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工业互联网赋能绿色低碳发展优秀案例集——基于工业互联网平台的油田企业低碳运营模式

  • - 2022 -
  • 02/14
为践行“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策,贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》,加快推进工业节能降碳,构建工业绿色低碳转型与工业互联网赋能绿色低碳发展相互促进、深度融合的现代化产业格局,受工业和信息化部节能与综合利用司委托,中国工业互联网研究院面向社会公开征集工业互联网赋能绿色低碳发展优秀案例。本文是本次征集活动的优秀案例之一。


4#  案例关联单位:

延长油田股份有限公司





案例介绍



01

案例背景


2015年以来,延长油田为贯彻落实习近平总书记“打造绿色产业,加速经济转型升级”和“划定生态红线,推动绿色发展”重要指示精神,落实集团公司积极践行“绿色开发、低碳发展、科技先行”的发展战略安排,加快推进“三降低、三提升”的核心目标实现。在综合考虑企业发展现状和未来发展潜力的基础上,计划分批次、分期次在吴起采油厂的王洼子、庙沟、贺阳山、胜利山、薛岔等采油队或项目区和石百万联合站实施“延长油田新型生产运行模式创新示范项目”的建设工作,旨在借助数字化、智能化手段来对企业下属的井场和联合站进行智能化改造,以实现优化生产流程、创新管理模式和构建智能安全管理体系,实现“碳达峰”与“碳中和”的目的。



02

案例详情


结合油田在原油开采、集输转运及净化处理过程中对业务系统功能的实际需求,以“模块化设计,积木式搭建”建设思路为指导,重点围绕各层级生产单元分散,无法进行大规模注采输一体化建设,但重要的采油设施或处理装置却相对集中,各业务节点之间在依靠车辆进行串接的过程中存在自动化程度不高、数据共享难以共享、生产协同困难的等问题,通过将油田物联网、大数据、云计算、移动应用、人工智能等先进技术与井场、联合站两大应用场景的业务管理流程进行融合创新,以实现借助工业互联网对不同应用场景与区域、不同业务节点内的人员、车辆、设备状态与环境状况的实时监控与最优化反馈控制,为后期建设“无人化”或“少人化”场站创造条件(图1)。具体实施思路如下:

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①在井场针对不同类型油井开展不同程度的油田物联网建设,确保建设效果和效益的最大化;
②在井场、联合站按照安全、环境防护等级分别实施油区视频监控、智能门禁及施鹰眼系统的建设工作,全面提升对关键区域的安全管控能力;
③对采油厂至工作站进行有线网络的延伸建设,并对井与站之间进行无线网络覆盖,全面提升油区数据传输效率;
④根据不同应用场景的管理需求,分别在采油队、联合站及作业区建立中心控制室,实现对生产现场的远程监控和各类生产数据的存储备份;
⑤对列入试点建设的井场、联合站、工作区的开展数据标准化入库与综合治理工作,为实现精准管控各生产环节奠定数据基础;
⑥按照统一的技术架构分场景、分功能的研发相应的工业互联网平台系统,为全面实现精细化管理与应用、提高生产效率及改善生产安全环境提供条件。

延长油田坚持推进“以智能系统建设,倒逼生产管理模式创新,促进绿色油田建设”的指导思想,重点围绕智慧采油一体化平台与联合站物联网共享平台两大工业互联平台开展研发创新工作,以实现优化业务流程,提高管控精度,促进生产运行模式和组织管理架构变革的目的,为企业创建“无人、简单、美丽”的绿色油田提供应用支持。

延长油田在实施“新型生产运行模式创新示范”的过程中,针对不同生产现场产生的温室气体无法有效处理,低渗透油藏二次开采困难的问题,重点围绕解决驱油与封存协同优化、注采安全、封存监测及预警等技术难题开展技术攻关,在完成针对配注方式与工艺流程设计、CO2配注站场工程设计、注水方案设计以及自控系统设计的基础上,分别在杏子川油田和吴起油田建成10万吨/年以上CO2驱油与封存工程示范建设工作。



03

应用价值


充分结合场景的实际需求,在井场与联合站内有针对性建立“全覆盖、全感知”的物联感知体系,实现对整个业务链条各业务流程的实时数据采集与监测,以保障整个应用体系能够发挥最佳效果。

将人工智能、大数据分析等先进技术方法与传统油田生产业务进行有机结合,充分发挥超脑、鹰眼、人脸识别、电子围栏和高清视频设备在安全防护方面的优势,对油田企业在日常安全管理中存在的偷盗原油、违规操作及原油泄露等问题进行实时追踪、识别及预警告警,以实现将风险隐患消灭在萌芽状态。

针对多期次、多系统的信息化建设工作,从数据出发,利用大数据分析方法,整合以往独立系统的数据,按照统一的数据标准进行数据治理,实现统一的数据共享接口,为数据决策提供依据。



04

实践效果


延长油田通过在吴起采油厂的贺阳山、王洼子、庙沟3个采油队实施数字化建设,当年减员56人,减少用车费用29.33万元,减少维修3.42万元,节省直接成本费用为228.75万元。与此同时,采油时率提高2-10%,有效防止设备、原油被盗等。

智慧采油试点方面,通过通过视频监控、油井工况智能诊断、平衡度监测优化、降低了故障持续时长、使得生产运行管理水平显著提升,与同期相比提高采油时率5%,年增加产量1940.4吨;通过实施“无人化”井场建设,电子巡井代替人工值守,智能化设备代替人工操作,减少用工量10人。但在巡井效率上得到很大提升,发现故障和故障响应速度大幅提升,单井采油时效总体提升效果明显;通过设计安装节能电机,避免了“大马路上小车”现象的发生,节电率提升46%;通过对油井物联网采集的电流数据、平衡度数据等分析,优化油井工况,降低了电机、皮带及抽油机的故障率,维修次数比去年同期减少了19次,降低了工作强度,同时材料成本降低了10.5万元。

延长油田在实施“新型生产运行模式创新示范项目”过程中通过承担的国家重点研发“CO2驱油技术及地质封存安全监测”计划,不断对现有工艺流程进行优化创新,在实现针对低渗透油藏开发工艺的巨大突破的基础上,项目不仅得到了国内外广泛的关注与认可,还与美国弗吉尼亚大学、怀俄明大学等签署合作备忘录,就共同研究“CO2驱油技术及地质封存安全监测”对全球气候变化的影响达成共识。同时,该项目还获得澳大利亚政府给予的230万澳元的资金支持。2015年,该项目获得全球碳封存领导人论坛(CSLF)认证,成为发展中国家第一个得到国际认证的一体化CCS项目。同年9月,《中美两国元首发表气候变化联合声明》宣布将陕西延长石油公司位于延安—榆林地球的碳捕集、利用和封存项目作为两国新的重大合作项目。