地面工程信息管理系統在采油廠的深化應用

郭 英，楊 凱，梁 婷

（新疆油田公司采油二廠，新疆 克拉瑪依 834008）

地面工程信息管理系統在采油廠的深化應用

郭 英，楊 凱，梁 婷

（新疆油田公司采油二廠，新疆 克拉瑪依 834008）

采油二廠地面工程信息系統經過多年的建設及應用，功能日趨完善，但在生產管理中的應用仍不夠深入廣泛。近幾年，通過開展地面工程數據深化應用工作，采油二廠在數據正?；?、應用功能拓展以及流程管理等方面取得了進步，解決了數據維護及時性不高，歷史數據屬性仍存有缺失的情況，為管線維修、產能建設、管網優化、科研項目等提供輔助設計和數據應用服務，從而減少生產損失，為地面工程建設保駕護航。

正?；芾?；區域規劃；流程改造優化；地質布井

1 概 述

采油二廠由于開發時間長且每年都在持續滾動開采新井，目前采油二廠油、氣、水管線總長3 700余千米，各類站庫600余座，油水井6 000余口。油田地下管網新、舊、老、廢管線并存，縱橫交錯，埋地位置不清，同時流程資料的管理仍采用原始手工操作模式，無法掌握油田管網的實際情況，在安全生產方面埋下隱患。針對這些問題，我廠于1999年開發地面工程信息系統，經過10余年的建設，功能日趨完善，實現產能建設數據正?；霂?，但在生產管理中應用仍不夠深入廣泛，主要表現在：①數據維護及時性不高，歷史數據屬性仍存有缺失的情況；②在現場基建管理中仍存有挖破管線的情況，造成停產損失；③應用停留在站井的查詢層面。為此，從2008年開始，我們重點開展了系統深化應用工作，重點解決數據更新維護不及時、前期采集數據面臨報廢以及系統應用在新領域尚待拓展等問題，通過需求收集整理，按應用分類為基礎應用與深化應用，以提高數據質量，達到數據正?；芾?，加強系統深入應用，提高應用程度及頻率為目的，通過幾年的不斷努力，使地面工程信息系統在采油廠生產管理中發揮了更大的作用。

2 所做的主要工作

2.1 根據生產實際需要，對原有系統進行了功能擴展

經過擴展應用功能、簡化數據發布過程等，使系統更為實用、簡單易操作。如通過拓撲構網對管破進行追蹤最合理關閥線路，地面工程數據在油田現場的指導作用等。

2.1.1 數據的拓撲構網工具開發和關系建立

為解決數據構網的難題，開發了網絡拓撲構網工具，對單井線和井的自動連接及對閥池的拆分工具的開發，將面狀閥池拆分為點狀進行構網，從而由手工修正、檢查構網情況改為計算機檢查，使數據構網操作步驟更為簡潔方便，從而提高了數據分析質量。

拓撲關系模型數據庫的建立

按照GeoMedia Public Work構網模型要求，對參與構網的特征進行規則關系建立，以下列舉了部分規則關系。

2.1.2 開發了GPS現場應用功能

為了方便野外人員對地面工程數據的使用，開發了GPS現場應用功能，野外人員通過手持GPS完成對地面工程數據的查詢統計及圖形瀏覽。

圖1 規則關系圖

（1）GPS離線應用功能?？蓪⒌孛婀こ虜祿匆欢ǚ秶螺d到本機，實現數據在無網絡環境下的應用，支持對矢量數據及影像數據的下載。

（2）GPS設備的基本操作功能開發。在GPS設備上對屬性數據的查詢、空間位置的定位，在油田現場的當前位置對地下管線進行查詢，對其規格、長度、投用年度，以及當前區域的管線交錯情況進行了解，有助于工程設計、各類施工、管網管理等工作的順利開展。

2.2 完善了地面工程業務流程

圖2 業務流程圖

業務描述

（1）根據年初開發處的產能計劃做礦管開采登記申請資料準備、申報辦證、礦管年報、征地資料準備與辦理手續。

（2）征地后做環評資料準備與委托、驗收、辦理批復，勞安衛評價資料準備與辦理委托、驗收，消防手續辦證資料準備、驗收及辦理手續。

（3）根據年初開發處的產能計劃做地面施工計劃，并且委托設計院設計施工方案。

（4）監督中標施工單位的工程施工質量和進度及竣工驗收。

（5）科研項目管理立項、檢查、驗收、上報成果及建立臺賬。

（6）采油廠將當年的地面工程項目維修、改擴建及報廢的站、庫、管線等匯總上報工程技術處地面工程崗。

（7）采油廠將站、庫的屬性數據匯總上報基建工程處地面工程崗。

2.3 建立了數據正?；芾砹鞒?，實現數據正?；霂?/p>

地面工程數據流向如圖3所示，數據由作業區隊流向采油單位基建工程和地面工程管理部門，經審核合格進入采油單位數據庫，再經油田公司基建工程處相關科室審核，最后進入油田公司地面工程數據庫。

圖3 數據流程圖

目前我們廠地面工程系統現有數據分類表54張，覆蓋了全廠地面設施及交通、水系等的空間坐標和屬性信息。

表1 地面工程數據表

續表1

在各項規范及測繪技術的保證下，我廠數據正?；ぷ髦饕ㄐ陆óa能數據、廠大小修自測數據、管線破漏數據、歷史數據規范整理完善遷移、屬性數據維護工作，達到正?；霂斓哪康?。

（1）通過多年的數據正?；芾?，形成了一套數據管理流程規范，用于指導、加強地面工程數據工作的協作以及數據規范化，陸續頒布實施了：《采油二廠地理信息數據管理細則》《采油二廠流程管理規定》《產能建設數據驗收流程》《采油二廠涉密數據申請報告》《采油二廠地面工程大小修數據采集管理規范》（試行）。

（2）測繪技術在我采油二廠的推廣應用，保證了地面大小修數據入庫和測繪成果的應用。通過組織培訓廠內基建管理者掌握各種測繪設備，自主開展大小修工程數據采集入庫，并形成測繪程序、測繪技術、內業處理一系列的技術手段及經驗，為保證數據實時采集入庫打下了堅實的基礎。

圖4 油田現場與測繪數據

圖5 測繪數據整理

該項工作的開展，改變了原有的基礎數據維護模式，采用直接實測入庫，保證了數據的準確率，有效降低了數據的差錯率。

在規范化的數據管理下，自2008年起至目前，共計入庫344計量配水站（撬），389座集油注水閥池，集油線534千米，注水線363千米等。

表2 近年數據入庫情況

目前采油二廠地面工程數據共有數據246 460條，涵蓋地面工程各類設施，為深化應用提供數據支撐。

3 深化應用效果

擴展了系統功能，保障了數據準確性，大力開展系統培訓及應用引導，地面工程較以前，有了縱深的應用，主要有流程管理、區域分析、輔助規劃設計、產能建設布井方案設計、流程優化改造、科項研究等。

3.1 在流程管理方面，取得了優化管網，精確管理的成效

通過精確定位，辨認管線連頭點，避免搭錯管線而造成不必要的損失。

2012年10月按工藝設計要求，采出液處理站需要進行天然氣管線連頭，搭線在81#原油處理站2號計量間天然氣線上（Q81-2號配氣間），現場挖掘暴露出10米長的管線，基建人員確定其為Q81-3號配氣間管道。經對該管線和81#2號計量間天然氣閥池點測繪，進行數據疊加，發現這10米管線與SY82-81集油線疊加在一起，其管徑、壁厚與油田現場管線相符。從系統上查詢到天然氣管線在暴露管線的東側100米左右，根據這個結論，通過管線探測儀探測到該天然氣管線，從而避免了搭錯管線。

3.2 在區域分析方面，運用坐標疊加技術，推動了系統深化應用的程度與范圍

圖6 測繪點與地面工程數據疊加圖

在地面工程數據基礎上，按用戶指定的坐標范圍進行區域分析，如區域內的油水井、管線分布及數量，是否有油藏、是否有產能部署等，新增區域分析方便各類用戶較全面地了解地面設施、地下管網的現狀。

（1）坐標疊加技術，如圖所示。

圖7 數據轉換流程圖

（2）基于Oracle Spatial的空間數據存儲、分析與解算技術， 實現批量井位、站位等點線數據的批量坐標提?。ㄈ绻?所示）。

圖8 分析解算語句與結果

在系統中查詢出相應的管線和站位數據，通過編輯不同線條粗細、顏色或標準的圖示，系統自然生成用戶所需要反映流程的實際位置和連接關系圖。在流程改造調整過程中，利用地理信息系統進行連接關系和運行參數優選，以及管網走向、布局模擬，使管網改造和工程建設配套管網調整實現了方案最優，施工時間最短，停產損失最小。下面為具體實例。

圖9 八一站區域規劃圖

如：確定注水干線清洗長度以及所帶的計量配水站數量，保證增產增注效果。

2012年6月，受采油二廠委托由華隆公司對ZS801-8、ZS701-2等注水干線進行清洗，這批注水管線距上次清洗時間已有5年，為清除管內結垢，降低注水站注水單耗，改善源線注入水質，提高注水量。

華隆公司根據作業區提供的資料與現場校核后存有不清之處，通過系統信息查詢，了解注水干支線、計量配水站、注水井歸屬和之間的距離，通過對比，排除了有疑慮的計量配水站。以ZS801-8線為例，干線至7835站的總長為3 912.4米，所帶計量站為8543、8529、7864、7856、8530、7835。從而確定了工作內容，提前了施工時間，為注水干線提前投入無垢運行，達到增產增注的目的。

3.3 在輔助規劃設計方面，縮短了設計時間，工程量更為精準

在現有的地面工程數據上進行規劃、設計，參考在用設備設施地形等參數，使設計更為精準、全面，縮短施工周期。

2011-2012年期間，由于克白快速干道、省道S201穿越我廠油區，先后出具了5種設計方案，最終確定了我廠油區計量站遷移、封井、管線改道、電力線遷移、涵洞穿越等?？s短了設計時間，精算工作量，為道路早日投用爭取了時間。

圖10 克白快速干道界面

圖11 7844#排污池面積測算

在空間地理位置對管線維修處進行標注，并加以管線的屬性信息說明，尤其為實現管線穿孔、焊口斷開等故障的緊急處理提供輔助性設計。

圖12 管網輔助方案設計查詢界面

3.4 在產能建設布井方案設計方面，提供基礎數據分析，布井合理

利用地面工程數據與三維影像數據疊加，定制出與油田現場相符的地面設施方案。由于新井的布井方案與地面工程的井、計量站、道路、管線、電力線以及地形情況等有密切關系，而地面工程數據能夠滿足對井、計量站、道路、管線、電力線數據的需求，三維影像數據能夠滿足區塊地形分布情況的需求，從而定制出符合生產現場現狀的地質預布井示意圖。截至目前，地質所在設計井位時一直應用該技術方案。

圖13 布井界面

3.5 在地面流程制圖方面，采用工程數據與CAD軟件的技術結合

2013年，采油二廠大規模進行3次采油建設，在該建設中埋地管線為非金屬材質，且存在同溝60條的現象，為便于管線的維護和管理，進行單井管線實測。在成圖的CAD中，為保證新成立的三次采油作業區開采范圍地面流程完整，有助于管網管理及現場施工，通過技術攻關，將地面工程數據庫劃撥的幾個老站及其井和管線導入CAD，使其成為完整的流程圖。

在打印紙質圖紙的基礎上，新增各類格式的電子圖件，可隨意放大縮小，方便用戶應用。

圖14 三次采油作業區地面流程圖界面

3.6 在科研方面，輔助重大項目的數據分析并提供依據

圖15 東油區光纜部署圖

為A11等重大項目提供各類樣圖、部署圖，為項目的提供數據分析和依據。

通過系統快速模擬新建產能設施，實現流程改造、調整的模擬優化，有效分析測算，輔助規劃設計，加快部署時間。

4 應用效益

系統自經過系統擴展，數據正?；詠?，取得了以下3個方面的效益:

（1）流程管理便利。滿足管網日常維護的需求以及流程突發狀況的及時處理，同時為數據的實時更新提出高質量要求，規范數據屬性填寫以及及時更新。

（2）工作量確定快捷。精確測算，減少了人工估算的誤差,提高工作計劃可信度，提高了工作效率，減輕了人員的勞動強度。

（3）數據統計簡便。改變手工統計模式，縮短統計時間。如根據投用年限、材質、用途統計，以往通過各生產單位手工統計，生產運行科匯總，并人工檢查有無遺漏，需要3~5天時間完成。系統則4小時完成，對數據無遺漏統計。

（4）推廣GPS設備測繪技術。采用GSM的GPS RTK定位測量技術，利用新疆油田公司部署的VRS測繪網，同時提高GPS設備的信號精度，改變了設備在管溝里無法接受到信號的問題，從而高精度地完成數據采集。

（5）項目應用成果顯著。為產能建設地質布井方案提供方案所用的數據圖形依據，利用地面工程數據與三維影像數據疊加，定制出與油田現場相符的地面設施方案。由于新井的布井方案與地面工程的井、計量站、道路、管線、電力線以及地形情況等有密切關系，三維影像數據能夠滿足區塊地形分布的需求，從而定制出符合生產現場現狀的地質預布井圖。

系統提高了數據正?；霂斓募皶r性，進而為深化應用打下基礎，使地面工程管理達到標準化、規范化的管理水平。

5 結束語

通過系統深化應用工作，取得了很好的應用效益，大修工程測繪（管線、計量站、閥池等），每年可節省資金10萬元，達到及時入庫保證了數據應用；每年干支管線發生破漏40余起，管理人員借助地面工程系統，結合現場開挖點在縱橫交錯的干支線中確定破漏管線，快速制訂關閘方案，減少產量損失；各類制圖為各項工作帶來便利。每年定制打印大幅面紙質圖約170幅，電子圖68幅。

這些工作的開展，有力地促進了采油廠地面工程數據管理水平提升，對采油廠智能油田建設及應用具有直接的推動作用。

[1]龔健雅.地理信息系統基礎[M].北京：科學出版社，2001:210-215.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.05.058

F270.7；TP315

A

1673-0194（2015）05-0112-09

2014-12-22