中国石油数字化油田迈入物联网与云计算时代

1、中国石油数字化油田迈入物联网与云计算时代doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 02.0260 引 言2013 年的集团公司工作会议提出到 2020 年要全面建成世界水平的综合性国际能源公司， 努力实现信息化与工业化的两化深度融合，实现“ 3 个60% 、两个倍增”的目标，特别是强调信息 化水平要大幅提升，保持国内领先、达到国际先进水平。在国资委组织的全国央企信息化建设评估中中石油信息化 工作一直继续走在全国央企前列， 且连续两年被国资委评为央企 网站绩效第一名。全面推进“十二五”信息技术总体规划实施、 实现集团公司 信息化从集中建设

2、向集成应用的新跨越， 全面开展以 ERP 系统为 核心的应用集成系统建设、 加快物联网系统实施、 搭建具有云计 算能力的数据中心信息化三大标志性工程建设。总体来说，信息化建设在中石油向国际一流油公司迈进过程 中是很重要的一个举措， 提高了管理规范性和管理水平。 开展信 息化三大标志性工程建设， 标志着中国石油数字化油田迈入物联 网与云计算时代， 新疆油田公司又第一个提出实施智慧城市、 智 能油田， 也使数字油田真正进入了智能油田行列， 创办云工业园 区，参加“天山云计划”， 为集团公司建设“新疆大庆”战略目标插上了腾飞的翅膀。1 中国石油“十一五”的信息化建设成就 中国石油是一家集油气勘探开发

3、、炼油化工、油品销售、油 气储运、 石油贸易、 工程技术服务和石油装备制造于一体的综合性能源公司。 信息化的服务对象可以用多而杂来形容，其中包括 勘探与生产方面有24 万口油气水井；炼油与化工方面有 1 119 套炼化装置；销售方面有1.8 万座加油站；天然气与管道方面5 万千米油气长输管线； 海外勘探开发方面涉及31 个国家 81 个海 外项目；工程技术方面有 5 100 支工程技术服务队伍；工程建设方面有 73 个重大工程建设项目；装备制造方面有 180 个装备产 品。累计建成应用 51 个信息系统平台成为企业发展的强有力支 撑。 2012年， 中国石油坚持公司发展理念， 坚持集中统一管理

4、， 坚持持续投入机制， 持续加大信息化推进力度， 使之成为企业发 展的强有力支撑点。“十一五”期间，中国石油累计建成应用 51 个集团公司级统一的信息系统平台，信息化整体水平走在央企前列。回望“十一五”，传统的石油工业大踏步走上信息化道路。 信息化在集团公司优化资源配置、 强化过程管控、 支持管理创新、 提高经营管理水平和劳动生产率等方面的支撑作用越来越显著。2012 年信息化工作取得了阶段性成果：集团公司对信息化 管理模式进行了调整，并以此为基础修订完善了信息化管理办法； ERP 应用集成、物联网系统、具有云计算能力的数据中心3大标志性工程陆续启动； 信息系统应用在提升管理效率和效益方 面的

5、作用进一步显现； 信息基础设施持续完善； 信息系统运行维 护能力稳步提升。集团公司信息化工作继续走在中央企业前列， 国资委在中央企业管理提升活动指定中国石油提供信息化管理经验， 编写学习辅导材料， 并在专题培训视频会议上做经验介绍。2 中国石油的“十二五”信息化建设展望（ 1 ） 信息技术基础设施方面持续完善。建成了 12 个国内区 域网络中心和 5 个海外区域网络中心， 连接各企事业单位和主要 分支机构，形成了统一管理、分级维护、覆盖国内、连接海外的 计算机网络体系， 广域网总带宽超过 2 万兆，互联网出口带宽达到 8 千兆。建成2 个国内卫星系统主站， 接入了 810 座卫星小站。 按照集

6、团、区域、地区公司三级架构推进数据中心建设。 位于勘 探院的集团级数据中心建成投用， 区域数据中心改造稳步实施。 吉林数据中心基本建成， 昌平数据中心主体结构封顶， 云技术平 台建设项目正式启动。（ 2 ） 加快物联网系统建设。油气生产物联网系统在大庆油 田等 5 家试点单位上线运行并开始推广实施。 工程技术物联网系 统完成在长城钻探等4 家单位试点实施。 启动先进控制与优化应 用、油品调合、炼化物联网系统建设，完成总体设计并开始试点 实施。通过物联网系统建设，实现信息化与自动化有效集成，大 幅提升一线作业员工的劳动生产率， 改善工作环境， 促进生产运 行模式变革。（ 3 ）搭建具有云计算能力

7、的数据中心。吉林数据中心要在4 月具备投用条件。昌平数据中心要在9 月完成建筑施工以及消 防、通风和空调工程建设，年底投用。云技术平台建设项目要完 成整体规划及设计研发。同时，完成视频会议系统改进、电子邮 件系统升级改进等项目。 持续推进局域网改进项目， 拓展互联网 访问能力，加强网络管理。利用自有管道光纤，扩大华东、武汉 等区域网络中心接入集团公司内网的带宽。 各单位要按照集团公 司总部级、区域级、企业级数据中心部署，加大力度推动数据中 心整合，关闭低水平、面积小的数据中心，逐步整合到区域数据 中心或本单位保留数据中心，确保“十二五”期间减少 80% 数据中心的目标实现。主要目标是：用 3

8、年时间基本完成信息化的新跨越， 5 年整 体达到国际先进水平。基础设施实现安全畅通、节能高效、资源 整合，应用平台实现优化升级、有效集成、信息共享，全面支持 生产、经营、办公、决策网络化管理，大幅提升企业资源优化配 置水平和劳动生产率。 中国石油的信息化建设在“六统 一”原则下，经过约 10 年的不懈努力，可谓建设成就辉煌，有力地推动了数字化油田建设发展。目前，集团公司有 58 个信息系统全面应用， 8 个信息系统部分投入使用。在“十二五”末，到 2020 年要全面建成世界水平的综合性 国际能源公司， 打造信息化中国石油， 其中特别强调信息化水平要大幅提升，保持国内领先、基本达到国际先进水平。

9、具体参见图 1 中国石油“十二五”信息系统建设项目总体规划。中国石油数字化油田建设成就辉煌数字化新疆油田建设新疆油田经过20 多年的努力和探索， 于 2008 年建成全国第 一个数字油田， 数字油田的建成， 标志着油田信息化已经与油田 发展实现了深度融合， 同年启动了克拉玛依市数字城市建设。 目 前，计划用 10 年的时间，2008 年，新到 2020 年全面建成智能新疆油田，智 慧城市建设也已启动。疆油田率先在全国建成世界领先的“数字油田”。今天， 它又成为中国石油第一个“智能油 田”的试点企业。2010 年，新疆油田提出“打造世界石油城、建设六大基地、 发展三大新兴产业”的发展战略， 其中

10、信息产业贯穿于建设全领域，是最具活力、最具发展前景的行业，目前已建成了西北第一 个无线城市， 智能油田、 智慧城市建设将会使克拉玛依这座城市 更具活力。可以说，新疆油田是中国石油系统数字化油田建设的领跑者、领头羊，集团公司油气生产建设的榜样和典范，走在了中石 油系统的前列， 数字化新疆油田建设成果吸引来了国内外诸多的 瞩目。 2008 年新疆油田就在全国率先第一个建成了数字化油田， 达到世界先进水平。 2010 年，又第一个提出建设智能化油田、 建设智慧城市，打造世界石油城。新型工业化离不开数字化、信 息化，数字化新疆油田也是落实信息化与工业化深度融合的典范。在 2011 年至 2013 年间

11、，除国务院有关部委、中石油、中石 化、中海油、 延长石油集团等兄弟企的业负责人和信息技术负责 人前来调研、 考察交流外， 还吸引了新疆各级地方政府、 新华社、 中央人民广播电台、凤凰网等 13 家全国知名媒体的记者来采访 智能油田、数字城市建设。据不完全统计，大约共有全国 33 个部门单位及6 位省部级 领导、 10位院士先后前来观摩和交流，视察数字化油田。数字化塔里木油田建设2013 年 6 月“数字化塔里木油田”的主要应用系统统计是 总部推广系统 23 个，油田自建系统又勘探开发 18 个、公共数据 库系统 17 个、经营管理 11 个、数字办公12 个系统。共81 个 系统，自开发 58

12、 个系统。基本涵盖了生产指挥、油气勘探、油藏评价、油气开发、产 能建设、生产管理、行政管理、 ERP 系统、经营管理、物资设备、 安全管理、科技信息、地面工程、地理信息、集成信息。数字化长庆油田建设由于地势环境的因素， 导致了长庆油田“数字化”系统是一个复杂的、多层结构的信息化系统。 该系统涉及到了多种硬件设备、软件平台以及复杂的网络通讯结构， 其中以采油一厂王窑作业区王二计量转接站的数字化建设更具有代表性。长庆油田为国内第二大油田， 矿产资源登记面积25.78 万平 方千米，跨越 5 省区，长庆油田管理的 7 万口油、气、水井分布 在 37 万平方千米的鄂尔多斯盆地，涉及4 省（区）、数十个

13、市 县，各采油、采气厂比较分散独立，管理难度之大、企业成本之 高可想而知。为了降低企业成本、完善企业管理、提高企业在行业的竞争力， 长庆油田成立了数字化建设、 建立全油田统一的生产管理、 综合研究的数字化管理系统， 实现“同一平台、 信息共 享、多级监视、分散控制”，达到强化安全、过程监控、节约人 力资源和提高效益的目标。 长庆油田将生产前端的数字化与劳动 组织结构和生产工艺流程优化相结合， 提高了生产管理效率， 减 少了一线用工总量， 实现了增产不增人的目标， 促进了油气生产方式的转变。中国石油油气生产物联网建设“十二五”期间， 集团公司将全面推进信息系统的持续提升 和深化应用， 实现信息化

14、从集中建设向集成应用的新跨越， 缩短 与国际石油公司的差距， 促进中国石油向数字化企业转变， 为建 设具有国际竞争力的综合性 国际能源公司提供强有力支撑。油气勘探生产是集团公司的主营业务和利润的主要来源， 该 项目是围绕油气生产现场数据的自动采集和控制， 搭建统一的物 联网应用平台， 实现自动化和信息化的深度融合， 对于提升集团 公司信息化水平，支撑综合性国际能源公司建设具有重要意义。项目建设的主要目的是跟上信息化技术发展的步伐， 通过远 程控制、数据自动采集、自动传输，大幅度减少现场用工，降低操作成本、降低能源消耗，提高油气田开发管理水平，提高油气 田开发效益。物联网是在互联网基础上， 将用

15、户端延伸和扩展到物与物之 间，进行信息交换和通讯，实现物与互联网信息的相互联系，以 实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。油田的物联网建设 主要是油井生产远程监控系统。这个系统将建设数据采集与控 制、数据传输、生产现场监控与管理以及一体化集成应用平台 4 个子系统，重点建设油气产运销物联网系统。油气供应物联网应用示范工程将实现自动化与信息化融合， 实现油气产运销全业务链集成和智能管理， 提高管理水平和生产 效率，降低生产成本，保障生产过程本质安全，节约能源，保护 环境，促进油田发展方式转变。油气生产物联网系统（ A11 ）就是通过传感、射频、通讯等 技术，对油气水井、计量间、油气站库、油气管

16、网等生产对象进 行全面的感知， 实现生产数据、 设备状态信息在生产指挥中心及 生产控制中心集中管理和控制， 搭建规范、统一的数据管理平台， 支持油气生产过程管理， 进一步提高油气田生产决策的及时性和 准确性。油气生产物联网分为数据采集与控制、数据传输、生产 现场监控与管理3 个子系统。具体参见图 1 中国石油“十二五”信息系统建设项目总体规划中的 A11 油气生产物联网。 集团公司希望利用物联网技术，建立覆盖全公司油气井区、计量间、集输站、联合站、 处理厂规范、统一的数据管理平台，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，进一步提高油气田 生产决策的及时性和准确性， 提

17、高生产管理水平， 降低运行成本 和安全风险。具体见图 2 油田物联网数据采集与控制子系统示意图。 根据集团公司“十二五”信息系统化建设项目总体规划 （图 1 ）， 2011 年勘探与生产板块开展了 6 项信息系统建设项目的可研工作（表1 ）。油气生产物联网系统（ A11 ）项目基本确定投资额为 12.7 亿 元，为一次性投入。 今后各油气田与此项目有关的投资列在产能 建设项目中， 上报总部审批， 具体内容包括油气水井和计量站自 动化建设、油区计算机网络建设、相关软硬件配套等。大庆油田、塔里木油田、新疆油田、西南油气田、南方勘探 开发公司5家单位为 A11 试点油田。A11 项目由勘探院西北分院

18、承担，新疆油田、大庆油田作为 参与建设单位，埃森哲作为项目咨询商。油气田生产物联网系统（ A11 ）是中国石油“十二五”信息 技术总体规划重要项目之一。主要基于集团公司建设“新疆大庆”战略目标需要、 人力资源紧张的实际和油田生产精细化管理 的需要。作为集团公司三大标志性工程之一， A11 为生产经营平稳较快增长和发展方式的转变提供有力支撑。2013 年 1 月，中国石油集团油气生产物联网系统项目启动， 数字化新疆油田建设油气生产物联网系统， 新疆油田公司风城油 田拥抱自动化建设机遇。 新疆油田公司数据公司负责 A11 示范项 目工程建设的进展情况， 有采油二厂、 风城油田作业区两个示范 工程。

19、 2013 年，实现“全面感知，自动操控，预测趋势，优化 决策”的智能油田总体目标。 A11 项目进入实质性建设阶段，极 大地促进了新疆油田 A11 项目的开展。数字化塔里木油田建设油气供应物联网系统。 塔里木油田加 快推进物联网应用示范工程建设， 信息集成应用， 管理精细智能。塔里木油田启动国家油气供应物联网应用示范工程建设以 来，加快设计和实施，提高了生产数据自动化采集水平。2012 年 8 月底，国家发改委、财政部联合发文在油气供应 等 7 个领域开展国家物联网应用示范工程建设， 其中油气供应领域物联网应用示范工程由中国石油具体实施。 2012 年 10 月 18 日，塔里木油田作为油气

20、领域的试点单位，迅速启动项目建设。 示范工程预计2014 年完成。塔里木油田通过物联网建设，将从数字油田向智慧油田迈进。塔里木油田通过示范和配套工程实施，初步测算，物联网全 面推广应用后的经济效益将达每年4.2 亿元。这套 A11 系统依托企业现有网络基础，利用 Zigbee 、 3G 移 动通信等技术，建设覆盖井场的物联网数据传输网络； 利用无线 传感、 GPS 射频识别等技术，实现对油气生产现场人员、设备、 环境等要素的实时感知与智能监测。这套 A11 系统以地理信息系统、 数据库技术、 数据挖掘技术等为支撑，重点针对油气水井现场监控、远程自动计量、油气集输监控、生产环境监控、生产动态实时

21、跟踪、故障预警处置等方 面，加强油气生产供应的综合 管理，实现对站场、作业区、采油 厂、炼油厂等精细化管理。A11 油气供应物联网应用示范工程将实现自动化与信息化融 合，实现油气产运销全业务链集成和智能管理， 提高管理水平和 生产效率，降低生产成本，保障生产过程本质安全，节约能源， 保护环境，促进油田发展方式转变。把信息化建设作为集团公司“十二五”乃至 2020 年前的重 点工作，目标是建成信息化中石油。按照集团公司总体部署，物 联网系统建设是“十二五”信息化的三大标志性工程之一。 物联 网技术经过近10 年的迅猛发展，在能源、交通、物流、环保等领域逐步走向产业化应用， 已经成为继计算机、互联网与移动通讯网之后的第四次信息技术革命的重要标志。总体来说， 信息化建设在中石油向国际一流油公司迈进的过程中是一个很重要的