光纤，光纤线路故障带来的危害是巨大的，如果是干线光纤断路，有可能会导致整个油田数字化系统的瘫痪，因此铺设光纤时应统一成兼容性较好的光纤设备，制定相应的光纤线路建设标准，使用多模光纤，并为干线光纤线路铺设备份光纤，以确保干线线路的通讯质量。无线使用的是TD-LTE无线通信制式，用于井场与联合站之间的信号传输，但出于后期维护考虑，无线设备尽量集中使用性能较好的产品，避免产品种类过多。
2.4站点标准化建设
站点数字化建设主要有流程监控、站内状态等数据，所需数字化设备非常多。有数字化注水仪表、流量监测仪表、压力监测仪表、温度测量仪表、液位监测仪表、可燃气体报警装置、电磁阀门、变频装置、电参监控装置、自动控制系统等。而且这些设备有可能经常在露天的场合使用，会遇到潮湿、高温、低温、雨水侵蚀、雷击等恶劣的自然环境，故障率较高。因此，经过数年的数字化建设摸索，应尽可能统一数字化站点建设所用数字化装备的厂家、型号等，以降低故障率、节约维护成本。
2.5站控标准化建设
前期数字化建设中，站控系统前端协议不一致、数据字典不唯一、入库标签不一致、采用软件不一致、系统整体架构各自独立，从而造成不同版本的站控软件之间通讯不畅问题。因此，在进行站控建设时，要遵循集团公司相关体系文件，统一设备协议、数据入库标签、站控组态软件、系统整体架构；制定标准化的组态界面、生产管理功能，方便上一级数字化单位进行远程监控。
3油气生产物联网系统建设成效
3.1抽油机、螺杆泵工况诊断大数据应用得以提升
经过油气生产物联网系统化建设，构建了抽油机井常见工况智能诊断模型和工况趋势预测模型。不仅实现了智能诊断，还实现了部分工况的趋势预警。通过智能预警，提前采取措施，提高了采油时率，减少了停躺井时间，降低了维护作业费用。管理方式正逐步由“人工操作”向“自动化”迈进。
3.2掺水系统进一步优化
依据生产指挥系统中相关参数的大数据应用，对掺水环线结垢趋势和掺水环线传热系数进行分析。建立掺水环线结垢趋势监测，设立一二级预警线，指导掺水线清洗；确定不同季节地温下最低掺水量、掺水温度值。
3.3提高抽油机井能耗大数据分析性能
依据能耗相关性，以机采井能耗为分析切入点，探索大数据在油田的应用，找出并量化实际生产中影响能耗的主要因素，并以此为基础，开发了泵效宏观控制图、油井产量监控、系统效率评价图等功能模块，指导生产运行，为挖潜、降耗工作提供技术思路和节能方案。3.4强化管道优化分析
建立了输油管道安全运行大数据分析功能模块。对实时数据进行大数据分析，依据设备节点压差监测曲线，设定一二次预警值，指导设备检修。针对停输时间、起输量、传热系统进行分析预警，在线生成管道安全启输量，在此基础上确定安全停输时间。全年指导计划停输、施工及应急事件处理。并通过管线结蜡厚度的自动计划分析，逐步优化管道的通球清蜡周期，确保安全和经济运行。
3.4提高工作效率、提升管控水平
生产管理模式得到创新。以前针对数字化系统运行中日常出现的问题上报，是从岗位员工、班组、至作业区领导再到机关专业部室逐层反映。而对于工作的安排则是反向层层下达的业务流程，信息反馈慢、工作效率低。进行物联网系统化建设后，则形成了以站控为中枢涵盖生产运行、技术分析、应急处理等环节的快速反应的生产管控模式。在第一时间可以通过远程控制系统进行操作、调节或向运维班发布指令，大力优化和简化业务流程，缩短业务链条，从而提高工作效率、提升管控水平。
4结束语
通过二连油田油气生产物联网系统建设实施，提高了信息化、自动化手段与工业化的融合程度，从而进一步提高了生产管控水平，对降低运维成本，深度挖掘大数据应用，促进老油田开发具有示范意义。