刘帅(中海石油(中国)有限公司湛江分公司， 广东 湛江 524057)

0 引言

生产实时数据系统项目是在某海上生产装置以生产实时数据系统和关系数据为基础，规范数据标准、统一数据源头、实现数据的集中采集、存储和管理，逐步建成生产实时数据中心的大数据库，为其他业务系统提供标准数据出口和数据支持的一个实验性项目。

1 数据统计对石油企业发展的影响

生产实时数据系统项目以大数据在海上油田的实践应用为方向开展的一项循序渐进的工作。在当前大数据发展应用的前景下，需要我们正确认识和理解数据的重要性。大数据是从各种各样来源中搜集得到的海量数据信息的总称，具有数据量庞大，非结构化特点，同时在互联网中面临复杂性、安全性等新挑战。算法的不断跟新改进，使大数据对于新技术和人类技能的开发来说，逐渐成为一种需要。同时，大数据重新定义了数据管理的范围，由数据提取、转换、加载，演变为在大数据应用中净化和组织非结构化数据的新技术(如分布式架构技术)[1]。

在石油行业智能化油田建设的引领下，迅速提升的大数据应用技术，在石油开发决策中提供着更多的帮助和支持。大数据发展新形势下，数据统计应用分析为企业决策提供了支持和依据，将为石油行业企业运行设定正确的目标[2]。

2 生产实时数据系统的架构解析

生产实时数据系统是通过OPC协议，连通各种DCS系统，采用iFix实时读取现场点表数据，并采用iHistorian进行存储。某海上油田在进行生产实时数据系统建设过程中，部署安装1套硬件采集设备，连通4个设施的中控系统，采集1 207个有效实时测点，每天采集存储约32万条现场实时数据，为生产实时数据系统库中心提供大数据基础信息。生产实时数据系统的建设主要包括信息系统架构、数据中心管理、标准化体系建立以及生产数据信息化处理四个部分。

2.1 信息系统架构

某海上油田生产实时数据中心信息系统架构(如图1所示)集中展现了生产开发中的关键数据，为生产管理提供了数据信息支持。生产实时数据系统信息系统由数据采集、数据存储、系统接口服务、数据应用以及专业业务系统架构组成。在信息系统架构中的应用表现在：第一，生产实时数据系统可以被应用在生产数据信息知识检索中。第二，生产实时数据系统可以被应用在海上石油生产全面管理中。全面管理包括安全管理、生产管理、设备管理、能耗管理、计划执行等多个环节。第三，生产实时数据系统可以被应用在行业的各类动态信息展示中[3]。

图1 生产实时数据系统统计信息系统架构

2.2 数据中心管理

海上石油行业最主要的工作就是油田开发，在大数据管理的作用下，生产实时数据中心管理平台可以对多元数据进行分类管理，并形成虚拟服务器，为访问用户提供虚拟化服务。多元数据包括测井技术采集的油藏物性基础数据、海上平台装置的水文气象数据、油井生产开发的工艺参数数据等。通过生产实时数据系统将各类基础数据采集进入生产实时数据中心作为基础数据信息。在油田开发过程中，专业人员可以通过数据中心管理平台获取地理地质工艺数据，为制订科学的调度方案提供依据[4]。

3 生产实时数据系统在海底管道运营管理上的应用分析

海上油气混输管线输送是海上石油最经济、最安全有效的运输方式之一。油气管道在运行过程中会发生腐蚀，引发穿孔泄漏，不但会严重污染环境并破坏生态，还会带来巨大的经济损失。如何快速、精准查找出腐蚀点，并进行修复成为海上输油管道日常管理的一项重点工作，受制于信息管理技术的制约，海底管道管理上更多的是一种事后补救的应对策略。海底管道运营在线预警机制是海底管道管理的重点方向，也是科学管理的目标。随着实时数据系统的建立，现场利用海底管道基础数据的实时采集，结合关系数据的整理分析，以海上海底管道互联的两个生产平台为实例，从海底管道运营管理中的压力、温度基础数据信息着手，对生产实时数据在海底管道运营管理上的应用进行分析。

3.1 海底管道智能化管理应用设计

海底管道智能化管理应用设计(如图2所示)，A平台、B平台采集数据到PCS系统中，PCS系统服务器通过开放的OPC通讯协议，再经过网闸、网关后，通过ETHERNET传输到生产实时数据库。生产数据库将收集到的P、T参数、海底管道基础数据参数统一录入数据库，数据中心调用混输海底管道压降、温降关联数据。通过压降、温降关联数据算法核算海底管道下岸、上岸之间温度、压力差是否处于正产范围，若超过压差、温差范围立刻产生报警，判断海底管道异常原因及应对措施，进而自动启动海底管道保护程序。

图2 海底管道智能化管理应用设计

3.2 海底管道实时数据压降关联性分析

对于均匀混合的油气混输管线，从压降和温降的角度最能直观反应海底管道运营情况，进行直接预判。以海上某油田油气混输海底管道实时生产数据为例，根据能量平衡方程进行数据整理推导。 根据油气混输管线压降实时数据统计分析，在海管正常管输中，从 A平台至B平台油气混输管道上下岸压力实时数据，同一时间段内的海管上下岸压力变化趋势一致，海底管道正常运营上下游装置压差范围0.30～0.35 MPa之间。当压差处于0.35～0.50 MPa时，上位机产生海底管道异常预报警；当压差大于0.50 MPa时，初步可以判断海管发生内部压力异常，上位机产生海管外漏紧急报警，并启动海底管道保护关断程序。

3.3 海底管道实时数据温降关联性分析

海底管道压力数据可以作为海管内部结构状态监控的重要依据，海管外部结构状态则可以通过实时温度数据统计分析得出，从而在外部防护上实现预判预警。海底管道油气混输管线温降分析采用苏霍夫公式。根据油气混输海管上下岸温度数据统计分析，A平台至B平台油气混输管道上下岸实时温度，海底管道正常运营上下游装置温差范围1.11～1.19 ℃之间。当温差处于1.20～1.30 ℃时，生产平台上位机产生预报警，上下游检查是否有生产数据波动；当温差大于1.40 ℃时，上位机产生紧急报警，并把信息发送到海底管道上下游平台生产操作人员，启动检查海底管道外部损坏预警，现场组织启动海底管道破损应急程序，检查海底管道是否受到外力破损发生泄漏。以海上油气混输管道运营管理应用为例，生产实时数据系统的建立，为海底管道上下游装置的管道数据信息实现实时采集和关联计算建立了基础。通过关联计算分析，判定管道运营状态，给出管道运行缺陷应对措施，降低海上输油管线泄露事故风险。通过上述压降、温降数据统计分析，我们可以看出实时数据系统给海上油气混输管道管理带来的全新技术变革。结合目前现场采用的海底管道物流组份在线检测、在线腐蚀速率监测、水文气象数据监测、海上雷达监测系统等数据的关联性分析，海底管道实时数据分析将更加精准全面，真正实现智能化海底管道运营管理。

4 结语

随着网络信息技术的应用范围越来越广泛，大数据技术发展成为趋势。本文从海洋油气混输管线运营管理的一个方面做了实时数据系统的统计应用分析。生产实时数据系统的建立，为海上装置尝试智能化油田建设建立了基础。在此基础上，对于生产数据处理和应用目前局限于统计和查询，数据中蕴含的潜在价值仍在发掘阶段。随着生产数据量的不断增长，生产数据的大容量储存、管理和数据安全性问题，以及随着海上油田在更大范围的布局而产生的分散分布与数据集成之间的矛盾等，这些问题均给我们提出了新的课题。