智慧油田解决方案.docx
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智慧油田解决方案
智慧油田解决方案
1智慧油田概述
1.1智慧油田的概念及意义
石油产量、采收率、安全生产等都与石油工业未来息息相关，随着石油与天然气易开采储量日益减少，油田开发面临瓶颈和挑战。
如何满足持续攀升的世界能源需求，使油气田保持稳产增产，如果提高油田的劳动生产率？
油气田的未来之路在何方？
未来油田需要智慧。
石油天然气公司面临着挑战，作为最重要的力量，技术可以提升石油天然气供应量。
随着可“轻松”获取的石油与天然气日益减少，技术成为油田开发的瓶颈。
这需用智慧造就科技传奇，把深埋于地下的资源开采出来，同时提升绩效，提高油气采收率，并降低对环境的破坏。
在未来，能源需求将显著增长，其中更多需求将来自新兴国家。
尽管各国都在积极研究替代来源，但对全球大部分国家和地区来说，最大挑战仍是如何更好地利用技术，从已发现资源中提取更多石油和天然气，并寻找新的资源。
欧洲一石油管理机构的负责人曾这样讲：
“世界上有至少可供下个世纪使用的充足碳氢资源，短期挑战并不是能源的可用性,而是如何利用技术作为主要的推动力，以高效和安全方式生产这些资源。
”
为应对挑战，各个地区都在积极研究并提出油田未来的发展方向，智慧油田无疑是共同的选择。
何谓“智慧的油田”？
它是通过管理模式和技术手段革新形成的一种全新面貌油田，具体为：
全面感知油田动态、预测变化趋势、自动操控油田活动、持续优化油田管理与决策，推动油田企业提高新增储量、产量和采收率，实现科学决策、卓越运营与安全生产，最终达到可持续的业务成长。
为应对挑战，各个地区都在积极研究并提出油田未来的发展方向，智慧油田无疑是共同的选择。
何谓“智慧的油田”？
它是通过管理模式和技术手段革新形成的一种全新面貌油田，具体为：
全面感知油田动态、预测变化趋势、自动操控油田活动、持续优化油田管理与决策，推动油田企业提高新增储量、产量和采收率，实现科学决策、卓越运营与安全生产，最终达到可持续的业务成长。
总的来说，“智慧的油田”可利用实时的生产信息、事件管理、协作和连接能力，更好地执行复杂的分析，并采取果断的行动。
还可通过访问关键性能指标，
根据行业基准衡量真正的绩效，从而提高产量并优化运作，最大限度提高生产效率，并避免维护成本。
1.2智慧油田的建设目标
智慧油田是数字油田的升级版本。
数字油田是建立在互联网技术基础上的，而智慧油田是建立在物联网技术基础上的，具有感知、可视化和智慧功能。
数字化油田是以实现油田数据化、让计算机代替手工劳动为主要目的，而智慧油田则要利用各种业务模型，包括知识库、专家系统等，对生产和决策做出智能辅助，真正利用信息技术来研究和管理油田。
智慧油田具有包括传感器、人工采集与数据集成在内的全方位感知能力。
通过一体化的集成运营中心和协同环境，从而打破专业边界，实现全面的数据联系和共享。
有完备的自动化处理系统，因而具有完备的自动处理能力。
高效的模拟、分析、预测与优化系统，使智慧油田具有完备的预测预警能力和高效的分析优化能力。
加上虚拟专家辅助系统，能在技术和管理两个层面为油田各级管理者提供科学高效的决策工具，大大提高油田企业的决策效率和能力。
智慧油田解决方案涉及油田生产经营的各个方面，能帮助企业实现增加产量和储量、提高采收率、提高生产效率、保障安全生产、提高经济效益五大方面的目标。
智慧油田的实质是“勘探、开发、生产的实时感知系统与强大协作分析资源技术的整合运营，给生产者以实现业务流程的智能辅助控制，给管理者以实现智能辅助决策管理”，“数字化、实时性、集成、优化和智能化”是未来世界智慧化石油行业技术发展趋势。
2智慧油田解决方案
2.1概述
XX公司是全球领先的地理空间解决方案的提供者，Intergraph是第一个并且是唯一一个能为油田提供GIS、网络设计、综合管线资源空间管理、停电和故障管理、工作日程、安全监控、紧急事件管理和派遣、移动计算技术的商业公司。
2.2技术优势与特点
开放的体系架构
智慧油田解决方案的显著特点是高度开放的体系架构。
解决方案的所有组件，无论是综合管线资源管理系统，还是移动计算系统，还是重要基础设施安保和快速响应系统，都是开放的：
开放的数据库，开放的数据结构，开放的业务规则，开放的事务管理，开放的接口。
这种开放性，使得企业的其它信息系统和用户能够共享所有的信息，实现无缝的交互。
XX公司的目标是充分利用最先进数据管理战略，采用最前沿的空间数据管理技术，持续不断的提高解决方案的水平。
开放性表现在：
集中统一的数据库和多源数据整合
通过标准的、开放的开发工具实现与外部系统的集成
系统的所有授权用户能立即访问编辑和修改过的数据
在数据库内部实现空间数据的多用户访问，无论是短事务还是长事务。
这是对数据库技术的突破，能够使空间设备管理系统与企业其它系统之间的相互访问更有效率
强大的数据互操作能力
XX公司一直秉持这样的观点，即鼓励用户和供应商充分利用空间数据及空间数据管理的相关技术，为企业的业务运行和信息化管理提供决策支持。
空间数据可以直接在Oracle的Locator存储格式上进行维护和管理。
OracleLocator是Oracle数据库（标准版或者企业版）的标准组件，它为设施数据存储和维护提供了许多空间化管理的功能，如空间数据的查找、定位和空间分析等。
它还提供创建空间索引的功能，以及其它许多基于空间操作的功能。
G/Technology充分利用了OracleLocator的这些优势，因而具有与生俱来的可扩展性和优越的显示性能。
数据互操作能力体现在：
提供与其它系统互操作的强大能力
支持数据存储的行业标准
提供专业的分析功能
提高决策支持水平
与GeoMedia的交互操作
提供现成的空间分析工具
支持简单的第二连接数据访问
高度可配置
XX公司智慧油田解决方案为油田提供高度模块化的、可任意组装搭配使用的、面向行业和专业应用的软件模块，并能对外部系统的信息、软硬件资源机型集成。
构建一个面向专业的应用系统，无需自己从头到尾进行开发。
我们的解决方案已经将基本的应用功能、标准接口和系统工具整合在所提供的软件模块中，只需要通配置和简单的客户端安装，就可以实现针对行业的应用。
XX公司负责为这些软件模块升级，升级是无缝的、平滑的，不会对用户的数据库和资源数据造成破坏。
快速的图形显示
对于使用大量空间数据的系统和解决方案，空间数据的处理能力和显示速度，对系统的可使用性是至关重要的，XX公司拥有专业级的图形处理和显示技术，可实现对海量空间数据的管理、显示并快速响应。
XX公司的图形显示缓存技术，使用领先的空间索引技术和内存映射技术，使用优化的缓存技术，将复杂的GIS/地理空间数据处理过程植入系统，实现对图形数据的快速驱动和显示，应用于从通用GIS平台，到专业资源管理系统和快速响应系统权限产品的图形显示中（如图2-4）。
高度集成的应用系统
与企业其它信息系统进行集成，构建完整的企业标准化管理的信息流，形成协同工作效应，是系统保持竞争力所必需的。
XX智慧油田解决方案提供了开放的架构基础，支持定制的和产品化接口模块。
由于集成是在数据库的层面进行的，所以系统能够与各种外部系统实现数据共享，无需私有的中间件进行连接。
工作管理系统（WMS）。
将G/Technology与工作管理系统（WMS）的集成，提供工程设计功能，兼容单元数据结构，详细的工作要求，排班和材料费用信息。
工程分析—工程分析指的是G/Technology与主流的分析软件之间的标准接口。
移动班组管理系统（MWFMS）。
XX公司的InService移动班组管理系统解决方案支持所有类型现场工作派遣、排班和移动计算功能—不管是计划的还是非计划的、短事务还是长事务的现场工作。
客户信息系统（CIS）。
通过配置和定制，数据库提供与各种CIS系统集成的能力，从客户信息系统提取各项信息，进行统计指标统计计算。
另外，数据模型支持用户和提供服务的资产之间建立逻辑关系。
现场自动化系统。
提供对现场维修和抢修、抢险人员的实时沟通、工作派遣、任务安排
重要基础设施安全保护系统。
对天然气输配公司的重要基础设施进行全天候的安全监控，设立应急预案，保证重要基础设施的安全运行。
快速响应系统。
对自然灾害或认为灾难所致的突发事件进行快速响应和处置，提高应对灾害的能力，有效保护人员和企业资产安全。
供服务的资产之间建立逻辑关系。
现场自动化系统。
提供对现场维修和抢修、抢险人员的实时沟通、工作派遣、任务安排重要基础设施安全保护系统。
对天然气输配公司的重要基础设施进行全天候的安全监控，设立应急预案，保证重要基础设施的安全运行。
快速响应系统。
对自然灾害或认为灾难所致的突发事件进行快速响应和处置，提高应对灾害的能力，有效保护人员和企业资产安全。
2.3功能和模块
2.3.1综合管线资源管理
油田就像一个“小社会”，它需要城市所必须的各类管线，包括电力线、通信线、自来水管网、煤气管网、污水管网、供热管网等。
这些管线是一个油田的生命线，是油田极其重要的基础设施，担负着油田的信息传递，能源传输，工业产品输送等功能。
随着社会经济和油田建设的发展，油田管线越来越密集，由于各种管线错综复杂，特别是地下管线隐蔽性大，每一类管线都由管线段、建筑物和附属设施组成，多呈树枝状、环状或辐射状，形成一个系统，系统的各组成元件相互影响，共同发挥作用，同时管网纵横交错，各类管线间的空间关系较为复杂。
因此一旦事故发生，如果在没有完善可靠的管线基础资料的情况下，要及时确定出事地点和抢修范围，制定切实可行的解决方案都很困难，这给油田居民生活、工业生产、信息交换带来严重的影响。
XX的综合管线资源管理平台G!
NIUS是XX公司G/Technology平台中专门为油田企业打造的数字化综合管线GIS平台，帮助用户实现全数据库结构的综合管线模型的定义。
在G!
NIUS中，综合管线模型涵盖了电力、通信、煤气、自来水、污水、供热等油田管线业务，实现了油田综合管线资源的集中管理、统一调配、资源共享，建立辅助油田规划设计、管理和油田各部门决策的服务平台。
为油田管线的规划设计、施工及运行管理、油田地上地下空间统一开发利用提供完整的综合管线基础数据，为油田发展预测提供可靠的依据，为油田建设、防灾、抢险、环境保护以及公众提供管线信息服务。
Intergraph的综合管线资源管理系统的内涵要比传统的AM/FM/GIS应用系统广泛得多。
它在整个企业的系统、应用、访问、浏览和更新等各个层次之间完全集成地铺开了地理空间设施数据，其在开放的地理空间数据库管理系统、快速的图形显示、移动计算和Web技术上的先进性为企业提供了强大的、企业级的管理系统的功能.
G!
NIUS有面向设计规划的模块G/Designer、面向专业空间分析和网络分析计算的模块G/Analyst、面向建模和系统管理员应用的模块G/Administrator、面向Internet/Intranet应用的G/NetViewer以及面向现场查询分析的移动计算模块G/MobileViewer。
2.3.1.1G/Designer
G/Designer模块是面向电力网络规划、设计工程师的结构化环境，是操作、实现电网设施模型的核心平台，完成日常的设计和模型数据的维护工作，同时也是一个面向对象技术的应用开发环境。
在该运行环境中，实现了所有在电网模型中定义的功能，如设施的增、删、改、检索、查询、定位、显示控制、网络分析以及基于电网模型的应用等功能。
对电网的操作可自动激活在服务器端数据库中的规则库（Metadata），保证进入系统的是合法的经过严格校验的专业数据。
该模块具有以下特点：
通过作业（Job）功能提供模型数据的设计、编辑功能；
协同作业环境，支持长/短事务处理、乐/悲观锁定；
专业设计工具（如电力行业的设备负荷分析、低压线路优化、电杆拉线设计、电缆受力分析等）；
基本的数据浏览、访问、查询；
网络追踪和空间分析以及分析结果再分析；
支持离线数据访问和修改，通过作业方式下载服务器上的数据并将现场修改的数据上载到服务器的主数据库中；
使用高速显示缓存（DDC）图形加速引擎，保证海量数据时的高速运行；
MicrosoftOffice风格，标准Truetype符号库；
全控件应用开发环境，支持VB、VC++、Delphi、PB等应用开发工具采用Add-In命令方式开发应用系统；
包含G/Analyst模块的全部分析功能；
外部分析（潮流分析、短路计算、电网压力分析等）软件接口。
2.3.1.2G/Analyst
电网分析及分析结果图形化模块，其分析结果除可在图形上表达外，还可输出到Oracle数据库中，供外部其它电网分析、计算软件调用。
主要功能包括：
智能网络分析功能：
网络全向追踪—设备资产统计
网络定向追踪—下游追踪（停电影响分析）、上游追踪（隔离分析）
网络两点间追踪—恢复供电／气分析、电信管道穿管分析
指定相位追踪—分析电力系统ABC中某一或二相，追踪通讯网络中的某个管道或管孔追踪更新相位—修改相位后统一所有相关设备相位
追踪更新馈路编码—对同一馈路上的设备重新编码
特殊追踪—按潮流分析软件要求追踪馈路
光缆管理—支持光缆中对线序/纤芯的分管理和分析
空间分析
指定范围设备统计
动态区域统计
设备集空间运算
定制复杂空间、属性查询
向导式空间分析
G/Analyst与电网专业分析软件集成实现电网的高级分析应用，用于输配电系统的规划、设计、运行研究和分析、市场和服务分析、战略决策。
G/Analyst提供ActiveX控件支持VisualStudio及.NET、Delphi、PB等通用工具的Add-In命令方式应用开发。
2.3.1.3G/Administrator
G/Administrator是一个集成的电网建模、模型维护和系统维护的CASE工具，也是一个专家系统。
提供四种建模工具/方法，以满足不同程度的应用开发者使用。
G/Administrator提供的建模工具建立的数字电网模型作为元数据（Metadata）完全存储在服务器端的Oracle数据库中，供G/Designer操作数据、G/Analyst分析数据和G/NetViewer浏览数据使用。
该模块面向系统实施和系统管理人员，具有MicrosoftWindows风格界面。
电网建模与模型维护：
电网建模依据真实网络的网架结构，通过设置模型中的网络类型、设施间的连接关系和从属关系、设施的组件模型、设施分组等关系，描述实际网络。
所以通过该工具建立起来的电网模型可以完全模拟真实电网。
系统管理：
G/Electric系统管理员需要负责“规则库”和数据的分发、DDC数据的发布和网络配置、作业（Job）的管理、服务器端数据的备份、客户数据的备份等系统管理工作。
通过本模块可实现下述功能：
超级用户功能管理G/Electric系统的实施和集成；
电网设施和网络建模及模型维护；
配置方式实现电网模型核心功能；
建立模型和外部应用的接口功能；
高速动态显示缓存（DDC）发布和管理；
建立和外部数据（ArcInfo/ArcView/MapInfo/MGE/AutoCAD/MicroStation等）的动
态二级连接；
包含全部G/Designer和G/Analyst的功能。
2.3.1.4G/NetViewer
对于电力企业中的很多使用者（大约占到全部用户数的90%）来说，他们需要的不是设计和数据的录入，而只需要对数据进行查询分析和制图输出，G/NetViewer就是面向这些使用者的应用。
G/NetViewer的特点：
面向查询分析和修改属性数据用户的产品；
运行在浏览器上，采用WindowsDNA三层结构，容易维护；
支持全企业访问、浏览和更新空间设施模型数据；
支持动态高速显示缓存，通过浏览器快速访问数据；
支持访问G/Designer中的作业（Job）功能；
支持长事务和短事务时修改数据访问的功能；
红线标注功能并能被G/Designer参考；
支持网络追踪和空间查询分析；
在线使用，支持基于该软件的应用系统（如：
MIS、呼叫中心等）开发；
提供ActiveX控件支持外部通用工具应用开发。
2.3.1.5G/MobileViewer
通过提供浏览、导航、查询、追踪和红线功能来支持野外的操作和维护工作。
这个应用系统是由通用的企业电力元数据来控制的，这些元数据与G/Technology的各个软件模块使用的元数据是一致的，用户可以通过编辑特定的Web页面、元数据和公用的APIs来客户化G/MobileViewer.
2.3.1.6G/NetExportServer
能够将G/Electric的数据与外部的数据实体共享。
由于这种共享通常都是使用CAD的格式，所以用户应该既可以从其它的数据源浏览CAD数据，又可以将G/Electric的数据输出到其它标准的格式。
G/NetExportServer是一个ActiveX控件，为开发者提供了一个公用的API来编写Web页面或Web应用程序以实现上述的功能
2.3.2故障管理模块
故障管理系统使用管线设备的基础设施模型，通常是一个能够连接到客户信息系统（CIS）、自动语音应答器（AVR）、数据采集与监控（SCADA）系统、自动车辆定位（ALV）、自动抄表系统（AMI）的地理信息系统（GIS）。
将这些应用程序集成后形成的故障管理系统（OMS）可以更准确地预测可能的故障原因和中断位置，并可迅速派遣最有效的维修人员来恢复供电、供气。
Intergraph的故障管理系统（OMS）是一套能够改善和提高供电/供气可靠性的综合性工具，可以准确地进行跨企业的调度管理和客户的数据管理。
该系统可向您提供实时分析，优化现场资源，管理故障情况，从而能够缩短故障恢复时间，提高运行效率，并提高安全性。
它包括以下几个主要内容：
故障分析
故障分析是故障管理系统（OMS）的一个组成部分，InService的故障分析模块是基于从客户处或AMI系统所收到的呼叫来完成的。
它会实时自动地完成先进的网络分析，预测能源中断程度，以及判别最有可能的故障点。
应用程序使用网络调度模式—依据电话号码、位置和故障报警的时间，系统可以自动将电话报警成组地关联到可能的故障设备上，自动生成故障事件，并可以从地图窗口上查看故障报警电话和可能故障设备的情况和位置。
计算机辅助派遣
InService的计算机辅助调度（Computer-aidedDispatch，简称CAD）系统是一套成熟的实用化工具，为呼叫中心和调度室人员提供定位电话告警地点、发现并更新故障情况、管理关键资源等提供实时互动的关键数据。
CAD系统的关键组成部分是人员和车辆监控及无线通信。
这两项技术可以协助调度人员派遣最近人员并通过无线系统发出故障抢修指令。
先进的系统调度工具还可以协助进行最近人员定位，并根据工人的技能、需要的设备及人力资源的工作时间建议派遣合适的人力和车辆。
倒闸方案
InService的故障管理系统的工具集能够帮助调度中心成员和领导模拟和执行倒闸方案。
这些与地理图和示意图紧密结合的网络工具，能够处理运行检修和新建工程中的计划和故障停电时的倒闸方案。
倒闸方案可以及时提供给操作人员，以减少系统故障时间。
系统可以根据用户输入的初始条件，根据当前的网络状态自动生成倒闸方案。
倒闸方案一经创建，便可以保存为模板以备将来使用。
经常进行的转供操作通常只需要有限的先决条件选项，因此使用保存好的旧模板将会大大节省时间。
倒闸方案提供的工具，允许用户在设备图形上做挂牌，预定操作步骤，记录详细的操作行为，以及使用研究模型，离线生成倒闸方案。
损失评估
InService的损失评估工具利用移动计算和无线通信技术，帮助用户准确迅速地收集损失报告，并有效地利用自动抄表系统（AMI）的信息和数据。
为了更清晰准确地监控网络，可将大量的现场故障报告数据批量导入到OMS中，进行自动化损失评估，从而大大加快了在紧急情况下的响应速度。
OMS可以跟踪恢复能源供应的工作进展，并持续管理后续工作。
InService的损失评估解决方案重点在于损失评估工作流，并提供实用技术确保达成目标（。
图2-6）
InService故障管理提供一系列全面的集成工具，处理和优化网络可靠性，无缝管理企业的运作和客户数据。
该系统还包括分布式网络状态的实时分析、网络的优化使用、改善的故障定位管理等功能。
InService故障管理系统包括I/Executive、I/Executive2、InServiceDispatcher、I/TroubleAnalysis、I/Call接口、I/Callback接口、I/Work接口和I/SCADA接口。
2.3.2.1I/CAD_NETI/Cad_net运行在服务器端及客户终端，提供各个模块之间的通讯。
它是一个重要不可缺少的应用模块。
2.3.2.2I/Executive（I/EXEC）
I/Executive与InService的所有产品配合使用，是一个必需的应用模块。
它运行在一个数据库服务器端，提供呼叫人员与调度控制台之间的通讯。
它还提供访问InService主数据库，以及系统和移动数据终端（MDTs）之间的信息通讯。
2.3.2.3I/Executive2
I/Executive2为InService系统提供更完善的系统可靠性。
它运行在第二个数据库服务器端，监视系统的事务活动，并维护数据库的一个备份数据库。
网络监视器上的每一个节点均响应数据库服务器。
如果任一个节点检测到一个数据库服务器关闭，它会通知其它所有节点改变与该数据库服务器的通讯，并转换到另一个功能正常的服务器上每个节点都会自动改变通讯方向，不需要用户进行任何人工干涉。
并通知相关用户该服务器不能正常工作，以便安排修复活动。
2.3.2.4I/Trouble故障分析
是一个服务器端组件，用于维护分布系统的当前状态。
该应用需要使用GIS设施连通模型作为基础电力配置（为“内置（as-built）”模型）。
它通过处理I/OMS客户端的临时开关转换请求以及从SCADA接收的确认设备运行，模拟近乎实时状态或分布系统的“as-is”模型。
分析引擎使用分布式模型来定位发生故障的设备即可能造成系统故障的设备。
这些设备和故障呼叫位置可以图形显示，并可以创建每个设备的未完成事件。
这些未完成的事件便是分配给现场工作组的工作。
该组件提供一个很高的投资回报，它可以自动进行大工作量的处理，缩短电力恢复最佳方案的制定时间。
2.3.2.5I/DispatcherInServiceDispatcher
为指挥中心及生产运营提供一个高度集成的统一用户操作和监控界面其中包括可交互的实时网络模型电子地图。
InServiceDispatcher包括故障管理、网络实时运行状况监控、网络操作记录、倒闸规划及模拟操作、报警、工作组管理和分配功能、计算机辅助派工、及事件驱动工单及计划工单的全生命周期管理（图2-7）。
2.3.3现场派工与应急抢修调度管理模块
InService系列产品将劳动力管理的范围扩展到工作现场（field）－即移动劳动力管理。
InService应用提供无线的功能，可以将劳动力管理系统扩展到移动用户端的管理。
InService移动劳动力管理解决方案支持派遣、调度、各种现场工作的移动计算。
这是一个企业级解决方案，企业不再需要存在多个派遣系统。
产品还包括外部系统集成、局域网访问、决策支持工具等完整的InService组件。
InService移动劳动力管理解决方案是同行业市场上独特的一个产品，具有两个主要特点－制图功能和可配置性。
移动产品将制图功能扩展到现场工作组，如街道级路线选择、街
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