中石油管道物联网交流材料V1-0课件

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Forth level,Click to edit Master title style,124,Subject Title,Unit of Measure,R,作业区,dmap,MASTER STAMP,中国石油油气生产物联网联合项目组,Click to edit Master text styles,Second level,Click to edit Master title style,Subject Title,Unit of Measure,R,作业区,dmap,MASTER STAMP,中国石油油气生产物联网联合项目组,2,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Forth level,Click to edit Master title style,90,Subject Title,Unit of Measure,R,作业区,dmap,MASTER STAMP,中国石油油气生产物联网联合项目组,中国石油天然气管道物联网系统,交流材料,2015年8月,A11,项目介绍,油气生产物联网项目背景,油气生产物联网,的设计思路及,方法,油气生产物联网总体架构,业务架构,应用架构,数据架构,集成方案,技术方案,安全方案,A11,系统设计小结,对业务流程和管理模式的影响,对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响,A11,项目对天然气管道物联网建设的启示,目录,油气生产物联网项目的背景,党和国家领导人高度重视物联网技术的发展应用。2011年，,国家,提出了“物联网十二五发展规划”，分析了我国物联网发展现状和面临形势，确立了物联网今后发展的指导思想、发展原则和目标,，,提出“十二五”期间物联网发展的八项主要任务。,一些国际,石油公司和中国,石油下属生产单位在油气生产物联网的应用领域进行了许多有益的尝试、为下一步大规模推广提供了宝贵的经验。,中国石油,为加快业务领域的信息化建设，全面提升企业的整体管理水平，在,中国石油“十二五”信息技术总体规划,中提出了建设油气生产物联网系统（,A11,）项目。,中国石油,早在,2011,年就物联网技术引入石油上游生产过程进行了可行性论证。论证报告结论认为物联网在中国石油上游生产过程的应用条件已经基本成熟，无论在国际还是在中国石油内部，都有许多物联网应用的成功经验，并且取得了很好的经济效益,。因此提,出了在“十二五”期间在中国石油上游成产过程全面开展油气田生产物联网系统建设是可行的、必要的,。,油气生产物联网系统是上游信息化的重点工作之一,“油气生产物联网系统（,A11,）”已被集团公司列为“十二五”信息技术总体规划重点建设的三大标志性工程之一。,油气销售,辅助决策,经营管理,生产,操作,油气生产,油气田开发建设,生产管理,油气田应用集成系统,数据仓库系统,档案管理系统、矿区服务系统、办公管理系统、健康安全环保系统、应急管理系统、人力资源管理系统,油气生产物联网系统,油气水井生产数据管理系统,节能节水管理系统、信息技术培训、物资采购管理信息系统,勘探与生产调度指挥系统,（含勘探生产管理、油藏评价管理）,采油与地面工程运行管理系统,勘探与生产,ERP,系统、油田服务,ERP,系统,勘探与生产技术数据管理系统,数字盆地系统,勘探与生产调度指挥系统,(,含矿权管理、储量管理,),勘探与生产调度指挥系统,油藏评价,油气资源勘探,“十二五”提升完善,“十二五”新建,“十二五”持续建设,A2,主要针对油藏工程覆盖的生产管理业务，建设目标是建立集油气水井生产管理数据的采集、传输、存储、处理、分析、发布、管理和应用于一体，规范、统一、安全、高效的生产数据管理信息系统，提高生产管理的实时性和整体决策能力。,A5,是以各油气田公司采油与地面工所涉及的组织机构、设备、设施以及业务活动为基础对象，对其基础属性、动态属性和运行状态实施有效管理与监控，优化油气开采和集输生产流程，以提高中国石油采油工程与地面工程的生产管理水平、降低生产成本、提高原油和天然气产量为目的的信息系统,A8,主要针对勘探、开发、生产数据进行集成展示与综合应用，为生产协调、生产决策、应急指挥提供保障,A11,基本上处于生产操作层，主要目的是对生产一线的数据进行采集和传输，在统一的平台进行应用，并向上层的,A2,、,A5,、,A8,等系统提供数据。,A11,关注于现场实时数据的采集和传输，以及基于实时数据的分析、诊断应用，以作业区及以下的生产监测、远程控制、工况诊断及分析、视频监控等业务。,油气生产物联网系统的建设目标和范围,油气生产物联网项目的总体建设目标是：利用物联网技术，建立覆盖全公司油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂的规范、统一的数据管控平台，实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警，支持油气生产过程管理。,通过生产流程的优化、管理流程的优化、资产配置的优化，组织机构的优化，实现生产方式的变革、生产效率的提高、管理水平的提升,。,油气生产物联网系统的实施涉及中国石油,16,个油气田公司的,140,个采油厂，,400,个作业区，,23.8,万口油气水井，,11,007,座站库。需要建设的采油厂有,140,个，,400,个作业区，,114,546,口油气水井，,7,277,座站库。,A11,项目在中国石油,16,个油田选择,26,个采油厂、,93,个作业区、,26700,口油气水井、,1001,座站库。试点包括,10156,口油气水井，,420,座站库。推广包括,16544,口井，,581,座站库。,油气生产物联网的监控对象和内容,油气生产物联网系统的核心在于对上游生产环境和生产过程各类设备状态、生产过程、管理环节的状态、变化、趋势进行实时或准实时的信息反馈、监控，并在所收集信息的基础上，对生产过程进行控制、预警、辅助指挥和决策。,油气生产物联网的核心监控对象是油气水井，以及中小型站库等；而在采油厂、油田分公司，主要部署监控、指挥和相应的决策支持功能。,采油采气厂,作业区,中小型站库,井、井场,及,阀室,油井及井场,气井及井场,注入,井,集团公司,板块,油气田公司,大,型站库,注水井,注气井,注聚井,注汽井,常规气井,井场,含,H2S,气井,井场,煤层气井场,（抽油机）,监,控,阀室,自喷井,抽油机井,螺杆,泵井,电潜泵井,SAGD,井,气举,井,自动投,球井,场,设电加,热装,置井场,丛式井,场集,油汇管,稠油井场,煤层气井场,（螺杆泵,）,注采气井,水源井,水源井,集油阀组间、,计量站,配水（汽,）,阀,组（间）,接转站,、,放,水站,、,原,油脱水站,采出,水,处,理站,地下水水质,站,供,水站,配制站,注入站,集气站,、,增,压站,、,输,气站,集气站,、,增,压站,、,输,气站,联合站,处理厂,净化厂,各,类,管网,油气,集输,注入,管网,供水,管网,其他,管网,阀室,作业区级监控及生产管理中心,厂,级监控及生产管理中心,公司,级生产管理中心,总,部集中展示,层级,系统主要建设内容,总部,查询各油田的油气水井生产汇总信息、总产总销、重要管线集输情况；,结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；,总览油气生产、加工、储运、销售信息的集中展示。,油田分公司,统计、分析、汇总、上报油田整体生产数据；,基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；,结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度。,采油采气厂,统计、分析、汇总、上报采油采气厂整体生产数据；,基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；,结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；,实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，了解报警和预警信息；,对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。,作业区,统计、汇总、上报生产数据；,基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；,结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；,对现场及物联网设备设施情况进行查询；,实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，了解报警和预警信息；,对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。,站库,统计、分析、汇总、上报生产数据；,对生产单元进行视频监控；,实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，产生或响应报警和预警信息；,对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。,A11,项目介绍,油气生产物联网项目背景,油气生产物联网,的设计思路及,方法,油气生产物联网总体架构,业务架构,应用架构,数据架构,集成方案,技术方案,安全方案,A11,系统设计小结,对业务流程和管理模式的影响,对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响,A11,项目对天然气管道物联网建设的启示,目录,A11,油气生产物联网系统总体架构设计思路,本项目的总体架构设计将借助埃森哲系统总体设计方法论的指导，并结合项目组对,A11,项目的目标和业务需求综合考虑，力争系统设计在功能完整性、系统实用性、架构灵活性、可扩充性、安全性和可维护性等方面得到保证。,标准,规范,业务需求,业务框架,（,场景）,业务支撑功能,业务架构,应用模式,应用处理逻辑,应用模块设计,数据分布,数据模型,转换及处理,转换使用,数据架构,技术方案,集成方案,安全方案,开发架构,执行架构,（,生产环境）,运维架构,安全政策,安全流程,安全技术,集成需求,集成策略,集成逻辑,采集与监控,数据传输,生,产管理,数据管理,安全,管,理与验收,应用,架构,业务架构,对油气生产物联网系统的业务需求进行分析和整理，针对总部、油气田公司、采油采气厂、作业区不同用户层级，设计了本系统的业务架构。,应用架构,根据业务架构中分析的业务功能，设计数据采集子系统、数据传输子系统、生产管理子系统的主要功能及模块。,数据架构,制定了关系数据库、实时数据库设计规范，从生产操作、生产管理、生产决策支持,3,个主题域，设计了,189,个实时采集数据项、,108,张数据表。,集成方案,与统建系统,A2,、,A4,、,A5,、,A8,等系统之间的应用于数据集成。,技术方案,从开发架构、执行架构、运维架构三个方面，针对本系统技术相关问题和需求给出了设计方案。,安全方案,保障油气生产物联网系统安全运行、生产为核心，从安全组织体系、安全策略体系、安全技术体系、安全运行体系四个方面设计安全方案。,标准,规范,编制系统建设规范，涵盖系统架构、数据采集与监控子系统建设、数据传输子系统建设、生产管理子系统建设、数据管理、信息安全、实施与管理等标准内容。,油气生产业务架构的梳理与分析方法论,依据业务驱动的原则，我们首先通过分析油气生产的业务环境和作业流程，梳理出各业务层级与,A11,项目覆盖内容相关的业务活动、业务活动面临的问题与挑战，进而通过物联网和信息技术，帮助油气生产解决或优化业务流程，改善工作质量，提高工作效率。为未来通过信息化建设，优化、变革业务流程和组织架构打下基础。,业务架构的梳理和分析分为以下几个关键步骤。,厘清业务层级,梳理岗位职责,细化监控、管理内容,针对各层级的业务内容、挑战，结合内外部最佳实践进行分析，得出,A11,系统关注点,外部借鉴,内部经验,针对,A11,系统建设目标，有针对性地提出,A11,对未来各业务层级的支持能力，并提出相应的业务管理优化建议。,功能架构设计,业务框架（场景）设计,业务需求梳理与分析,明确,A11,系统功能架构，细化,A11,系统的功能内容，并确认各功能对应的管理层级,A11,项目介绍,油气生产物联网项目背景,油气生产物联网,的设计思路及,方法,油气生产物联网总体架构,业务架构,应用架构,数据架构,集成方案,技术方案,安全方案,A11,系统设计小结,对业务流程和管理模式的影响,对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响,A11,项目对天然气管道物联网建设的启示,目录,油气生产涉及的主要业务流程及业务环境,通过前期对上游生产环境的调研，下面是抽象出来的高阶上游主要生产业务流程和生产及管理环境。,油气集输,油气举升,产量计量,油气水处理,油气储运,油气水井,注采计量站,集转站、增压站,天然气处理站,输送、调配站,原油处理站,储罐、泵站,注入站,污水处理站,作业区,生产管理中心,采油采气厂,生产调度中心,油气田公司,生产指挥中心,生产管理及协调,生产现场,业务流程,油气集输,油气举升,产量计量,油气水处理,油气储运,油气水井,注采,计,量站,集转站、增压站,天然气处理站,输送、调配站,原油处理站,储罐、泵站,注入站,污水处理站,作业,区,生产管理中心,采油采气厂,生产调度中心,油气田公司,生产指挥中心,生产管理及协调,生产现场,业务流程,油气生产管,理层级业务环境及业务活动分析,针对作业区、采油采气厂、油气田公司，对其业务活动进行分析,与,A11,相关的油气生产管理层级业务职能及业务活动描述,业务单位,业务职能,业务活动描述,油气田公司,生产指挥中心,对整个油气生产流程进行监测；进行应急指挥调度工作；针对计划、配产，进行生产综合分析等工作；结合地质、油藏等模型，进行勘探开发一体化分析决策,采油采气场,生产调度中心,对整个油气生产流程进行监测；对生产工艺和工况进行诊断分析；进行应急指挥调度工作；针对计划、配产，进行生产综合分析等工作,作业区,生产管理中心,对整个油气生产流程进行监测，对关键过程进行调度和管理；在部分油气田作业区可以直接监控井及小型站库，实现远程控制；对生产工艺和工况进行诊断分析；进行应急指挥调度工作,油藏分析；计划与实际产量对比，产液量、产油量；站库总入总出及关键设备信息；管道及调度信息；各类报警，视频,业务内容描述,计划与实际产量对比，产液量、产油量；站库总入总出及关键设备信息；管道及调度信息；各类报警，视频,生产变化趋势分析（产量、含水率）；井的参数及工况分析，产液量、产油量；站库总入总出及关键设备信息；各类报警，视频,业务管理职能,-,作业区的生产业务分析,作业区主要职能,主要业务工作,对整个油气生产流程进行监测，对关键过程进行调度和管,理,在,部分油气田作业区可以直接监控井及小型站库，实现远程控,制,对,生产工艺和工况进行诊断分析；进行应急指挥调度工作,主,要业务问题及挑战,由于前端很多数据通过人工采集和提报，数据更新慢、准确性差，导致很多分析无法及时、准确做出,对于站库、管网的监测能力较弱，发生问题有时难以知悉,目前各油田的最佳实践,长庆苏里格气田等通过在建设气井自动化和无人值守集气站，实现了由作业区远程控制气井和小型站库，减少了前端人员，发挥了集中管控的效率,国,际国内油田数字化建设非常关注在井场前端部署自动化系统，从而削减安置在计量站、配水间的人力，实现减员增效,A11,建设业务关注点,提高作业区对前端（井、小型站库）的监控能力。在生产安全允许的情况下，尽可能提倡作业区集中监控模式,提高作业区对井、站库的监测能力，整体掌握作业区情况，进行生产调度和指挥。此外需要建设分级报警体系，使作业区能够及时掌握井和站库的报警信息,提,供生产工,况进,行,诊,断分析、预测预警功能，提高作业区的生产分析手段，将高级分析人员集中在作业区，提高关键人员的利用率,作业区级生产管理中心,业务管理职能,-,油气田公司和采油采气厂的生产业务分析,油气田公司和采油厂主要职能组成,主要业务工作,对整个油气生产流程进行监测,进行应急指挥调度,针对计划、配产，进行生产综合分析,结合地质、油藏等模型，进行勘探开发一体化分析决策,主,要业务问题及挑战,由于前端很多数据通过人工采集和提报,，数据更新慢、准确性差，导致很多分析无法及时、准确做出,对于站库、管网的监测能力较弱，发生问题有时难以知悉,与,A2,、,A5,等系统的结合较弱，导致一体化分析不易实现,目前各油田的最佳实践,通过搭建统一的生产指挥管理平台，实现生产管理、开发动态、油藏管理的协同工作,国际国内油田数字化建设非,常,关,注结合了勘探、开发、生产等系统的综合管理，及时发现油藏、井筒、地面设施、管网中的问题，进行整体优化和提升,A11,建设业务关注点,提高对,井、站库的监测能力，整体掌,握生产情,况，进行生产调度和指挥。此外需要建设分级报警体系，,使各级用户能,够及时掌握井和站库的报警信息,提供生产工况进行诊断分析、预测预,警等功,能，提,高生,产分析手,段；此外，支持,A2,、,A5,等系统，实现勘探开发的协同决策支持，提高油气生产管理能力,厂级生产调度中心,公司级生产指挥中心,油气集输,油气举升,产量计量,油气水处理,油气储运,油气水井,注采,计,量站,集转站、增压站,天然气处理站,输送、调配站,原油处理站,储罐、泵站,注入站,污水处理站,作业,区,生产管理中心,采油采气厂,生产调度中心,油气田公司,生产指挥中心,生产管理及协调,生产现场,业务流程,油气生产现场业务环境及业务活动分析,针,对生产现场的业,务活动进行分析,A11,系统实施前后生产现场业务流程改进要点,通过自动化软件量油，一方面减少计量间、计量站的部署，一方面提高产液量监测频度，降本增效。,通过生产实时监控和智能工况诊断分析，及时发现生产问题，实现精细化管理，减少停工时间，降本增效。,通过远程自动控制，减轻前端人员工作强度，集中管控，高效便捷。,需要部署手工或自动倒井量油设备，每天对每口井的产液量进行,1-2,次测量。,在每口油井部署的传感器实现实时自动软件计量，每天记录可超过,100,次。,系统部署前,系统部署后,工艺人员凭经验对功图进行分析,每人巡井,5-20,口，频率每天一至两次,电话或会议通知，存在延迟,一至两周测一次功图，发现问题加密测量,电子化巡井，每人每天可监测,50,口井以上，间隔以分钟计,系统实时报警，可以短信、,RTX,自动通知,实时进行功图测试，频度可高达每天,100,次以上,人工智能、模式识别等算法，集成专家经验，快速准确发现问题,在站库对单井进行控制，由于单个站库对应的井数不多，需要分散部署大量人员,需要在现场部署站库管理人员,系统部署前,系统部署后,小型站库实现无人值守，人员需求大幅减少,在区域管理中心对单井进行集中控制，覆盖面广，人员需求大幅减少,与,A11,相关的油气生产现场业务流程和业务活动描述,油气举升,产量计量,油气集输,油气水处理,油气储运,油气水井,注采计量站,集转站、增压站,天然气处理站,输送、调配站,原油处理站,储罐、泵站,注入站,污水处理站,工艺流程,井及井场,定期巡井，关注现场,平稳生产及安全；此外进行驱油物注入，辅助油气举升,小型站库,主要进行手工或自动化倒井量油，对产液量、产油量、产气量进行测量等；此外支持驱油物注入管理和计量等,中型站库,进行初步处理、增压、计量，转输等,大型站库,对油气水进行分离、脱硫、原油稳定、计量、外输、储运等；,部分大型站库也担负着对井及井场进行监控和管理的职责,业务活动,油压、套压、温度、产液量、含水率、注入量、工况、能耗等，此外在有需求的情况下还会有泄露报警、视频信息等,干线压力、集油汇管压力、集油汇管温度、回油温度、多通阀状态、流量计流量、含水率等；在有需求的情况下还会有泄露报警、视频信息等,来液温度、来液压力、回油温度、油室液位、水室液位、油水界面等；在有需求的情况下还会有泄露报警、视频信息等,压力、温度、流量、截断阀、放空阀、液位、压力、进出口温度、进出口压力、泵状态、电流等；,在有需求的情况下还会有泄露报警、视频信息等,监控内容,生产现场,-,井及井场的生产业务分析,生产现场主要组成,油井及井场,气井及井场,注入井,注水井,注气井,注聚井,注汽井,常规气井,井场,含,H2S,气井,井场,煤层气井场,（抽油机）,监控,阀室,自喷井,抽油机井,螺杆泵井,电潜泵井,SAGD,井,气举井,自动投球井场,设电加热装置井场,丛式井场集油汇管,稠油井场,煤层气井场,（螺杆泵）,注采气井,水源井,水源井,阀室,主要业务工作,进行油气举升、驱油物注入等工作,定,期巡井，采集现场参数，及时发现问题，保证平稳、安全生产,主,要业务问题及挑战,现场数据采集依赖人工，采集频度低（,1-2,次,/,天），数据准确度差,现,场生产环境监测能力差，,QHSE,水平难以保证,目前各油田的最佳实践,大港、新疆、长庆、冀东等油田通过在井口部署自动化传感器和执行器，实现了生产数据自动采集，能够实时监测油、气井的生产问题，并支持软件量油。此外配合视频监控和环境监测，部分油田还实现了油井远程启停、紧急关断等功能,国,际国内油田数字化建设非常关注现场传感器的部署和应用，强调通过建立实时采集系统，支持预测预警、工况分析、设备设施状态监测等功能,A11,系统业务关注点,合,理设计中石油统一的油气水井生产参数采集清单，尽可能地统一共性需求，通过标准化降低采购、实施、运维成本，同时合理考虑各油田的个性化需求，适应各油田的生产环境和地域特点,合,理设计自动化控制能力，如远程启停、紧急关断、自动投药、清管等。满足现场生产需要，保障现场生产安全,生产现场,-,小型站库的生产业务分析,生产现场主要组成,主要业务工作,进行油井产量计量、注入井的驱油物注入管理和计量等工作,计,量方面，通过手工或自动倒井对产液量进行测量；注入方面，一般通过手工或自动化方式进行配注和计量,主要业务问题及挑战,现场工作大部分需要依赖人工，量油频度或配水管理频度低，且测量精度和控制精度较差,现,场生产环境监测能力差，,QHSE,水平难以保证,目前各油田的最佳实践,大港、新疆、长庆等油田通过在井口部署自动化传感器和执行器，实现了软件量油，因此取消了计量站的设置；此外通过自动化稳流配水，实现了配水阀组间的无人值守,国,际国内油田数字化建设非常关注在井场前端部署自动化系统，从而削减安置在计量站、配水间的人力，实现减员增效,A11,系统业务关注点,提,倡通过建设井口数字化系统，实现软件量油，从而尽可能地取消计量站，缩短管理层级，降低成本，节省人力需求,建,议适度保留一部分计量站，一方面可以对软件计量精度较差的井进行计量，一方面可以为软件计量进行校准,建,议推进自动化改造，对于需要采用倒井量油的井场，,尽可能地用自动化武装生产前端环,境，将相关设备安置在井场,对于驱油物注入，适当部署自动化监控管理设备，减少人员工作量,集油阀组间、,计量站,配水（汽）,阀组（间）,生产现场,-,大中型站库的生产业务分析,生产现场主要组成,主要业务工作,进行油气水的分离、计量、处理、加压、回注、外输、储运等工作,部分站库， 会对所辖的井及井场进行监控,主要业务问题及挑战,自动化水平较井和小型站库要高，但自动化系统建设标准和技术水平差异较大，导致站库间的集成和联动较难实现，一些高级业务需求，如产能调配、生产预测预警、趋势分析较难实现,生产环境监测基本实现了本地的报警，但及时上报和远程调度指挥能力较弱,目前各油田的最佳实践,通过标准化建设，实现站库控制系统的标准化，为作业区统筹管理站库提供了基础；此外通过建设分级预警系统，实现了站库问题的及时上报,国际国内油田公司在站库建设方面非常关注标准化工作，通过建设统一平台，避免了各站库系统的信息孤岛现象,A11,系统,业务关注点,梳理站库业务流程，促进站库自动化系统的标准化,采集并监测各站库的关键实时参数，并实现分级报警相应,进一,步将站库对单井的控制功能提升到作业区实现，提高管控效率，减少前端人员,接转站、放水站、,原油脱水站,采出水,处理站,地下水水质站,供水站,配制站,注入站,集气站、增压站、,输气站,联合站,处理厂,净化厂,建议的油气生产物联网系统业务管控模式,基于以上进行的各层级油气生产分析，提出,A11,的两种业务架构模式。,管控,模式,单井的,监控模式,中小型站库的,监控模式,大型站库的,监控模式,作业区,管理模式,模式,1,作业区对无人值守井、站实施统一监控。,由作业区监控，井场实现自动化,直接由作业区监控，站库本地实现无人值守,站库本地进行监控，有人值守,1.,直接监控单井和小型站库,2.,监测大中型站库的情况，接收各类报警信息并进行调度处置,模式,2,大型中心站场集中监控,由大型站库监控，井场实现自动化,站库本地进行控制，有人值守,1.,站库本地进行监控，有人值守,2.,大型站库还会对所辖井进行监控,监测井、小中大型站库的情况，接收各类报警信息并进行调度处置,模式,1,模式,2,建议的油气生产物联网系统业务管控模式,-,对比分析,模式,1,作业区对无人值守井、站实施统一监控,模式,2,大型中心站场集中监控,该模式的,优点,1.,减少前端人员的部署,2.,作业区集中管控单井和小型站库，效率提高,1.,井由临近的大站进行监控，距离现场较近，发生问题解决快,2.,站库有人值守，安全风险降低,3.,兼容部分现有的生产监控方式,该模式的,缺点,1.,由于单井和小型站库基本实现自动化和无人值守，存在一定安全风险,2.,对自动化系统的可靠性要求很高,1.,前端需要部署一些人员，减员效果不明显,2.,较难实现集中调度和管理,该模式的,适用情况,1.,单井产量较低、危险性较小的地区,2.,小型站库的工艺较简单，风险较小,3.,产能建设新区,1.,单井产量较高、危险性较高的地区，将单井就近归入临近的大型站库进行管理,2.,小型站库工艺较复杂，风险较大,3.,已建体系由大型站库管井,A11,建设,前端减员效果明显，但对于高危地区存在一定安全隐患,A11,系统建设中，针对高风险地区，或兼容现有业务管控情况的模式,注：对管控模式的设计详见,中国石油油气生产物联网系统建设规范（征求意见稿）,建议的油气生产物联网系统业务管控模式,-,混合模式,各油气田由于业务存在复杂性，且具有大量自动化、数字化建设现存系统，因此油气生产的业务架构应是两种模式的混合，因地制宜进行建设。,作业区,监控管理类工作：,对井和站库进行监测，具备信息展示和报警等功能；,具备对小型站库、单井进行监控，下达控制指令的能力,油气田公司,总部,大中型站库,对本站库的生产工艺流程进行监控，本地控制；,具备对单井进行监控的能力,井场、井,小型站库,采集单井数据，执行本地自动化操作。,控制命令由作业区或大型站库的中控下达,采集本站库的数据，,可以选择执行本地的自动化操作，或由作业区中控进行监控,采油采气厂,分析管理决策类工作：,对井和站库的信息进行监测和展示，提供预测预警、工况诊断、分析报警、生产报表、物联设备管理等功能,总体功能架构,作业区,油气田公司,总部,大中型站库,井场、井,小型站库,采油采气厂,生产操作层,生产管理层,实时数据,采集与传输,管理决策层,全局分析与决策支持,生产分析与工况诊断,实时数据传输,实时数据采集,数据,管理,物联设备,管理,物联设备,信息检索,物联,设备,故障,管理,数据集成,管理,采集数据,质量管理,油气,生产报表,生产数据,报表,生产数据报,表模板管理,物联网设,备故障报表,系统运行,报表,生产过程监测,油气井监测,站库场信息展示,供水管网信息展示,供注入井监测,集输管网信息展示,注水管网信息展示,远程控制,抽油井,远程启停,气井远程关断,注水自动调节,控制,自动倒井计量,控制,电泵井,远程控制,工况诊断预警,产量计量,参数敏感性分析,A11,汇总信息展示,物联设备,维护,视频,监控,视频分析,报警,视频展示,视频采集,与控制,视频,基础,信息,管理及分析功能,实时监控功能,数据采集及传输功能,总体功能架构,功能分布,采油厂,油田公司,集团公司,作业区,全局分析与决策支持,生产分析与工况诊断,生产过程,监测,远程控制,视频,监控,油气,生产报表,数据,管理,实时数据采集与传输,视频展示,视频采集与监控,视频展示,视频分析报警,视频展示,数据集成,管理,采集数据,质量管理,数据集成,管理,工况诊断预警,工况诊断预警,产量计量,油气井监测,站场库监测,供注入井监测,集输管网信息展示,抽油井远程启停,气井远程关断,注水自动调节控制,自动倒井计量控制,实时数据传输,实时数据采集,供水管网信息展示,注水管网信息展示,油气井监测,站场库监测,供注入井监测,集输管网信息展示,供水管网信息展示,注水管网信息展示,电泵井远程控制,物联设备管理,物联设备,信息检索,采集数据,质量管理,物联设备,故障管理,参数敏感性分析,参数敏感性分析,A11,汇总信息展示,物联设备,维护,物联设备,信息检索,物联设备,故障管理,物联设备,维护,视频基础信息,视频采集与监控,视频分析报警,视频展示,视频基础信息,物联设备故障报表,生产数据报表,报表模板管理,系统运行报表,物联设备故障报表,生产数据报表,报表模板管理,系统运行报表,数据集成,管理,A11,项目介绍,油气生产物联网项目背景,油气生产物联网,的设计思路及,方法,油气生产物联网总体架构,业务架构,应用架构,数据架构,集成方案,技术方案,安全方案,A11,系统设计小结,对业务流程和管理模式的影响,对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响,A11,项目对天然气管道物联网建设的启示,目录,总体应用架构设计,A11,应用架构由生产管理子系统、采集与监控子系统和数据传输子系统组成。每个应用子系统的定位和主要功能目标定义如下。,生产管理子系统,-,采用数据处理和数据分析技术构建的涵盖生产实时监测、生产分析、安全预警、运行调度、数据管理等功能的管理系统,采集与监控子系统,-,采用传感和控制技术构,建的油气田地面生产各环节的生产运行参数采集、生产环境的自动监测、生产过程的自动控制和物联网设备状态监测的系统,数据传输子系统,-,采用无线和有线相结合的组网方式，为数据采集与监控子系统和生产管理子系统提供安全可靠的网络传输系统,定位,：建成统一的油气生产物联网系统数据管控平台。并在此基础上，提供支持油气上游生产过程监控、分析、管理的应用。,定位,：通过制定标准规范，建成一套标准的油气上游生产现场设备状态，生产过程状态采集系统。同时，支持生产现场作业的自动化检测和控制需求。,定位,：建立一套统一规范的，覆盖油田各种地利环境条件的数据传输网络。,总体应用架构子系统间关系图,采集与监控子系统由组态系统和视频监控系统构成，部署在油气田生产现场。,数据传输主要由通讯网络构成，包括有线通讯和无线通讯网络。支持监测数据和视频数据的传输。,生产管理子系统是基于物联网数据管控服务开发的应用系统，部署在油气田分公司和集团总部。,采集与监控子系统,油气生产现场,油、气井,站库,数据管控服务,生产管理子系统,作业区,采油厂,油气田公司,集团总部,油气生产管理及决策层,数据传输子系统,监控系统,数据采集系统,办公网,生产网,采集与监控子系统,生产数据自动采集,物联设备信息监控,常规油井生产数据采集,物联设备工作状态监控,物联设备入网标识监测,物联设备空间位置监测,生产过程自动控制,抽油井远程启停,电泵井远程控制,注入水自动调节控制,自动倒井计量控制,生产环境自动监测,生产现场视频监控,入 侵 检 测,异常信息主动报警,可燃有毒害气体浓度检测,SAGD,井组生产数据采集,天然气,井生产数据采集,注水注聚,井生产数据采集,水源,井生产数据采集,注汽,井生产数据采集,计量集油注配间,数据采集,应用架构,-,数据采集与监控子系统功能设计,定位,：通过制定标准规范，建成一套标准的油气上游生产现场设备状态，生产过程状态采集系统。同时，支持生产现场作业的自动化检测和控制需求。,数据采集与监控子系统架构规范,采集与监控子系统,监控系统,数据采集系统,现场监控,视频,监控,井口（场）远程终端控制单元,(RTU),井口（场）数据通信,采集设备及执行器,功能要求,接口规范、数据规范、标签名规范、通讯协议规范、功图数据规范,RTU,通信接口,RTU,数据存储,通讯模式,A11-GRM,无线协议,ZIGBEE PRO,通信协议,WIA,通信协议,RTU,数据通信,采集设备,视频,现场监控,通讯接口,性能要求,采集数据要求,遵循国家和行业的工业视频标准,系统架构,建设规范,技术架构,数据采集与监控子系统技术实现,应用架构,-,数据传输子系统功能设计,定位,：建立一套统一规范的，覆盖油田各种地利环境条件的数据传输网络。,应用架构,-,生产管理子系统功能设计,作业区,油气田公司,总部,大中型站库,井场、井,小型站库,采油采气厂,生产操作层,生产管理层,实时数据,采集与传输,管理决策层,全局分析与决策支持,生产分析与工况诊断,实时数据传输,实时数据采集,数据,管理,物联设备,管理,物联设备,信息检索,物联,设备,故障,管理,数据集成,管理,采集数据,质量管理,油气,生产报表,生产数据,报表,生产数据报,表模板管理,物联网设,备故障报表,系统运行,报表,生产过程监测,油气井监测,站库场信息展示,供水管网信息展示,供注入井监测,集输管网信息展示,注水管网信息展示,远程控制,抽油井,远程启停,气井远程关断,注水自动调节,控制,自动倒井计量,控制,电泵井,远程控制,工况诊断预警,产量计量,参数敏感性分析,A11,汇总信息展示,物联设备,维护,视频,监控,视频分析,报警,视频展示,视频采集,与控制,视频,基础,信息,管理及分析功能,实时监控功能,数据采集及传输功能,定位,：建成统一的油气生产物联网系统数据管控平台。并在此基础上，提供支持油气上游生产过程监控、分析、管理的应用。,生产管理子系统应用架构,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,权限控制,运行监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,SOA,总线,注：,虚线框表示本期暂不实现,采气井巡检报表,自喷采油井巡检报表,机采油井巡检报表,SAGD,井巡检报表,注水井巡检报表,设备故障报表页,系统运行报表页,报表模版管理页,设备档案检索页,自检参数配置页,设备自检告警页,故障统计分析页,数据获取接口页,数据提供接口页,数据质量统计页,生产过程监测,生产分,析和工,况诊断,报表管理,物,联设备,管,理,视频监控,数据管理,系统管理,用户权限管理页,参数上下限配置页,生产监测配置页,工况诊断配置页,物联设备配置页,视频监测配置页,数据质量配置页,系统日志管理页,数据字典配置页,多厂集中监测页,多作业区集中监测页,多站场集中监测页,多井集中监测,页,(GIS),多厂集中监测页,多作业区集中监测页,多站库集中监,测页,(GIS),管网监测页,多井集中监测页,多站场集中监测页,注水井综合监测页,抽油机井综合监测页,螺杆泵井综合监测页,电泵井综合监测页,自喷井综合监测页,SAGD,井综合监测页,常规气井综合监测页,H2S,气井综合监测页,注气井综合监测页,注汽井综合监测页,注聚井综合监测页,水源井综合监测页,站库场综合监测页,管线综合监测页,产量趋势分析,页,-,油田级,生产时率分析,页,-,油田级,产量趋势分析,页,-,厂级,供注入量波动分析页,-,厂级,生产时率分析,页,-,厂级,产量趋势分析,页,-,作业区级,供注入量波动分析页,-,作业区级,生产时率分析,页,-,作业区级,多井对比分析,页,-,作业区级,供注入量波动分析页,-,站场级,产量趋势分析,页,-,站场级,多井集中监测页,生产时率分析,页,-,站场级,视频集中监控,页,-,油田级,视频集中监控,页,-,厂级,视频集中监控页,-,作业区级,视频集中监控页,-,站场级,视频监控页,-,生产单元级,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,运行监控,应用监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,应用层功能设计,油气,上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,web,移动应用,Web,服务,供其他系统调用,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,运行监控,应用监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,应用层支持的应用类型,注：,虚线框表示本期暂不实现,应用管理提供的服务,应,用,管,理,多租户模式,数据推送,应用监控,应用上线,开发者管理,应用发布审核,发布申请,上线申请,个性化开发,应用部署,开发者,管理员,应用定制化服务,应用管理服务,平台基础服务,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,运行监控,应用监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,运行监控,应用监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,平台层提供的,Web,服务,业务,Web,服务,生产管理,站库,管网,物联设备,井,报表,报表查询,报表展示,组态,组态,Web,服务,视频,视频查询,视频播放,平台,Web,服务,认证授权,BAM,业务活动监控,元数据,元数据查询,日志监控,日志服务,监控服务,认证服务,授权服务,元数据使用,数据,数据查询,事件,事件注册,事件规则,数据推送,图例：,需要业务实现,SOA,产品提供,服务举例,服务名称：油气水井搜索服务,服务描述：根据井号，查询出该井号的井的基本信息,服务类型：,输入：,输出：,服务工厂,服务组装,数据和服务接入,业务,Web,服务,视频,报表,组态,生产管理,平台,Web,服务,事件,BAM,日志监控,认证授权,服务编排,服务监控,服务目录,服务管理,服务管控,应用开发,应用,部署,应用监控,应用管理,数据推送,元数据,第三方,Web,服务,数据,数据库代理,Web,服务代理,手工数据代理,运行管理,安全管理,运行监控,应用监控,油气上游生产物联网数据管控服务平台（,PaaS,）,油气生产物联网数据,A2,、,A4,、,A5,、,A8Web,服务,其他,Web,服务及数据,PC,MAC,移动设备,其他系统,应用层,平台层,数据层,序号,要求,字段名称,字段描述,数据类型,字段约束,Y,WELL_ID,井号,CHAR(10,),序号,字段名称,字段描述,数据类型,备注,WELL_ID,井号,CHAR(10),数据库唯一标识,WELL_COMMON_NAME,井名,char(60),REASON,井型,Varchar2(200),WELLHEAD_DEPTH,井口深度,FLOAT,GEO_DESCRIPTION,地理位置,Varchar2(80),WELL_PURPOSE,井别,VARCHAR2(30),端到端的服务调用和数据推送,web,应用,客户端,PaaS,应用管理,服务工厂,Web,容器,应用容器,推送服务,服务组装,实时库,关系库,组态,报表,A,级系统,视频,其他,源,数据推送,服务连接,服务管控,注：,虚线框表示本期暂不实现,服务调用序列示例,关系数据库,实时数据库,其他系统,WEB,服务,单井基础数据,管网基础数据,站库基础数据,井地理空间位置数据,单井,/,站库基础数据,管网基础数据,站库日数据,单井基础数据,单井监测数据,管网监测数据,站库监测数据,物联设备自检数据,获取单井基础数据,获取管网基础数据,获取站库基础数据,获取井地理空间位置数据,更新单井基础数据,更新管网基础数据,获取站库日数据,获取单井基础数据,采集单井监测数据,采集管网监测数据,采集站库监测数据,采集物联设备自检数据,服务管控,同步单井基础数据,获取设备基础数据,获取单井基础数据,同步站库基础数据,采集单井实时数据,同步管网基础数据,客户端,油气水井监测,站库监测,生产分析,多井集中监测,获取下辖井监测数据列表,获取下辖井告警列表,获取下辖井统计数据,统计下辖井状态数据,统计下下井产量,获取下辖井告警列表,采集下辖井实时监测数据,下辖井状态统计数据,下辖井产量统计数据,下辖井告警列表,采集下辖井实时监测数据,应用管理,服务工厂,生产管理子系统二次开发模式,二次开发环境：提供可视化的,Web,界面配置开发,应用,。,开发,开发者中心,开发,PaaS,平台,数据对象,创建数据对象,自定义字段,视图对象,选择视图控件,配置控件,应用,选择视图,配置布局,基于,ESB,的服务创建的数据对象，数据对象可以是继承现有的数据对象进行扩展，如：油井对象进行扩展,应用页面展示数据对象的视图控件，选择表单视图控件，配置油井对象为数据,选择已有的视图对象组合成为应用,开发版测试环境：功能完全、模拟数据，供开发和测试使用,开发者中心：统一管理开发人员平台，提供开放工具、开放文档，应用提交、审核等功能,提交审核,管理员审核,发布到,PaaS,平台,审核通过,审核不通过,A11,项目介绍,油气生产物联网项目背景,油气生产物联网,的设计思路及,方法,油气生产物联网总体架构,业务架构,应用架构,数据架构,集成方案,技术方案,安全方案,A11,系统设计小结,对业务流程和管理模式的影响,对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响,A11,项目对天然气管道物联网建设的启示,目录,参考中国石油企业数据模型,（,EPDM,），拓展覆盖,A11,的所有数据元素，并形成基于,EPDM,的,A11,拓展数据模型。,业务需求,应用架构,基于形成的,A11,拓展数据模型，制定,A11,数据标准和元数据字典,根据数据特性和数据应用目标，制定数据分布规则。包括：实时数据库，数据缓冲区，关系数据库等。,根据数据使用目的，制定数据在不同数据存储区之间的传递逻辑及转换规则。,任务描述,流程梳理成果,企业规范,数据标准,数据,存储规则,数据概念模型,数据源清单,根据,A11,业务需求以物联网监控对象为目标，梳理出业务环境各业务层级监控目标所需的数据参数。形成源数据清单。,数据应用,数据处理逻辑,数据分布原则,数据规范,数据组织,数据源分析,数据,处理规则,数据,应用规范,业务功能架构,根据业务功能架构，制定各数据存储去所能支持的应用特征。如，实时数据、历史数据、统计数据等。,输入,设计任务,产出,数据,逻辑,模型,数据模版,（实时数据库）,元数据,分布规则,数据架构规划方法,总体数据架构,数据传输,生产管理子系统应用,总部综合应用,采集与控制子系统应用,数据源,应用,A2,A4,A5,A8,E2,其它,数据交换,单井数据,视频数据,数据加载,实时,/,历史数据库,油田公司数据,存储层,数据管理平台,管网数据,ETL,数据服务,数据权限,元数据管理,关系数据库,视频系统,组态软件,数据传输,数据汇,集层,功图关系数据库,数据传输,数据缓冲层,实时,/,历史数据库,数据传输,总部数据,存储层,总部汇总关系数据库,井、站、管网,站、作业区,作业区,油田公司,集团总部,ETL,视频系统,视频系统,视频系统,图例,数据流,视频流,站库数据,现有,Scada,系统,数,据,校,验,引,擎,异常数,据日志,以业务功能需求作为数据架构设计的主要依据,A11,系统包含八大业务功能模块，分别是,A11,汇总信息展示、视频监控、油气生产报表、数据管理、生产分析与工况诊断、物联设备管理、生产过程监测、远程控制。各模块包含二级功能如下图。,A11,系统数据架构梳理将以业务功能需求作为主要参考依据。,数据源