袁 瑋 吳意明 蘭衛(wèi)華 鄧祖躍 于海軍 楊宜凡

中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司 廣東深圳 518000

近年來(lái)，中海油數(shù)字化油田建設(shè)力度的不斷加強(qiáng)，開(kāi)展智能硬件建設(shè)，已經(jīng)成為中國(guó)海油的重要戰(zhàn)略舉措[1-2]。為全面提升油田信息化管理水平，為油田生產(chǎn)提供有力的信息保障，構(gòu)建油田生產(chǎn)指揮中心一體化平臺(tái)顯得尤為重要[3-4]。

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心是海上智能油田的重要組成部分，其中分公司生產(chǎn)指揮中心作為“縱向穿透、橫向協(xié)同”的中間層，發(fā)揮“承上啟下”的關(guān)鍵作用，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)三級(jí)聯(lián)動(dòng)的核心部分，開(kāi)展生產(chǎn)指揮中心試點(diǎn)建設(shè)，對(duì)踐行頂層設(shè)計(jì)，推進(jìn)運(yùn)營(yíng)中心落地實(shí)施，助力分公司提升整體運(yùn)營(yíng)效率和應(yīng)變能力，具有重要意義。根據(jù)智能油田頂層設(shè)計(jì)綱要和整體規(guī)劃，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心以實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)營(yíng)指揮，提高運(yùn)營(yíng)決策效率，提升應(yīng)急處理能力，確保安全生產(chǎn)為目標(biāo)。因此，在智能油田基礎(chǔ)框架搭建過(guò)程中，需要重點(diǎn)開(kāi)展生產(chǎn)指揮中心和生產(chǎn)操控中心的試點(diǎn)建設(shè)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心總體規(guī)劃中，包含總部調(diào)控中心、分公司指揮中心和作業(yè)公司操控中心，其中生產(chǎn)調(diào)控中心遵循生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心的總體規(guī)劃，通過(guò)集成現(xiàn)有系統(tǒng)和分公司指揮中心、操控中心的數(shù)據(jù)，自下而上提取重點(diǎn)信息，并下達(dá)推送政策、指揮等決策信息。生產(chǎn)指揮中心和操控中心建設(shè)是集團(tuán)公司數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵。其中生產(chǎn)指揮中心圍繞生產(chǎn)、安全、作業(yè)等全業(yè)務(wù)鏈經(jīng)營(yíng)管理需求，結(jié)合先進(jìn)的信息技術(shù)，整合現(xiàn)有系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，構(gòu)建分公司生產(chǎn)指揮中心。建成決策分析、協(xié)同作業(yè)、監(jiān)控預(yù)警以及應(yīng)急指揮等4個(gè)環(huán)境，提高分公司的運(yùn)營(yíng)管控能力，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)操控中心作為生產(chǎn)一線靠前指揮的管理平臺(tái)，是支撐生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心的重要基礎(chǔ)。通過(guò)開(kāi)展生產(chǎn)操控中心的建設(shè)，改變傳統(tǒng)的管理組織架構(gòu)和生產(chǎn)組織方式，在保障安全環(huán)保的基礎(chǔ)上，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“少人值守?cái)?shù)字油氣田”的管理模式[5]。

1.1 生產(chǎn)指揮中心

從職能角度看，生產(chǎn)指揮中心能夠有效反映分公司全局的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況，生產(chǎn)指揮中心示意圖如圖1 所示。首先，從數(shù)據(jù)方面來(lái)看，生產(chǎn)指揮中心具有承上啟下的作用，能夠匯集各個(gè)作業(yè)區(qū)操控中心和海上設(shè)施的數(shù)據(jù)信息，在匯總和審核后，向集團(tuán)公司生產(chǎn)調(diào)控中心提供數(shù)據(jù)信息和業(yè)務(wù)服務(wù)，如產(chǎn)量、費(fèi)用、生產(chǎn)時(shí)率等關(guān)鍵考核指標(biāo)。其次，從業(yè)務(wù)方面來(lái)看，生產(chǎn)指揮中心能夠進(jìn)行橫向協(xié)同與生產(chǎn)指揮，通過(guò)信息資源共享，建立專(zhuān)業(yè)間業(yè)務(wù)關(guān)系，打破專(zhuān)業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)分公司內(nèi)部業(yè)務(wù)的橫向協(xié)同和縱向的信息傳遞，如飛行計(jì)劃、人員動(dòng)態(tài)、作業(yè)計(jì)劃、費(fèi)用指標(biāo)分解、產(chǎn)量分配、船舶計(jì)劃、提油計(jì)劃等，提高生產(chǎn)效率。第三，從應(yīng)急指揮方面來(lái)看，按照集團(tuán)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心的規(guī)劃，在應(yīng)急情況下實(shí)現(xiàn)三級(jí)聯(lián)動(dòng)，生產(chǎn)指揮中心將要承擔(dān)應(yīng)急指揮的功能，生產(chǎn)指揮中心作為中間層，在縱向穿透中起到承上啟下的關(guān)鍵作用，在橫向協(xié)同中起到跨專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化和決策輔助作用。

圖1 生產(chǎn)指揮中心示意圖生產(chǎn)指揮中心示意圖

1.2 生產(chǎn)操控中心

從其定位來(lái)看，生產(chǎn)操控中心能夠有效反映作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況。首先，生產(chǎn)操控中心能夠向生產(chǎn)指揮中心提供數(shù)據(jù)支撐和業(yè)務(wù)需求，接受上級(jí)指令窗口，提供生產(chǎn)指揮中心需要的產(chǎn)量、生產(chǎn)時(shí)率、關(guān)鍵設(shè)施狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)生產(chǎn)需要向生產(chǎn)指揮中心提出飛行、船舶、提油計(jì)劃等需求。其次，生產(chǎn)操控中心能夠快速對(duì)進(jìn)行作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)指揮和應(yīng)急響應(yīng)。作業(yè)區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)在操控中心進(jìn)行集成匯總，包括作業(yè)區(qū)的職能部門(mén)，所轄井口平臺(tái)、中心平臺(tái)、FPSO 等設(shè)施。業(yè)務(wù)范圍覆蓋生產(chǎn)、油藏、采油、設(shè)備設(shè)施、能耗、安全、費(fèi)用管理等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，海陸協(xié)同管理，并且接受生產(chǎn)指揮中心的生產(chǎn)和調(diào)度指令。第三，生產(chǎn)操控中心能夠?qū)崿F(xiàn)海陸遠(yuǎn)程操控。通過(guò)自控系統(tǒng)建設(shè)，在海上設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)化改造，使海上設(shè)施具備遠(yuǎn)程遙控的條件，實(shí)現(xiàn)在陸地遠(yuǎn)程遙控海上設(shè)施進(jìn)行生產(chǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)海上平臺(tái)的少人化。操控中心必須配套海上設(shè)施自動(dòng)化改造才能具備遠(yuǎn)程遙控功能。

在生產(chǎn)操控中心建設(shè)中結(jié)合南海東部海陸無(wú)光纖的實(shí)際情況，在具備條件的海上設(shè)施推廣海上區(qū)域控制中心建設(shè)，比如恩平油田自控系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)具備遠(yuǎn)程控制功能，恩平油田以海洋石油118 為控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)EP24-2、EP23-1、EP18-1 的遠(yuǎn)程操控；實(shí)現(xiàn)海上中心平臺(tái)控制多個(gè)平臺(tái)的控制模式，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。將3 個(gè)設(shè)施的生產(chǎn)操控人員集中到118 進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)，在少人平臺(tái)整合生產(chǎn)、維修、安全、甲板等人員的職能進(jìn)行用工優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)海上設(shè)施少人化建設(shè)。

1.3 平臺(tái)主要功能

通過(guò)信息化智能化手段，構(gòu)建生產(chǎn)智慧中心，打造生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心一體化平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)，緊密?chē)@生產(chǎn)、鉆完井、QHSE、應(yīng)急協(xié)調(diào)的業(yè)務(wù)，構(gòu)建決策分析環(huán)境、協(xié)同作業(yè)環(huán)境、監(jiān)控預(yù)警環(huán)境以及應(yīng)急指揮環(huán)境。海上數(shù)字化油田生產(chǎn)指揮中心一體化平臺(tái)示意圖如圖2 所示?；跊Q策分析環(huán)境，高質(zhì)量開(kāi)展關(guān)鍵經(jīng)營(yíng)指標(biāo)、作業(yè)量以及費(fèi)用執(zhí)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速頂層決策。協(xié)同作業(yè)環(huán)境下，注重多部門(mén)溝通，實(shí)現(xiàn)勘探開(kāi)發(fā)、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、勘探鉆井、生產(chǎn)應(yīng)急以及生產(chǎn)工程等多部門(mén)、多層級(jí)業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)。在監(jiān)控預(yù)警環(huán)境下，通過(guò)生產(chǎn)、鉆井業(yè)務(wù)多視角運(yùn)營(yíng)監(jiān)控，提供生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、關(guān)鍵經(jīng)營(yíng)指標(biāo)等業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)預(yù)警。應(yīng)急指揮環(huán)境能夠高效融合應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急物資、應(yīng)急流程、應(yīng)急資源、應(yīng)急處理、周邊環(huán)境等不同資源，支撐高效的應(yīng)急指揮協(xié)調(diào)。構(gòu)建生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)模式和生產(chǎn)方式的創(chuàng)新和發(fā)展，通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)決策能力、監(jiān)控指揮能力、系統(tǒng)作戰(zhàn)能力以及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)能力的提升。

圖2 海上數(shù)字化油田生產(chǎn)指揮中心一體化平臺(tái)示意圖

1.3.1 基本功能

以應(yīng)急指揮系統(tǒng)環(huán)境為例，按照現(xiàn)有分公司應(yīng)急響應(yīng)程序和流程設(shè)計(jì)而成，包括應(yīng)急事件接報(bào)、會(huì)議簡(jiǎn)報(bào)、應(yīng)急資源展示、應(yīng)急預(yù)案、動(dòng)態(tài)的臺(tái)風(fēng)路徑、視頻、船舶動(dòng)態(tài)、戰(zhàn)時(shí)模式、應(yīng)急流程圖、視頻會(huì)議等內(nèi)容，集成顯示在“戰(zhàn)時(shí)一張圖”上，形成了實(shí)戰(zhàn)效果很強(qiáng)的指揮平臺(tái)，大大提升了應(yīng)急響應(yīng)能力。

通常情況下，應(yīng)急資源管理包括應(yīng)急倉(cāng)庫(kù)、應(yīng)急隊(duì)伍和專(zhuān)家、船舶監(jiān)控、航班動(dòng)態(tài)等方面。基于應(yīng)急指揮系統(tǒng)環(huán)境，按照實(shí)際海上設(shè)施分布圖和坐標(biāo)位置，可以實(shí)時(shí)查詢(xún)應(yīng)急資源數(shù)量、所在位置等信息，提供應(yīng)急物資保障。在應(yīng)急預(yù)案管理方面，通過(guò)收集和整理分公司和海上設(shè)施既有的應(yīng)急預(yù)案，按照不同場(chǎng)景和事件類(lèi)型自動(dòng)關(guān)聯(lián)事故預(yù)案，在應(yīng)急處置過(guò)程中可以通過(guò)大屏幕查閱預(yù)案內(nèi)容，為應(yīng)急處置提供決策參考。在臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)方面，通過(guò)對(duì)接總部調(diào)控中心和浙江氣象臺(tái)的氣象信息，根據(jù)臺(tái)風(fēng)實(shí)時(shí)路徑可選擇輻射半徑繪制風(fēng)圈，根據(jù)所選半徑可自動(dòng)掃描出輻射范圍內(nèi)所有平臺(tái)、船舶以及物資情況，以達(dá)到臺(tái)風(fēng)實(shí)時(shí)預(yù)警功能，提高科學(xué)決策的能力。在海上視頻顯示方面，通過(guò)對(duì)接協(xié)調(diào)部和操控中心的視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)海陸的視頻信息實(shí)時(shí)共享，部分設(shè)施攝像頭可以遠(yuǎn)程操控角度，所有視頻信號(hào)將通過(guò)操控中心接入指揮中心，第一時(shí)間了解海上設(shè)施的情況。在船舶動(dòng)態(tài)管理方面，基于新的雷達(dá)和AIS 體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警分析、生產(chǎn)設(shè)施管理、歷史數(shù)據(jù)回放等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域海上作業(yè)船舶有效監(jiān)管。在智能語(yǔ)音記錄方面，基于現(xiàn)代化語(yǔ)音軟件，對(duì)信息接報(bào)、信息記錄、信息上報(bào)、應(yīng)急啟動(dòng)、任務(wù)安排等內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)時(shí)語(yǔ)音記錄，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為文字，準(zhǔn)確率在90%以上，提高應(yīng)急時(shí)間和能力。在戰(zhàn)時(shí)模式管理方面，將各類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、優(yōu)化，在“一張圖”救援指揮綜合展示模塊；戰(zhàn)時(shí)模式把應(yīng)急流程圖進(jìn)行有效的嵌套，經(jīng)過(guò)一案一卡結(jié)構(gòu)化、條目化后，有助于應(yīng)急指揮科學(xué)化和規(guī)范化，在預(yù)案啟動(dòng)、應(yīng)急救援過(guò)程中，系統(tǒng)可快速調(diào)取應(yīng)急處置流程。在多屏顯示方面，根據(jù)需求生產(chǎn)指揮中心配置大屏幕，在應(yīng)急情況下，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)多屏和多內(nèi)容的同時(shí)顯示，提高應(yīng)急效果。

1.3.2 關(guān)鍵業(yè)務(wù)事件報(bào)警功能

該功能能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握生產(chǎn)計(jì)劃完成情況，跟蹤作業(yè)最新進(jìn)展，監(jiān)控實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)預(yù)警，報(bào)警數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送，方便管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地了解業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)和及時(shí)處置，提高工作效率，降低事故影響。比如設(shè)施關(guān)停報(bào)警模塊能夠關(guān)聯(lián)操控中心或MES 系統(tǒng)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)施生產(chǎn)狀況，實(shí)現(xiàn)海上生產(chǎn)狀況實(shí)時(shí)掌控。關(guān)鍵設(shè)備關(guān)停報(bào)警模塊能夠持續(xù)監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備，掌握關(guān)鍵設(shè)備健康狀況，實(shí)現(xiàn)預(yù)防維護(hù)預(yù)警，故障關(guān)停報(bào)警。關(guān)鍵考核指標(biāo)偏離報(bào)警模塊能夠?qū)崿F(xiàn)重要考核指標(biāo)智能監(jiān)控，關(guān)鍵參數(shù)趨勢(shì)預(yù)判，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)偏離預(yù)警、報(bào)警及原因預(yù)判。重大事件及項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)提醒模塊能夠跟蹤作業(yè)最新進(jìn)度，對(duì)比項(xiàng)目進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提醒。

1.3.3 協(xié)同智能以及智能分析應(yīng)用功能

建設(shè)智能大腦，從飛機(jī)航路、船舶路徑規(guī)劃、工藝參數(shù)優(yōu)化等方面降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)工作效率，落實(shí)生產(chǎn)指揮中心業(yè)務(wù)協(xié)同能力。比如在飛機(jī)管理模塊能夠協(xié)同制定和管理飛行計(jì)劃，并對(duì)接航司飛行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)最新動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃填報(bào)審批、飛行路線智能優(yōu)化，輔助管理決策，提高工作效率，壓縮飛行時(shí)間。船舶管理模塊能夠?qū)哟肮芾?，?shí)現(xiàn)船舶位置監(jiān)控，依據(jù)貨物數(shù)量、目的地位置智能優(yōu)化航路，實(shí)現(xiàn)船舶資源最優(yōu)化使用，減少船舶航行里程。優(yōu)化工藝參數(shù)模塊能夠深度分析各設(shè)施工藝狀況，橫向?qū)?biāo)關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化提升參數(shù)設(shè)置合理性，如綜合對(duì)標(biāo)化學(xué)藥劑使用，優(yōu)化藥劑使用種類(lèi)、注入量，提升藥劑使用效率，減少使用量。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享，建立專(zhuān)業(yè)間業(yè)務(wù)關(guān)系，打破專(zhuān)業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)分公司內(nèi)部業(yè)務(wù)的橫向協(xié)同，提高工作勞動(dòng)效率。智能定位產(chǎn)量波動(dòng)要因模塊能夠深度分析生產(chǎn)綜合大數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控產(chǎn)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)量波動(dòng)，智能定位產(chǎn)量波動(dòng)要因，提升產(chǎn)量波動(dòng)原因分析效率。智能線上填報(bào)模塊能夠解決飛機(jī)、船舶、提油計(jì)劃線下填報(bào)冗長(zhǎng)、繁瑣、耗時(shí)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)智能線上填報(bào)，自動(dòng)提取人員信息，簡(jiǎn)化人員審核，提高填報(bào)效率。此外，平臺(tái)通過(guò)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)天然氣處理系統(tǒng)生產(chǎn)優(yōu)化、智能預(yù)警、動(dòng)態(tài)可視化。數(shù)字孿生技術(shù)以裝置效益為目標(biāo)，搭建一套天然氣處理實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)、三維可視化系統(tǒng)，使裝置在擾動(dòng)發(fā)生時(shí)保持平穩(wěn)，提升工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性；增加附加值產(chǎn)品的回收率，裝置的效益最大化；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝實(shí)時(shí)可視化，滿足生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮的需求。

2 實(shí)施路徑

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心一體化平臺(tái)的建設(shè)遵循“試點(diǎn)先行，分步實(shí)施”的原則，分為主體搭建、完善提升以及智能化建設(shè)等三期。其中主體搭建階段以生產(chǎn)、鉆完井、QHSE、協(xié)調(diào)為主線，結(jié)合安全環(huán)境、協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)，搭建實(shí)體硬件環(huán)境和軟件平臺(tái)，完成軟件主要功能建設(shè)，完成相關(guān)數(shù)據(jù)集成、圖形化展示、智能分析等，建設(shè)決策分析、協(xié)同作業(yè)、監(jiān)控預(yù)警、應(yīng)急指揮等相關(guān)功能；完善提升階段，圍繞勘探、開(kāi)發(fā)、工程、作業(yè)區(qū)操控中心等業(yè)務(wù)功能，完成相關(guān)數(shù)據(jù)集成、圖形化展示、智能分析等，補(bǔ)充完善決策分析、協(xié)同作業(yè)、監(jiān)控預(yù)警、應(yīng)急指揮等相關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)分公司業(yè)務(wù)全覆蓋和協(xié)同工作，完善和升級(jí)的一期的系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)源系統(tǒng)優(yōu)化；智能化建設(shè)階段，基于大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，經(jīng)過(guò)前期投入使用的運(yùn)營(yíng)模式摸索，結(jié)合組織結(jié)構(gòu)調(diào)整和智能油田規(guī)劃，進(jìn)行資源補(bǔ)建、功能調(diào)整和智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)三級(jí)中心聯(lián)動(dòng)，提升公司整體運(yùn)營(yíng)能力。

3 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心一體化平臺(tái)的建設(shè)，能夠覆蓋總部、分公司、作業(yè)公司統(tǒng)建及自建的多套系統(tǒng)數(shù)據(jù)源，打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中共享，關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)集中監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程E 化，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)及不同專(zhuān)業(yè)的協(xié)同化辦公，為生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)。