地面工程信息管理系统在采油厂的深化应用
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郭 英， 杨 凯， 梁 婷
（新疆油田公司采油二厂， 新疆 克拉玛依 834008）
[摘 要] 采油二厂地面工程信息系统经过多年的建设及应用，功能日趋完善，但在生产管理中的应用仍不够深入广泛。近几年，通过开展地面工程数据深化应用工作，采油二厂在数据正常化、应用功能拓展以及流程管理等方面取得了进步，解决了数据维护及时性不高，历史数据属性仍存有缺失的情况，为管线维修、产能建设、管网优化、科研项目等提供辅助设计和数据应用服务，从而减少生产损失，为地面工程建设保驾护航。
[关键词] 正常化管理；区域规划；流程改造优化； 地质布井
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2015. 05. 058
[中图分类号] F270.7；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2015）05- 0112- 09
1 概 述
采油二厂由于开发时间长且每年都在持续滚动开采新井，目前采油二厂油、气、水管线总长3 700余千米，各类站库600余座，油水井6 000余口。油田地下管网新、旧、老、废管线并存，纵横交错，埋地位置不清，同时流程资料的管理仍采用原始手工操作模式，无法掌握油田管网的实际情况，在安全生产方面埋下隐患。针对这些问题，我厂于1999年开发地面工程信息系统，经过10余年的建设，功能日趋完善，实现产能建设数据正常化入库，但在生产管理中应用仍不够深入广泛，主要表现在：①数据维护及时性不高，历史数据属性仍存有缺失的情况；②在现场基建管理中仍存有挖破管线的情况，造成停产损失；③应用停留在站井的查询层面。为此，从2008年开始，我们重点开展了系统深化应用工作，重点解决数据更新维护不及时、前期采集数据面临报废以及系统应用在新领域尚待拓展等问题，通过需求收集整理，按应用分类为基础应用与深化应用，以提高数据质量，达到数据正常化管理，加强系统深入应用，提高应用程度及频率为目的，通过几年的不断努力，使地面工程信息系统在采油厂生产管理中发挥了更大的作用。
2 所做的主要工作
2.1 根据生产实际需要，对原有系统进行了功能扩展
经过扩展应用功能、简化数据过程等，使系统更为实用、简单易操作。如通过拓扑构网对管破进行追踪最合理关阀线路，地面工程数据在油田现场的指导作用等。
2.1.1 数据的拓扑构网工具开发和关系建立
为解决数据构网的难题，开发了网络拓扑构网工具，对单井线和井的自动连接及对阀池的拆分工具的开发，将面状阀池拆分为点状进行构网，从而由手工修正、检查构网情况改为计算机检查，使数据构网操作步骤更为简洁方便，从而提高了数据分析质量。
拓扑关系模型数据库的建立
按照GeoMedia Public Work构网模型要求，对参与构网的特征进行规则关系建立，以下列举了部分规则关系。
2.1.2 开发了GPS现场应用功能
为了方便野外人员对地面工程数据的使用，开发了GPS现场应用功能，野外人员通过手持GPS完成对地面工程数据的查询统计及图形浏览。
（1）GPS离线应用功能。可将地面工程数据按一定范围下载到本机，实现数据在无网络环境下的应用，支持对矢量数据及影像数据的下载。
（2）GPS设备的基本操作功能开发。在GPS设备上对属性数据的查询、空间位置的定位，在油田现场的当前位置对地下管线进行查询，对其规格、长度、投用年度，以及当前区域的管线交错情况进行了解，有助于工程设计、各类施工、管网管理等工作的顺利开展。
2.2 完善了地面工程业务流程
业务描述
（1）根据年初开发处的产能计划做矿管开采登记申请资料准备、申报办证、矿管年报、征地资料准备与办理手续。
（2）征地后做环评资料准备与委托、验收、办理批复，劳安卫评价资料准备与办理委托、验收，消防手续办证资料准备、验收及办理手续。
（3）根据年初开发处的产能计划做地面施工计划，并且委托设计院设计施工方案。
（4）监督中标施工单位的工程施工质量和进度及竣工验收。
（5）科研项目管理立项、检查、验收、上报成果及建立台账。
（6）采油厂将当年的地面工程项目维修、改扩建及报废的站、库、管线等汇总上报工程技术处地面工程岗。
（7）采油厂将站、库的属性数据汇总上报基建工程处地面工程岗。
2.3 建立了数据正常化管理流程，实现数据正常化入库
地面工程数据流向如图3所示，数据由作业区队流向采油单位基建工程和地面工程管理部门，经审核合格进入采油单位数据库，再经油田公司基建工程处相关科室审核，最后进入油田公司地面工程数据库。
在各项规范及测绘技术的保证下，我厂数据正常化工作主要包括新建产能数据、厂大小修自测数据、管线破漏数据、历史数据规范整理完善迁移、属性数据维护工作，达到正常化入库的目的。
（1）通过多年的数据正常化管理，形成了一套数据管理流程规范，用于指导、加强地面工程数据工作的协作以及数据规范化，陆续颁布实施了：《采油二厂地理信息数据管理细则》《采油二厂流程管理规定》《产能建设数据验收流程》《采油二厂数据申请报告》《采油二厂地面工程大小修数据采集管理规范》（试行）。
（2）测绘技术在我采油二厂的推广应用，保证了地面大小修数据入库和测绘成果的应用。通过组织培训厂内基建管理者掌握各种测绘设备，自主开展大小修工程数据采集入库，并形成测绘程序、测绘技术、内业处理一系列的技术手段及经验，为保证数据实时采集入库打下了坚实的基础。 该项工作的开展，改变了原有的基础数据维护模式，采用直接实测入库，保证了数据的准确率，有效降低了数据的差错率。
在规范化的数据管理下，自2008年起至目前，共计入库344计量配水站（撬），389座集油注水阀池，集油线534千米，注水线363千米等。
目前采油二厂地面工程数据共有数据246 460条，涵盖地面工程各类设施，为深化应用提供数据支撑。
3 深化应用效果
扩展了系统功能，保障了数据准确性，大力开展系统培训及应用引导，地面工程较以前，有了纵深的应用，主要有流程管理、区域分析、辅助规划设计、产能建设布井方案设计、流程优化改造、科项研究等。
3.1 在流程管理方面，取得了优化管网，精确管理的成效
通过精确定位，辨认管线连头点，避免搭错管线而造成不必要的损失。
2012年10月按工艺设计要求，采出液处理站需要进行天然气管线连头，搭线在81#原油处理站2号计量间天然气线上（Q81-2号配气间），现场挖掘暴露出10米长的管线，基建人员确定其为Q81-3号配气间管道。经对该管线和81#2号计量间天然气阀池点测绘，进行数据叠加，发现这10米管线与SY82-81集油线叠加在一起，其管径、壁厚与油田现场管线相符。从系统上查询到天然气管线在暴露管线的东侧100米左右，根据这个结论，通过管线探测仪探测到该天然气管线，从而避免了搭错管线。
3.2 在区域分析方面，运用坐标叠加技术，推动了系统深化应用的程度与范围
在地面工程数据基础上，按用户指定的坐标范围进行区域分析，如区域内的油水井、管线分布及数量，是否有油藏、是否有产能部署等，新增区域分析方便各类用户较全面地了解地面设施、地下管网的现状。
（1）坐标叠加技术，如图所示。
在系统中查询出相应的管线和站位数据，通过编辑不同线条粗细、颜色或标准的图示，系统自然生成用户所需要反映流程的实际位置和连接关系图。在流程改造调整过程中，利用地理信息系统进行连接关系和运行参数优选，以及管网走向、布局模拟，使管网改造和工程建设配套管网调整实现了方案最优，施工时间最短，停产损失最小。下面为具体实例。
如：确定注水干线清洗长度以及所带的计量配水站数量，保证增产增注效果。
2012年6月，受采油二厂委托由华隆公司对ZS801-8、ZS701-2等注水干线进行清洗，这批注水管线距上次清洗时间已有5年，为清除管内结垢，降低注水站注水单耗，改善源线注入水质，提高注水量。
华隆公司根据作业区提供的资料与现场校核后存有不清之处，通过系统信息查询，了解注水干支线、计量配水站、注水井归属和之间的距离，通过对比，排除了有疑虑的计量配水站。以ZS801-8线为例，干线至7835站的总长为3 912.4米，所带计量站为8543、8529、7864、7856、8530、7835。从而确定了工作内容，提前了施工时间，为注水干线提前投入无垢运行，达到增产增注的目的。
3.3 在辅助规划设计方面，缩短了设计时间，工程量更为精准
在现有的地面工程数据上进行规划、设计，参考在用设备设施地形等参数，使设计更为精准、全面，缩短施工周期。
2011-2012年期间，由于克白快速干道、省道S201穿越我厂油区，先后出具了5种设计方案，最终确定了我厂油区计量站迁移、封井、管线改道、电力线迁移、涵洞穿越等。缩短了设计时间，精算工作量，为道路早日投用争取了时间。
3.4 在产能建设布井方案设计方面，提供基础数据分析，布井合理
利用地面工程数据与三维影像数据叠加，定制出与油田现场相符的地面设施方案。由于新井的布井方案与地面工程的井、计量站、道路、管线、电力线以及地形情况等有密切关系，而地面工程数据能够满足对井、计量站、道路、管线、电力线数据的需求，三维影像数据能够满足区块地形分布情况的需求，从而定制出符合生产现场现状的地质预布井示意图。截至目前，地质所在设计井位时一直应用该技术方案。
3.5 在地面流程制图方面，采用工程数据与CAD软件的技术结合
2013年，采油二厂大规模进行3次采油建设，在该建设中埋地管线为非金属材质，且存在同沟60条的现象，为便于管线的维护和管理，进行单井管线实测。在成图的CAD中，为保证新成立的三次采油作业区开采范围地面流程完整，有助于管网管理及现场施工，通过技术攻关，将地面工程数据库划拨的几个老站及其井和管线导入CAD，使其成为完整的流程图。
在打印纸质图纸的基础上，新增各类格式的电子图件，可随意放大缩小，方便用户应用。
为A11等重大项目提供各类样图、部署图，为项目的提供数据分析和依据。
通过系统快速模拟新建产能设施，实现流程改造、调整的模拟优化，有效分析测算，辅助规划设计，加快部署时间。
4 应用效益
系统自经过系统扩展，数据正常化以来，取得了以下3个方面的效益：
（1）流程管理便利。满足管网日常维护的需求以及流程突发状况的及时处理，同时为数据的实时更新提出高质量要求，规范数据属性填写以及及时更新。
（2）工作量确定快捷。精确测算，减少了人工估算的误差，提高工作计划可信度，提高了工作效率，减轻了人员的劳动强度。
（3）数据统计简便。改变手工统计模式，缩短统计时间。如根据投用年限、材质、用途统计，以往通过各生产单位手工统计，生产运行科汇总，并人工检查有无遗漏，需要3～5天时间完成。系统则4小时完成，对数据无遗漏统计。
（4）推广GPS设备测绘技术。采用GSM的GPS RTK定位测量技术，利用新疆油田公司部署的VRS测绘网，同时提高GPS设备的信号精度，改变了设备在管沟里无法接受到信号的问题，从而高精度地完成数据采集。
（5）项目应用成果显著。为产能建设地质布井方案提供方案所用的数据图形依据，利用地面工程数据与三维影像数据叠加，定制出与油田现场相符的地面设施方案。由于新井的布井方案与地面工程的井、计量站、道路、管线、电力线以及地形情况等有密切关系，三维影像数据能够满足区块地形分布的需求，从而定制出符合生产现场现状的地质预布井图。
系统提高了数据正常化入库的及时性，进而为深化应用打下基础，使地面工程管理达到标准化、规范化的管理水平。
5 结束语
通过系统深化应用工作，取得了很好的应用效益，大修工程测绘（管线、计量站、阀池等），每年可节省资金10万元，达到及时入库保证了数据应用；每年干支管线发生破漏40余起，管理人员借助地面工程系统，结合现场开挖点在纵横交错的干支线中确定破漏管线，快速制订关闸方案，减少产量损失；各类制图为各项工作带来便利。每年定制打印大幅面纸质图约170幅，电子图68幅。
这些工作的开展，有力地促进了采油厂地面工程数据管理水平提升，对采油厂智能油田建设及应用具有直接的推动作用。
主要参考文献
[1] 龚健雅. 地理信息系统基础[M]. 北京：科学出版社，2001：210-215.