第二采氣廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)用

周哲冬　姬偉華

【摘 要】隨著油田公司范圍內(nèi)數(shù)字化氣田建設(shè)的推進(jìn)，第二采氣廠將數(shù)字化與信息化建設(shè)相結(jié)合，在五大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，逐步開發(fā)了生產(chǎn)指揮管理、生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控、安全運(yùn)行管理、應(yīng)急管理等八大模塊的數(shù)字化生產(chǎn)管理信息平臺(tái)，方便了監(jiān)控、調(diào)度、分析、應(yīng)急等。文中分析了第二采氣廠目前數(shù)字化建設(shè)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀和對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用優(yōu)化的論述。

【關(guān)鍵詞】二級(jí)報(bào)表系統(tǒng)；SCADA系統(tǒng)；PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；A2

0.前言

按照油田公司數(shù)字化的總體要求，第二采氣廠數(shù)字化建設(shè)以持續(xù)升級(jí)生產(chǎn)前端、不斷完善中端應(yīng)用為指導(dǎo)思想，結(jié)合“五統(tǒng)一”原則，使數(shù)字化氣田管理模式建設(shè)由單一站點(diǎn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫⒄?、廠等生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中管理、逐步深入數(shù)據(jù)應(yīng)用，向智能化、遠(yuǎn)程化、集中化、扁平化穩(wěn)步發(fā)展。

深入細(xì)致抓好“推進(jìn)兩個(gè)轉(zhuǎn)變、抓好三個(gè)層次、做強(qiáng)三方面應(yīng)用”，建立數(shù)字化氣田管理?xiàng)l件下的新型人才創(chuàng)新培養(yǎng)和管理機(jī)制，進(jìn)一步在第二采氣廠數(shù)字化“安防智能監(jiān)控、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)表數(shù)據(jù)管理、智能分析報(bào)警”五大應(yīng)用基礎(chǔ)上，推進(jìn)“信息化掌控、生產(chǎn)管理聯(lián)動(dòng)、現(xiàn)場智能操作”發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)無人值守和中心站管理。

1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1廠生產(chǎn)報(bào)表系統(tǒng)現(xiàn)狀

生產(chǎn)報(bào)表系統(tǒng)是為第二采氣廠各生產(chǎn)、技術(shù)、管理部門提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，覆蓋了一線所有生產(chǎn)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)，滿足各級(jí)人員進(jìn)行氣井?dāng)?shù)據(jù)信息查詢。

第二采氣廠作為生產(chǎn)一線單位，在報(bào)表系統(tǒng)的推廣應(yīng)用過程中，加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理，確保錄入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠；不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)源，是提升報(bào)表系統(tǒng)應(yīng)用效果的關(guān)鍵。原報(bào)表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源是由集氣站當(dāng)班員工逐條錄入。由于榆林氣田地處毛烏素沙漠，井站分布偏遠(yuǎn)，每個(gè)集氣站大多管理15～25口氣井，氣田采氣工藝復(fù)雜，資料錄取點(diǎn)多，數(shù)據(jù)采集量大，因此，為了在有限的人力資源下保證報(bào)表生產(chǎn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，并達(dá)到及時(shí)填報(bào)和提交的目的，我廠通過利用SCADA系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，pi與oracle數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行實(shí)時(shí)與定點(diǎn)保存，讓生產(chǎn)管理報(bào)表系統(tǒng)自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)了日數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成，從而高效完成當(dāng)日生產(chǎn)數(shù)據(jù)保存、校對(duì)、提交和展示。

1.2生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫存在問題

第二采氣廠生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)采集后，存儲(chǔ)于生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，對(duì)本廠提供各類報(bào)表匯總分析，對(duì)公司的A2系統(tǒng)、生產(chǎn)指揮系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源，因此形成的問題主要有：

（1）人工錄入數(shù)據(jù)多：各類基礎(chǔ)系統(tǒng)增多，基層員工錄入數(shù)據(jù)源增加，增大了人工成本。

（2）應(yīng)用系統(tǒng)增多，存在一人多用戶，不方便管理：各系統(tǒng)的用戶未統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)，且操作權(quán)限與業(yè)務(wù)相對(duì)應(yīng)，致使人員信息變更時(shí)，各系統(tǒng)要分別進(jìn)行變更。

（3）各應(yīng)用系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)庫，存在數(shù)據(jù)冗余、不一致現(xiàn)象；其次，多個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)占用了成倍的硬件資源與CPU資源，存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)；再者，數(shù)據(jù)庫錄入、輸出數(shù)據(jù)頻繁，致使速度變慢，增加發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤故障風(fēng)險(xiǎn)。

2.生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化措施

2.1實(shí)現(xiàn)廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫與公司A2數(shù)據(jù)庫對(duì)接

通過與公司相關(guān)部門協(xié)調(diào)，申請開放第二采氣廠A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入接口權(quán)限，建立氣田生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)生成系統(tǒng)，將審核廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)數(shù)據(jù)，通過中間部件倒入A2系統(tǒng)中。該系統(tǒng)能通過SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)入庫，為氣田生產(chǎn)報(bào)表系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源，同時(shí)結(jié)合廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，能夠?yàn)楣続2系統(tǒng)提供日數(shù)據(jù)保證，為了避免數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，減輕一線員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，將各系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，提高氣田開發(fā)管理技術(shù)水平。

2.2建立二級(jí)報(bào)表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)表數(shù)據(jù)自動(dòng)采集

隨著數(shù)字化管理的不斷推進(jìn)，我廠將手動(dòng)填寫數(shù)據(jù)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)數(shù)據(jù)采集模式；將以三級(jí)審核為特點(diǎn)的系統(tǒng)（即三級(jí)報(bào)表系統(tǒng)）改進(jìn)為二級(jí)審核系統(tǒng)（即二級(jí)報(bào)表系統(tǒng)），減少了工作量，減化了整體工作流程，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)能夠及時(shí)將數(shù)據(jù)提交至上級(jí)部門。

截至目前，報(bào)表系統(tǒng)在榆林氣田已投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、智能審核、報(bào)表自動(dòng)生成、采氣歷史曲線展示等。報(bào)表系統(tǒng)的推廣和使用促進(jìn)了榆林氣田動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)智能化的上傳與應(yīng)用，節(jié)省了數(shù)據(jù)存檔成本，優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用流程。

2.3二級(jí)報(bào)表系統(tǒng)的構(gòu)成與功能實(shí)現(xiàn)

2.3.1系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)自動(dòng)從pi實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中讀取每天早8：00的數(shù)據(jù)作為當(dāng)日報(bào)表生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并保存入oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫，然后通過應(yīng)用服務(wù)界面進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充、修改、審核與展示。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：提供報(bào)表展示所需的關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，包括關(guān)系型ORACLE數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：提供現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，包括pi數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

應(yīng)用服務(wù)器：提供各種應(yīng)用服務(wù)，包括資源接口服務(wù)、流程處理服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)等。

2.3.2功能實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)采集數(shù)據(jù)：實(shí)現(xiàn)單井日數(shù)據(jù)井口溫度、進(jìn)站壓力、進(jìn)站溫度、節(jié)流前溫度、節(jié)流后溫度、節(jié)流后壓力、甲醇罐液位、污水罐液位等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。

自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表日數(shù)據(jù)：借助關(guān)系型數(shù)據(jù)，如單井配產(chǎn)、調(diào)配產(chǎn)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)單井日報(bào)表中單井日產(chǎn)氣量、單井日產(chǎn)水量、單井注醇量等數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算與自動(dòng)寫入庫；借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并實(shí)現(xiàn)在日報(bào)表中展示。

2.4 以生產(chǎn)指揮平臺(tái)為主，優(yōu)化廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)化平臺(tái)

生產(chǎn)指揮平臺(tái)是油田公司在第二采氣廠的試點(diǎn)工程，按照采氣廠數(shù)字化生產(chǎn)指揮系統(tǒng)建設(shè)工作的相關(guān)要求，第二采氣廠精細(xì)整理各單位、作業(yè)區(qū)的需求信息、完善平臺(tái)構(gòu)筑框架，確保數(shù)據(jù)得到高效應(yīng)用。

目前，生產(chǎn)指揮平臺(tái)各級(jí)界面已經(jīng)全部開發(fā)完成，各類數(shù)據(jù)已按照需求與廠內(nèi)管理數(shù)據(jù)庫同步，已正式投入使用，并且結(jié)合廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)化平臺(tái)，梳理其內(nèi)容，將大部分功能轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)指揮平臺(tái)中，從而增大了指揮平臺(tái)的功能，減少了員工系統(tǒng)操作時(shí)間。

3.生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化應(yīng)用效果

為了確保報(bào)表系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，第二采氣廠通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)接A2、建立二級(jí)報(bào)表自動(dòng)采集系統(tǒng)、優(yōu)化生產(chǎn)指揮系統(tǒng)、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫軟硬件配置等多種措施，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了最大化的優(yōu)化融合。從運(yùn)行效果來看，二級(jí)報(bào)表系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)齊全，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)科學(xué)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間較短，簡化了審核流程，推進(jìn)了數(shù)字化成果的更深層次應(yīng)用，逐步取締站級(jí)員工填報(bào)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的工作，系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)滿足現(xiàn)在生產(chǎn)需求，應(yīng)用效果較好。具體為一下三點(diǎn)：

（1）減化了工作流程，減少一線數(shù)據(jù)維護(hù)量：將三級(jí)審核流程減化為二級(jí)審核流程，減少并逐步取消了生產(chǎn)報(bào)表源數(shù)據(jù)的錄入。

（2）庫結(jié)構(gòu)科學(xué)，數(shù)據(jù)間具有較強(qiáng)的約束性；減少源數(shù)據(jù)項(xiàng)，派生數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。區(qū)級(jí)用戶補(bǔ)充錄完部分?jǐn)?shù)據(jù)，如調(diào)產(chǎn)事件、站注醇量等，不需要進(jìn)行手動(dòng)計(jì)算，根據(jù)系統(tǒng)已設(shè)置好的數(shù)據(jù)算法，進(jìn)行程序處理后，便可自動(dòng)生成生產(chǎn)時(shí)間、日產(chǎn)氣量、單井注醇量等，避免了由于錄入工作疏忽而造成的數(shù)據(jù)不完整的問題，保證了數(shù)據(jù)入庫的質(zhì)量。

（3）網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間較短，滿足現(xiàn)場應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)，廠級(jí)、區(qū)級(jí)用戶對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間分別為2ms、11ms，可快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、保存、查看、導(dǎo)出等功能。

【參考文獻(xiàn)】

[1]滕永昌.數(shù)據(jù)庫管理員.

[2]油氣田數(shù)字化管理.