關鍵詞： 數字化油田 SOA架構 監控組態軟件 ForceControl GIS系統
概述：中石油西北某油田是一個復雜的、多層結構的信息化系統，該項目集成了多種硬件平臺、軟件平臺、多種開發工具，是多個廠家共同實施和開發的特大型“數字化”項目，實施周期長，項目中將采用幾千套的力控監控組態軟件作為基礎的油井、氣井、聯合站、集輸等油田關鍵生產的數據采集與集成，同時力控企業實時數據庫pSpace作為海量分布式數據管理平臺起到集中數據處理與存儲的作用，力控系列產品家族作為基礎的自動化軟件平臺和數據中心管理平臺為數字化油田基礎的數據采集與管理發揮了巨大的作用。
1、 項目背景介紹
該油田為國內第二大油田，礦產資源登記面積25.78萬平方公里,跨越5省區， 油田管理的7萬口油、氣、水井分布在37萬平方公里的鄂爾多斯盆地，涉及4?。▍^）、數十個市縣，各采油、采氣廠比較分散獨立，管理難度之大、企業成本之高可想而知。
為了降低企業成本、完善企業管理、提高企業在行業的競爭力，該油田成立了數字化建設項目組，利用采油工藝整體優化技術、油藏管理技術、自動控制技術、計算機網絡技術、數據整合技術、數據共享與交換技術，結合油田特點，集成、整合現有的綜合資源，創新技術和管理理念，建立全油田統一的生產管理、綜合研究的數字化管理系統，實現“同一平臺、信息共享、多級監視、分散控制”，達到強化安全、過程監控、節約人力資源和提高效益的目標。
2、 項目實施與應用情況詳細介紹
2.1項目的規劃
數字化油田項目采用面向SOA的服務的多層架構，系統與地理信息系統、視頻系統、管理信息系統無縫集成，所有的生產數據完全由力控自動化軟件平臺采用分布式構架進行遠程匯總。以建設“油氣田生產運行管理系統”為樞紐，建立面向油氣田生產、科研、管理、經營的生產管理調度系統和信息資源共享平臺，做到油氣田生產管理指揮智能化、辦公自動化、管理信息化、信息資源網絡化、業務處理電子化以及決策科學信息化，實現油氣田生產管理的高度協調統一，把油氣田建設成為現代化的數字油氣田。
油田采氣廠與輸油處SCADA系統，先將采氣廠與輸油處的數據由各個分廠采集至西安某大廈信息中心，為生產與調度提供原始數據，同時給Google Earth電子地圖系統提供方便的數據接口。
2.2、系統網絡拓撲圖
2.2.1系統整體網絡圖
油田有多個采油廠每個采油廠的信息化程度千差萬別、使用的硬件設備和軟件也不相同。每個廠需要采集點數為6000/4000余點。數據的實時性、安全性、可靠性是油田數字化的基礎，為了建立安全可靠的數據平臺，在各分廠采用北京三維力控科技的監控組態軟件ForceControl V6.1和力控科技自主知識產權的實時數據庫產品pSpace。ForceControl V6.1與pSpace可以很好的無縫集成，保證了數據的安全可靠。
該信息化項目將采用幾千套的監控組態軟件作為基礎的油井、氣井、聯合站、集輸等油田關鍵生產的數據采集與集成，力控企業實時數據庫pSpace作為海量數據管理平臺起到集中數據處理的作用，該項目完全是一個多層結構，多種軟件平臺、多種開發工具、多個廠家實施的特大型數字化項目，力控產品家族在該項目中作為基礎的自動化軟件平臺和數據中心平臺發揮了巨大的作用。
分廠信息處理舉例：
信息中心針對數據管理平臺配備兩臺冗余的服務器，在內網中運行，為確保網絡安全，專門配置一臺雙網卡服務器,一網口采集第三方軟件的數據，另一網口接入至VPN專網，力控ForceControl V6.1組態軟件以OPC方式采集第三方的數據,將采集的數據一方面交由本地實時數據庫pSpace處理，另一方面通過力控的NetServer組件，供遠端力控實時數據庫pSpace快速訪問數據。各分廠需要采集的數據經力控分布式實時數據庫pSpace進行數據匯總后，統一送到面向SOA服務結構的管理系統中。
2.2.2采油（氣）廠網絡拓撲圖
2.3采油（氣）廠實施方案
油田的眾多采油（氣）廠，雖然信息化程度千差萬別、使用的硬件設備和軟件也不相同，但采用的網絡結構大體相似。下面以力控軟件在蘇里格油氣田的解決方案為例，詳述采油（氣）廠的方案實施。
2.3.1 現場系統現狀
由于油田油井負荷監控的設備五花八門，各家產品的技術手段完全不一樣，油井負荷控制RTU里的的傳輸協議，通訊標準也無法做到統一，而該油田選用的廠家設備眾多，因此監控組態軟件配合廠家實現的手段也各種各樣，對監控組態軟件開發廠家提出了集成的挑戰，而RTU存儲的負荷數據進到上位機監控組態軟件后，各個廠家實現的手段也不一樣，有的用文件方式做存儲，有的采用關系數據庫做存儲，由于模式不一樣，比如常見的C/S、B/S網絡發布各家采用的開發模式都不一樣，同時廠家技術力量的參差不齊也為以后的系統維護帶來很多的隱患。由力控ForceControl V6.1作為統一的采集平臺進行內網web發布與數據傳輸，滿足了各類集成商統一部署的需要，對以后系統擴展和升級帶來了便利。
2.3.2力控解決方案
廠家的負荷管理的數據部分統一采用關系數據庫做存儲，自己控制和管理，自己實現WEB發布后，與力控ForceControl V6.1的發布功能進行集成發布，這樣的好處是廠家自己的監控管理軟件出現問題的時候不會干擾到力控的軟件，方便后續改造和升級。
井場控制站現有PLC/RTU負責采集井場的數據，如壓力，流量，溫度等等，通過GPRS/電臺的方式往集氣站發送數據；集氣站裝有PC機，安裝擁有國內大量SCADA應用案例的力控組態軟件采集來自井場的數據，每一個集氣站大約采集50-60口井的數據，同時可以考慮在集氣站設置RTU采集單元，對一些集氣站的信號進行采集并上發；建造2-3座氣處理廠，通過光纖采集若干集氣站的數據，同時處理廠裝有DCS控制系統，采集本廠的數據；通過在輸油管道關鍵部位、油氣區重點路段和井場、井站安裝視頻監控、設置電子視頻跟蹤鎖定及傳聲警示等電子遙控系統，實現異常情況自動報警，監控出入油區的車輛、人員。在油氣廠調度中心建造一個生產調度中心，安裝具有很高性能的實時數據庫pSpace通過光纖采集集氣站的數據和氣處理廠以及來自管網的數據，實現統一的管理。
廠級調度中心提供系統的全部功能，實現在調度中心通過計算機系統遠程監控場站、天然氣輸配管網的運行情況，企業級實時數據庫pSpace5.0 Server作為SCADA實時服務器負責處理、存儲、管理從場站、輸配管網各遠程站點傳送來的實時數據，同時又為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。歷史數據經壓縮處理后存放在pSpace5.0 Server歷史庫中，也可以通過pSpace5.0 ODBCRouter寫入關系型數據庫ORACLE中。SCADA實時數據服務器運行通信管理軟件，可完成與各遠程站點的通信鏈接、協議轉換、網絡管理等任務。
蘇里格氣田開發是長慶創新實施數字化的典型。實施數字化管理前人工巡井是3天1次，如今控制平臺可實現每5分鐘電子巡井一次，巡井頻率是人工巡井的800多倍。這個氣田將來生產規模達到200億立方米以上，建設的氣井和集氣站將分別達到上萬口、120座，數字化管理可將用工的目標控制在2000人以內。數字化給長慶人觀念帶來革命性變革，成為長慶油田實施低成本戰略、加快油氣田開發的驅動力。
3、數字化大油田的構建
3.1調度中心數據平臺
在其信息中心油田可采用企業級的實時、歷史數據庫，匯集各采油（氣）廠的數據，采用面向SOA的服務的多層架構軟件平臺，數據處理系統與地理信息系統、視頻系統、管理信息系統無縫集成，將超過眾多廠家的SI在統一平臺上進行開發、實施和部署。將所有廠區工藝畫面都進行了適合于WEB發布的形式重新組態，按地圖中不同的節點配置不同的INDEX.HTM文件，可以很直觀的從電子地圖訪問到某廠的某個站控系統當前的運行情況。
利用SOA架構的接口標準化、業務功能模塊化、跨平臺和重用性等優點集成視頻系統實時遠程視頻監控生產、生活區安全關鍵點狀態；安全異常、突發事件自動報警及應急指令調度處理；集成管理信息系統實現了物資供應部門從計劃到采購、庫存、消耗整個物流的管理過程，實現了采購業務與投資計劃、財務與成本、庫存等信息集成，提供油田所需各類物資管理報表，利用系統數據進行全局性的統計分析計算，為領導提供決策支持。
3.2力控軟件與視頻系統的集成
與視頻監控系統進行良好的集成，支持SCADA畫面如何與視頻畫面進行聯動，可以與數字視頻技術基于服務器端與客戶端方式的開放融合。
