物联网时代的油气生产

1、油气生产物联网油气生产物联网北京雅丹石油技术开发有限公司北京雅丹石油技术开发有限公司20122012 年年 3 3 月月目目 录录关于雅丹关于雅丹.11 1 IPRODIPROD 架构架构.22 2 IPRODIPROD 感知层感知层.32.1 单井感知.32.2 场站感知.63 3 IPRODIPROD 传输层传输层.84 4 IPRODIPROD 应用层应用层.104.1 单井应用.114.2 场站应用.195 5 IPRODIPROD 现场应用现场应用.27前景展望前景展望.291关于雅丹关于雅丹北京雅丹石油技术开发有限公司位于北京中关村科技园区昌平科技园，是一家集油气生产物联网方案设计、油气生产优化、数字油田设计与应用、工程实施、软硬件产品开发和技术咨询服务于一体的创新型高科技企业。公司创立以来，秉承石油人严谨、务实、专注的行事风格，以满腔的创业激情，关注着油气田用户的迫切需求、审视着油气田自动化建设的潮起潮落，思考着数字油气田如何促进油气生产优化，开展着油气生产相关技术整合与融合研究、综合平台建设、解决方案设计、配套产品开发以及工程项目实施，致力于提供“全方位、全周期、可持续

2、运行”的油气生产优化解决方案，帮助不同客户最大程度的实现自动化与信息化投资价值，得到了广泛认可，企业发展进入全新阶段，前景广阔。近年来，公司以全球物联网革命为契机，时不我待的调整了发展战略，通过与IBM、HP、研华等众多国际知名物联网服务企业的紧密合作，将油气生产服务带入到以“全面感知为手段、可靠传输为保障、智能应用为驱动”为特征的物联网新时代，帮助油气田用户迅速降低了生产成本，实现了资产增值，提高了竞争力，推动“智慧油田”在中国大地的成为现实，充分展示了国内油气田服务业界最具活力企业的先行者本色。今天，雅丹已率先成长为服务体系完备的油气生产物联网系统解决方案提供商，并将继续以高度的敬业精神和负责态度，深入贯彻“以客户为本”的经营理念，不断满足客户需求，用心完善服务环节，提升设计方案的可行性、产品质量的可靠性、技术服务的科学性，2与客户携手推动油气生产朝着“高效、安全、可持续发展”的目标迈进。雅丹感谢您的关注，诚邀您积极支持、参与“智慧油田”的建设！1 1 iProdiProd架构油气生产物联网系统 iProd 是通过传感、射频、通讯、先进计算等技术组合，对油气水井、计量间、油气站库等

3、生产对象进行全面的感知。实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及生产控制中心的集中管理和控制，搭建规范、统一的数据管理平台，支持油气生产过程管理，提供油气生产的实时分析优化，进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性，达到节约油气生产的建设投资与运行成本的目的。油气生产物联网油气生产物联网 iProdiProd 架构架构雅丹 iProd 油气生产物联网系统构建统一的智慧油田平台，提供综合的应用支撑和管理能力。3iProdiProd 所提供的六大功能所提供的六大功能42 2 iProdiProd 感知层感知层油气生产相关信息的全面感知：生产相关人员、车辆、物资信息的实时采集（PDA、GPS、RFID） ；实现井下、井口、管线、场站等生产系统节点信息的全面实时采集（各种传感器、摄像头） ；2.12.1 单井感知单井感知单井感知设备部署5单井数据采集方案单井数据采集方案油井语音、视频、油井语音、视频、PDA、电子围栏综合、电子围栏综合6水井设备安装：油井设备安装油井设备安装注水井设备安装注水井设备安装气井设备安装气井设备安装72.22.2 场站感知场站感知1、水源井：压力、流量、液位2、注水

4、（汽）站：压力、温度、流量、电流、电压、蒸汽干度、有毒有害气体浓度等3、计量间/中转站/增压站：压力、温度、流量、液位、有毒有害气体浓度4、管网泵站：压力、温度、流量、液位、含水率、泄漏监测、有毒有害气体浓度5、处理站/联合站：压力、温度、流量、液位、电流、电压、含水率、有毒有害气体浓度8站库数据采集配置方案站库数据采集配置方案联合站数据采集联合站数据采集油库视频实时采集93 3 iProdiProd 传输层传输层多元数据的可靠传输系统各设备实现即插、即入、即用、互联、互通、互换；油气生产相关人员与系统之间实现：任何时间、任何地点、任何方式的全面互动。采用无线传感网、专网和公网无线技术（融合WSN、McWill、WiMAX、WiFi、3G、GPRS、CDMA、卫星等无线传输技术）组成无线异构网络来进行数据传输。iProdiProd 数据传输示意图数据传输示意图无线传输：无线传输：用于单井、边远站库的生产实时数据与视频传输，采用无线传感网、公网无限传输（融合WSN、McWill、WiMaX、WiFi、GPRS、CDMA、3G、4G、卫星等无限传感技术）组成无线异构网络及进行数据的传输。有

5、线传输：有线传输：用于计量间、中转站、集气站、联合站等较近单位的生产实时数据与视频传输，主要采用油田内网（光纤）传输。10iProdiProd 数据传输实例数据传输实例114 4 iProdiProd 应用层应用层多层次的智能应用油气生产全过程的实时监控（生产各节点信息与 KPI） ；油气生产第三方专业化应用软件的无缝接入；生产单元小闭环优化控制：数据采集-自动诊断-自动调参-数据采集；油气生产大闭环优化：生产信息采集-油气水井工况宏观分类与评估-故障诊断分析-专家解决方案-措施执行-生产信息采集；生产趋势预测：在海量数据综合分析，多元实时信息融合以及专业仿真数学模型支持下实现智能、精确、可靠的油井生产趋势预测与故障预警集中应用平台集中应用平台12iProd 应用软件系统应用软件系统4.14.1 单井应用单井应用单井应用流程单井应用流程13单井综合应用软件平台单井综合应用软件平台 iPESiPES 模块关系模块关系单井生产系统分析优化系统平台功能可划分以下模块：数据实时采集与传输、系统和专业数据库管理、生产数据统计分析、工况实时诊断分析、智能优化决策与模式设计、生产系统智能控制、网上智

6、能办公等。实现实时采集、实时分析、实时控制、实施发布的整体目标。（1 1）综合报警）综合报警采集监控报警采集监控报警14工况诊断报警工况诊断报警（2 2）数据管理功能）数据管理功能（3 3）油井实时工况分析诊断）油井实时工况分析诊断15井组工况宏观分析井组工况宏观分析单井实时工况诊断单井实时工况诊断（4 4）生产参数实时优化设计）生产参数实时优化设计16单井参数实时优化（5 5）单井智能控制）单井智能控制单井生产智能控制17（6 6）生产管理及遥控指挥）生产管理及遥控指挥生产管理及遥控指挥（7 7）油井产量、电量计量功能）油井产量、电量计量功能18油井液量在线计量油井耗电量在线计量19（9 9）设备运维实时管理）设备运维实时管理iProdiProd 网络与传感设备管理网络与传感设备管理(10)(10)单井关键指标单井关键指标 KPIKPI 监控监控单井关键指标单井关键指标 KPIKPI 监控监控204.24.2 场站应用场站应用实现场站内所有参数自动采集，室内外重点场所实现视频监控，动态画面跟踪。实现重点参数超警戒报警；实现报表自动生成；生产设备运维管理并自动保存到厂级数据中心数据库。

7、现场设备智能自动巡检，故障设备报警提示、设备运行动态仿真、事故预警与工艺参数优化。（1 1）数据采集）数据采集场站采集参数概览场站采集参数概览（2 2）视频监控）视频监控21场站集中监控场站集中监控（3 3）组态监控）组态监控脱水岗监控组态脱水岗监控组态单分离器液位显示单分离器液位显示22分离器调控系统界面分离器调控系统界面（4 4）场站设备运行诊断）场站设备运行诊断场站设备运行诊断场站设备运行诊断23外输泵组工作状态诊断外输泵组工作状态诊断单台设备诊断单台设备诊断（5 5）场站集中控制）场站集中控制24生产集中控制生产集中控制（6 6）系统仿真与优化）系统仿真与优化注水系统仿真建模注水系统仿真建模25注水站生产参数优化注水站生产参数优化（7 7）安全联锁保护）安全联锁保护原油处理流程安全联锁保护原油处理流程安全联锁保护（8 8）事件记录和追踪）事件记录和追踪26事件记录和追踪事件记录和追踪（9 9）油气生产关键质量参数）油气生产关键质量参数 KQIKQI 监控监控油气生产 KQIKQI 显示显示27（1010）安全预案与综合资源的快速征用）安全预案与综合资源的快速征用快速检索事故点周

8、边的救援信息，诸如医疗资源、消防资源、车辆资源以及相应的应急预案、 应急电话和应急物资，应急队伍等。快速检索事故点周边的救援信息285 5 iProdiProd 现场应用现场应用iProd 现场应用现场应用iProd 油气水井生产物联网系统的研究与应用,目前已经实现了油气水井生产工况的实时采集、实时诊断、实时优化、实时控制、智能预测等。截至 2011 年 12 月底， iProd 系统在大港、新疆、华北、南阳、大庆、胜利、中原、玉门、吐哈、青海等油田应用了 8000 口井，节约投资 80480 万元，减少了运行费用 12000 万元，减少用工增量 1300 余人，油井的系统效率提高了 3.75%，创建了“港西模式” ，取得了良好的经济效益和社会效益。表表 1 项目获奖情况项目获奖情况获奖项目名称获奖项目名称获奖时间获奖时间奖奖 项项 名名 称称获奖等级获奖等级授奖部门（单位）授奖部门（单位）油井远程在线计量优化分析系统技术在大港油田的应用 2008 年 优秀论文 二等奖 中国石油和化工自动化应用协会 油水井远程监控液量自动计量及分析优化系统 2007 年 科学技术进步奖 三等奖 中国石油和化工协会 油水井远程数据采集、自动计量与分析优化控制系统 2009 年 科技型中小企业创新基金 国家科学技术委员会 油井生产实时分析优化专家系统PES 2010 年 科技进步 三等奖 中国石油和化工协会 油水井工况采集分析优化系统装置 2010 年 科技创新产品奖

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