郭 渝 罗小军 胡畔宁

（1.中国石油西南油气田公司国际合作事业部，四川 成都 610051；2.中国石油西南油气田公司，四川 成都 610051；3.中国石油西南油气田公司通信与信息技术中心，四川 成都 610051）

0 引言

国内某高含硫气田（以下简称高含硫气田）是中国石油与国外石油公司共同出资开发的首个大型高含硫气田，其开发面临技术难度大、安全风险高、无成熟经验借鉴等众多难题。为了实现高含硫气田安全、可靠、清洁开发，高含硫气田管理团队把信息化作为气田建设和安全运营的重要支撑，在多个信息化领域取得技术的突破，形成了适合自身发展的信息化特色技术。该技术的应用实现了项目建设全过程的信息化管理，为项目的精细建设、质量控制、顺利投产、安全运营提供了强有力的支撑和保障，使高含硫气田信息化建设从数字化向智能化迈进。

1 信息特色技术

1.1 统一通讯技术

统一通讯简单理解为IP电话、软终端、视频终端以及移动通讯设备能够无缝接入视频会议或电话会议。统一通讯的硬件部署相对传统的程控通讯更加简单，数字交换机取代了程控交换机，增加一台或多台语音网关，用于实现语音、视频、消息传送、会议、视频会议等功能。统一通讯将语音信号转换成数字信号后，由企业的骨干网络进行传输，这样的传输方式最大限度地保证了通话质量和可靠性。统一通讯提升了员工工作效率，为企业节约了大量的建设、运营、维护成本。

1.2 AD域验证技术

AD域验证技术可以简单理解为数台AD域控制服务器分布在企业网络这个“森林”中，AD域控制服务器相互连通，并记录和控制各自管辖区块中每个计算机和用户的信息。AD域控制服务器在整个域林中扮演以下4个角色：①代理身份验证，这不但适用于操作系统而且还适用于计算机上所有应用程序；②部署操作系统相关设置，用户不能通过AD域下的计算机修改操作系统设置；③共享AD域下能够访问的资源，尤其是磁盘资源的共享；④设置用户权限，权限通过继承方式进行传递。

1.3 数据集成技术

“以宽阔的视野、开放的思维建立数据库协同共享机制”是数据集成的核心方法。数据集成技术实现企业内多业务综合集成和共享，跨企业多领域的业务协同和融合，激活各类主体内在发展动力。高含硫气田在资产管理、经营管理等方面大量应用数据集成技术。

1.4 智慧型气田

“自动化生产，数字化办公，智慧化管理”是智慧型气田的核心理念。智慧型气田基础是利用成熟的自动化技术，统筹谋划、协同联动、大力提升数字化系统生产现场的覆盖率，提高安全管控水平，提升生产效率，降低运营成本。智慧型气田尖端是借助先进的信息化技术，跟踪分析生产工况动态，决策处理各类应急状况，优化整合业务流程，提升气田生产管理水平。智慧型气田由自动化到智能化的转型升级是量变到质变的过程［1］。高含硫气田在安全防护体系建设方面充分体现了智慧型气田的建设理念。

2 信息特色技术在高含硫气田的应用

2.1 统一通讯技术支撑高含硫气田数字化办公

统一通讯技术在高含硫气田得到了广泛的应用。用户可以使用思科IP电话与不限于高含硫气田的话机建立电话会议，可以使用思科即时消息IM软件在线聊天，可以使用思科Jabber软件完成点击呼叫、语音、视频、即时消息等功能，可以使用思科WebEx软件建立网络会议共享桌面信息，可以使用思科视频会议套件与其他用户建立视频会议。

统一通讯技术在高含硫气田的成功应用，主要体现在以下方面：①技术方案覆盖企业所有通讯需求，是企业信息化转型升级的必然选择；②项目建设成本合理，建设周期短，100人的小型企业硬件花费20万元至30万元（其中包括IP电话、POE交换机、语音终端、视频会议服务器的搭建），建设时间与网络建设周期相同；③项目运营成本低，实现的功能更加全面，企业唯一需要支付的是用户的市话和长话费用，但企业却实现了异地电话会议和视频会议等功能，因此为企业节省了大量差旅费开销；④统一通讯融合各式通讯方式，提升了员工工作效率，为数字化办公奠定了基础。

2.2 AD域验证技术保障高含硫气田信息安全

AD域验证技术确保员工的认证信息全球唯一。高含硫气田是国外企业这个“森林”中划分的一个“域”，“域”中“树木”的信息被一台AD控制服务器（下面简称AD）管理着，AD与“森林”中其他“域”的AD建立了网络连接，确保整个“森林”中每棵“树木”的信息都唯一存在。

AD域验证技术确保员工的访问安全可靠。AD存储高含硫气田每位员工的身份信息。操作系统或应用程序需要进行身份验证时，便会通过网络向AD发起验证申请，AD对照数据库向申请者返回验证结果。

AD域验证技术确保计算机最高安全设置。AD控制着高含硫气田计算机操作系统设置，如无法安装软件、禁用U盘、无法修改操作系统设置等，使整个公司的计算机桌面保持一致并无法私人修改。限制人为权限，是保障企业计算机免遭病毒侵害的最直接手段。

AD域验证技术资源共享和权限划分功能保护用户隐私的同时确保企业信息安全。高含硫气田计算机多了两个盘符“O”盘和“P”盘，其中“P”盘是个人使用盘，磁盘容量根据用户在AD中划分的权限等级进行分配。“O”盘为公共使用盘，里面包含各个部门的文件夹，文件访问权限根据用户在AD中划分的组进行分配。另外邮件的存储空间也根据用户在AD中划分的权限进行分配。

简而言之，AD域验证技术规范了企业的信息化管理，提升了企业信息化安全等级。在实施AD域验证技术的过程中要注意以下几点：转变思维方式，通盘考虑，确保AD域验证技术覆盖企业所有应用；加大资金投入，保证网络和AD域控制服务器等硬件设施的完善；转变管理模式，建立健全员工权限分配方案，确保企业信息安全。

2.3 数据集成技术保障高含硫气田资产完整性

高含硫气田为了实现资产完整性管理，从多个应用程序数据库中提取数据，实现了应用程序单一化向集成化的发展。集成化的资产完整性系统首先提取高含硫气田全生命周期服务器［2］（LCS-Life Cycle Server）中的数据，全生命周期服务器是用于记录设备、设施信息并提供相关数据表。当前LCS数据记录53 238条，按设备类别主要分为电力、火气、仪表、机械、管道、安全、结构、通信等13大类，基本涵盖了所有需要进行检修维护的设备、设施数据。其次从设计阶段的数据库Coreworx系统获取设备、设施数据，包括设计、材料、安装、验收等信息，从仪表设计Intool系统获取仪表所有设计文件。通过前端工具（FED）可根据设备类型、设备位号等查询设备的相关信息，图1显示了集成化资产完整性管理系统的数据来源和服务对象。

图1 全生命周期服务器图

数据集成技术在设备完整性管理的应用提升了设备全生命周期精细化管理能力：从设备的计划、选购、安装、验收、运行（巡检）、维保、检修（故障／调剂）、闲置到报废，对设备全生命周期进行精细化管理，确保计划及时下达、安装及时投产、生产过程监测与预警，物联设备状态自诊断，实现信息化环境下设备设施科学健康管理，提高设备预防预警能力，确保设备在勘探开发生产运行过程中的效能最大化。

2.4 全方位安全防护体系助推高含硫气田向智慧型气田迈进

2.4.1 高度集成、自动联锁的控制平台

针对高含硫气田安全风险高、事故后果严重等特点，高含硫气田自动控制系统有针对性地设计成为系统高度集成、数据高度拓展、人员高度防护等功能为一体的自动化监控、操作与管理信息化平台，在净化厂中央控制室实现全气田的监控和应急处理，设置无人值守井站，可以自动、快速进行紧急联锁，确保人员和资产安全。其主要特点如下：①高度集成了紧急切断系统（ESD）、火灾、有毒及可燃气体报警系统（F&G）、工业电视监控系统（CCTV）、入侵防范系统（IDS）、界区内及界区外扩声喇叭报警系统（CA&GA）、社区报警系统、在线管道腐蚀监测系统、阴极保护监测系统、气象监测系统等子系统；②各个系统之间用冗余的工业以太网为平台无缝链接，在净化厂中央控制室内集中的显示、报警以及控制和联锁；③采用具有SIL3安全级别认证的控制系统作为紧急停车（ESD）［3］系统，设置了5级事故停车。

2.4.2 光纤感应技术在线检测集输管道泄漏

高含硫气田H2S含量达到10.2%，集输管道长度达到40 km，地处山区，管道敷设起伏大，容易受地质灾害影响，一旦发生管道泄漏，将造成重大安全事故。多年来普遍采用压力变化速率来检测集输线路管道泄漏，该方法精度差，微小泄漏则无法及时报警，也不能精确定位泄漏点。因此，经过和国外公司的多次技术交流，项目管理团队决定采用国外前沿技术，利用3种主体+2种辅助泄漏检测技术，保证40 km管线全覆盖、无死角。表1列出了3种主体检测方案。

由于在管道穿越河流或有挡土墙的地方，光缆无法检测泄漏，为了避免出现盲区，增加了云成像摄像技术［5］和H2S探测仪检测2种方案作为感应光缆测漏技术的补充。具体内容见表2。

高含硫气田集输线路泄漏检测系统经过半年多的运行，5种检测方式同时运行，互为补充，互相验证，提高了泄漏检测的可靠性和准确性，实际运行效果显著。

表1 3种主体泄漏检测技术方案表

表2 补充泄漏检测技术表

2.4.3 建成了快速反应的应急体系

应急控制中心（NSCC）下设“一个平台、三大系统”，即设有安全监控平台（含安保门禁监控和站场火气监控）、应急响应信息系统（ERMS）、社区警报控制系统，并与生产管理系统（DCS和SCADA系统）相连，是信息收集、指令传递、生产处置、社区警报、疏散撤离等方面的调度中心，为应急救援提供第一手信息。

ERMS系统分别采取二维和三维对气田全部设施和集输线路地形进行了建模，能结合气象站收集的风速、风向信息实时模拟H2S泄漏时大气扩散的模型。当发生H2S气体泄漏后，NSCC能一目了然观察到泄漏位置和影响区域，拉响该区域的社区警报，为应急抢险提供支持。系统集成短消息快发群组，可根据需要向特定对象（政府、员工、社区应急协助员、村民等）大规模发送应急信息。

社区警报控制系统由20组区域报警器组成，每组可由NSCC单独控制，声场可有效覆盖整个潜在影响区域。生产管理系统接入NSCC应急控制中心，DCS和SCADA系统中的报警数据能够实时上传到NSCC，为应急响应提供预判和决策支撑。

气田坚持每年开展内部和内外联动应急演练，并针对演练过程中发现的问题进行了整改，目前整个系统运行流畅正常。

3 结论

1）通讯设备的更迭，不仅代表一个企业信息化水平的提升，更反映出一个企业管理理念的转变。数据库的整合和共享，避免重复收集信息，保证数据的一致性。AD域控制服务器的建设，能够使企业在信息化建设方面更加稳健、规范、安全。

2）为生产运行和维护管理建立了全生命周期的资产检测、分析、预警和维护信息数据库，集输管道感应光纤泄漏检测技术获得成功应用并开始推广，大幅提高了资产的可靠性，保证了气田安全平稳运行，并向智慧型气田迈进。

3）通过数据信息与互联网的结合，建立了高度集成的监测、控制和紧急停车系统，能快速进行自动保护处理，已在调试和投产初期得到了实践证明。

4）应急响应信息系统通过建立的气田模型能直接定位泄漏区域，其扩散模型能模拟出泄漏覆盖区域，通过社区报警系统能快速组织疏散。