當(dāng)傳統(tǒng)的能源行業(yè)遇上ICT技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生怎樣的碰撞，發(fā)生怎樣的變化？在2014 HNC大會(huì)期間，華北油田地球物理勘探研究院副院長、數(shù)據(jù)中心副主任李鳳民向我們分享了華北油田建設(shè)智慧油田的思考與實(shí)踐。
走信息化道路
《營贏》：油田的運(yùn)營涉及勘探、生產(chǎn)、銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)，所以它的信息化相對(duì)也復(fù)雜些，那么華北油田在這方面有什么實(shí)踐？
李鳳民：近兩年，華北油田提出了“智慧油田”的建設(shè)理念，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，為華北油田實(shí)現(xiàn)這一理念提供了條件。
具體來說，首先是數(shù)據(jù)采集。近幾年，油田勘探對(duì)井下壓力數(shù)據(jù)的采集要求很高，因此，我們將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在前端傳感設(shè)備和井下壓力計(jì)上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井、計(jì)量間以及輸油管線的實(shí)時(shí)管理和控制。
另一個(gè)是勘探，勘探是有程序的，華北油田的地球物理勘探，需要大量數(shù)據(jù)作支撐。在傳統(tǒng)的單機(jī)研究時(shí)代，研究人員在進(jìn)入到一個(gè)區(qū)塊后，首先要搜集區(qū)塊的數(shù)據(jù)，包括地震物探的數(shù)據(jù)，以及以往在這一區(qū)塊之前打井的數(shù)據(jù)。搜集這些數(shù)據(jù)非常費(fèi)時(shí)，快則十天半個(gè)月，慢則一個(gè)多月。不僅如此，搜集數(shù)據(jù)后還要準(zhǔn)備研究軟件，在每個(gè)人的研究環(huán)境上安裝地質(zhì)研究的軟件，成本高昂、投資巨大，且每個(gè)人的研究成果不能共享，只能單機(jī)存儲(chǔ)，以及散落在每個(gè)研究人員的大腦里。因此，華北油田現(xiàn)在做了地質(zhì)勘探云，把研究環(huán)境和數(shù)據(jù)集中部署在一個(gè)統(tǒng)一的研究平臺(tái)上，所有的研究人員都在這一平臺(tái)上進(jìn)行研究。由于資源池化，就不需要專人整理原來勘探所需的數(shù)據(jù)；另外，研究軟件都集中到這個(gè)云平臺(tái)上，可通過授權(quán)隨時(shí)被調(diào)取，研究成果也可直接儲(chǔ)存到庫，公開并共享給同事。
《營贏》：我們了解到，華北油田將“萬兆到院、千兆到廠、寬帶無線到井”作為智慧油田網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的原則和依據(jù)，具體是怎么分階段實(shí)現(xiàn)的？
李鳳民：華北油田有三個(gè)研究院，一是勘探開發(fā)研究院，二是地球物理勘探研究院，三是采油工程研究院。這三個(gè)院作為華北油田的總參謀部，涵蓋了地質(zhì)研究以及地面研究。研究人員日常工作要面對(duì)大量的數(shù)據(jù)，因此，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求很高，所以我們提出了網(wǎng)絡(luò)要“萬兆到院”。
為了支撐地質(zhì)研究所和工程研究所這兩個(gè)研究單位的工作，網(wǎng)絡(luò)一方面用于與上級(jí)單位研究數(shù)據(jù)的傳輸，如研究數(shù)據(jù)的下載；另一方面用于辦公，整個(gè)企業(yè)的辦公自動(dòng)化要基于這一網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，因此，我們提出了“千兆到廠”，這也受限于當(dāng)時(shí)使用的設(shè)備只能支撐千兆的網(wǎng)絡(luò)。
華北油田單井比較多，如果使用光纜傳輸數(shù)據(jù)，雖然傳輸質(zhì)量可靠，但會(huì)涉及到布線的問題，導(dǎo)致每口井都布線，像蜘蛛網(wǎng)一樣，不僅影響農(nóng)民的耕種，且有弄斷的風(fēng)險(xiǎn)。因此我們選擇無線覆蓋。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)LTE能很好地滿足需求。但是無線覆蓋到井，對(duì)帶寬有所要求，井站最少要兩兆，我們的策略也要相應(yīng)調(diào)整，在“萬兆到院”的基礎(chǔ)上，我們又新增了一層波分。從院到工區(qū)，采用無線的方式，雖然減少一級(jí)架構(gòu)，但是帶寬有所增加。
我們已經(jīng)完成網(wǎng)絡(luò)第一階段——物理層的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“萬兆到院”。目前正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)第二階段的運(yùn)作，即在光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上部署IPv6雙棧，我們打算2014年要完成70%的工作量。第三階段也在同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)無線覆蓋井站，我們打算用三年的時(shí)間，將LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋到所有井站，現(xiàn)在在山西煤層氣田已經(jīng)有所實(shí)踐。
享信息化好處
《營贏》：物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算平臺(tái)給油田帶來了什么樣的改變？
李鳳民：華北油田在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的早期實(shí)踐始于2000年，那時(shí)稱為油田生產(chǎn)自動(dòng)化，主要是前端的數(shù)據(jù)采集。原來是人工巡井、取樣、測量井口的壓力和溫度，工人的工作量太大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、環(huán)境惡劣，尤其是在二連和山西。采用自動(dòng)化后，儀表、壓力傳感器和溫度變動(dòng)器，可將溫度和壓力數(shù)據(jù)自動(dòng)、實(shí)時(shí)地上傳，這也是我們進(jìn)行無線覆蓋的目的。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同行業(yè)的體現(xiàn)并不一樣，要與行業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合。以油田為例，我們利用物聯(lián)網(wǎng)的一些特點(diǎn)，對(duì)資產(chǎn)、設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理，如油管、油桿、油泵、前端抽油機(jī)，涵蓋從出廠、維修到報(bào)廢整個(gè)生命周期的信息。
此外，我們現(xiàn)在也在做一些人機(jī)對(duì)話的實(shí)踐，比如對(duì)油井的遠(yuǎn)程啟停，促進(jìn)工藝流程換代升級(jí)。在山西，我們選出兩個(gè)區(qū)塊來實(shí)驗(yàn)。山西是全國第一個(gè)規(guī)�；簩託馓�，煤層氣屬于清潔能源，與傳統(tǒng)的油氣生產(chǎn)不同，它的生產(chǎn)是采用抽水降壓的方式，對(duì)自動(dòng)化需求很高，因此，我們利用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)來進(jìn)行智能開采。
《營贏》：在油氣的探測、開采和傳輸?shù)冗^程中，大數(shù)據(jù)分析起到了怎樣的作用？
李鳳民：油田的數(shù)據(jù)很多，地震數(shù)據(jù)、勘探數(shù)據(jù)、鉆井?dāng)?shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)，等等。因此，我們在建的數(shù)據(jù)中心需要幾百甚至上千T的存儲(chǔ)容量。油田的大數(shù)據(jù)運(yùn)用有個(gè)特點(diǎn)，主要是需要挑選某一個(gè)區(qū)塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，有較強(qiáng)的針對(duì)性，如碳酸巖和砂巖的成油原理及機(jī)制是不同的，那么在研究砂巖的時(shí)候，其他區(qū)塊的數(shù)據(jù)就用不著。因此，油田大數(shù)據(jù)分析的關(guān)注點(diǎn)主要在數(shù)據(jù)的選擇上，就是說如何在浩瀚的數(shù)據(jù)里選到研究人員想要的數(shù)據(jù)。
不僅如此，原來油田的數(shù)據(jù)保存是通過專門的檔案室和資料室，是紙質(zhì)的。研究人員若是研究一個(gè)區(qū)塊，所需的相關(guān)材料要到資料室和檔案室翻找相關(guān)膠片、紙質(zhì)文件。如今，將數(shù)據(jù)數(shù)字化集中存儲(chǔ)到云后，就可以在庫里直接查找，非常方便，效率得到大大提高，而且材料的清晰度、歸集度都有所提高，也有利于油井定位的準(zhǔn)確度。
從效果上來說，原來研究一個(gè)區(qū)塊，可能需要耗時(shí)半年，現(xiàn)在只需三個(gè)月即可完成，那么，剩下的三個(gè)月可以開始部署井位打井，大大縮短了研究時(shí)間，提升了工作效率。不僅如此，根據(jù)共享數(shù)據(jù)來分析油井下的含油含水情況，可提高參照率，對(duì)提升采油成功率也有很大幫助。
《營贏》：此次HNC的主題是“敏捷已來”，那么，您如何看待敏捷網(wǎng)絡(luò)在油田的智能管理方面發(fā)揮的重要作用？
李鳳民：確切地說，原來華北油田的網(wǎng)絡(luò)并不十分先進(jìn)，因?yàn)樵瓉淼木W(wǎng)絡(luò)是集團(tuán)公司統(tǒng)建的項(xiàng)目，統(tǒng)一采購路由器和交換機(jī)，不考慮各油田的具體情況和實(shí)際需求。即便擁有云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)這些先進(jìn)的技術(shù)，但如果不是一個(gè)可靠的敏捷網(wǎng)絡(luò)，也無法獲益更多。華為推出的敏捷網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)可以隨著業(yè)務(wù)需要快速靈活地改變，這非常符合我們的需求，所以我們也一直在關(guān)注。
