井场高速网建设中的工程作业智能支持系统_周远福.pdf

为落实中国石油集团科技化和信息化战略，西部钻探公司积极推进工程作业智能支持系统的系统数据保障，全力打造工程作业智能支持中心。通过“优选传输链路、多种方式灵活结合”来搭建井场高速度高质量传输网络，通过提升现场运维保障能力保障EISC实质化运行，分级监控所有作业现场，深化应用EISC远程指挥和专家支持体系。1 EISS井场网络建设 2021年中国石油天然气集团有限公司及中国石油集团油田技术服务公司多次召开信息化会议，大力支持油气田信息化转型与发展，积极推进工程作业智能支持系统（EISS）系统数据保障和深化应用，全力打造工程作业智能支持中心（EISC）。西部钻探EISS现场运维负责井场传输网络搭建、组建局网、信息采集、数据传输、视频监控、音视频会议、数据质量监测、重点井保障、应急通信等运维工作，目前已实现井场的基础网络、数据采集标准、软硬件配套、运维服务、使用管理等“五统一”，保障作业现场数据准确、快速、及时和安全回传。目前井场传输网络包括卫星、LTE专网、微波传输、网桥中继、4G基站等多种方式结合。在此之前以传输数据为主，运行稳定。目前实现全井筒全业务链的业务，作业队伍数量和网上办公业务量不断增加，现在业务不断改变，目前传输网络已不能满井场高速网建设中的工程作业智能支持系统周远福 马玉明 杨庆军 荣兴多 赵磊（中国石油西部钻探地质研究院）足网上办公、传输视频图像、视频会议需求，无法满足各个EISC指挥大厅应用，严重制约EISS建设和发展，搭建井场高速网络已刻不容缓。2 建设路径（1）统一建设井场网络。提升钻井、录井、定向井、井下、固井和钻井液等专业服务队伍共享范围，统一运维，为各专业化队伍提供数据传输通道和技术支持，提高网络利用率，降低通信成本。（2）多种通信方式结合。结合各运维区域特点，探索新兴网络搭建技术，对作业现场以“一井一策”方式，利用网卡、LTE专网、微波传输、网桥设备、光纤接入、高通量卫星、4G基站覆盖等多种网络搭建方案相结合的形式，合理制定高宽带网络搭建方案，提高网络传输质量。3 建设方案（1）优选传输网络。秉持“重点及偏远井采用高通量卫星、集中开发区域使用高带宽专网传输、移动信号稳定地区以4G传输为主、多种方式灵活结合”优选传输网络原则，同时细划分区，根据区域内环境特点制定相应的网络建设方案，在链路租用、基站信号覆盖、光纤拉入等方面建立合作机制，搭建井场高速度高质量传输网络。（2）优化网络运用。采取优化视频传输图像质量、流媒体服务等方式确保视频图像质量好、传输流畅，减少传输链路的带宽占有量。同时优化网络管理，控制单井流量，提升网络安全。4 优选传输网络（1）采用高通量卫星。投入高通量卫星小站设备，每台高通量卫星小站单站最大上行带宽可以支持到67Mb/s带宽，下行最大带宽可以支持到10Mb/s带宽。应用高通量卫星，可改善视频传输性能，保障视频会议所需带宽，特殊复杂井临时可开通更高带宽，大幅提升单井网络带宽。（2）LTE专网优化。LTE专网采用基于TD-LTE技术标准的无线设备构建无线宽带专网，采用CPE满足行业应用，按照分步覆盖的原则，保证所有重点区域和密集区域覆盖LTE信号。重点区域采用薄覆盖模式进行信号全覆盖，部分偏远区域通过点对点实现全覆盖。2019年开始建设LTE专网，项目网络覆盖以玛湖、艾湖、吉木萨尔、高泉4个区为主，经过三年应用取得很好效果，完成大量重点井视频传输和视频会议系统，极大保障EISC应用。（3）网桥高带宽传输推广。利用油田现有电信无线基站的光缆资源，建设无线网桥对端，与新建井场无线基站实现实时无线传输。安装时，近端网桥安装在基站铁塔上，远端网桥安装在井场立杆，直线距离2050千米，有效解决涉及范围广、40石油知识 双月刊信息化应用/INFORMATION TECHNOLOGY APPLICATION距离远以及有线敷设难度大、投资高等问题。通过使用大功率无线网桥设备，能够适应各种环境远距离传输替代光纤和专线，降低网络建设成本，减小投入。无线网桥组建简单快速，工程周期较短，易维护，具有很高灵活性、扩展性，后期扩容方便。2021年在艾湖和金龙等地区测试，传输稳定。2020年根据情况推广应用。（4）稳定4G+VPDN。实现流量卡与安全帐号一对一绑定，实质是无线专网连接。与运营商沟通，提高信号质量，配合井场使用信号放大器，最大化实现4G上网。5 优化传输网络运用（1）应用流媒体。研发和部署流媒体服务，进行按需拉流、定制推流、分发视频图像，单位用户通过流媒体分发，减少传输链路带宽占有量，保障传输视频图像质量和流畅。（2）优化图像。采用视频图像压缩优化技术，通过压缩设备硬解压，设置降低码率、数据传输量来达到压缩视频图像的目的。视频图像设置为传输帧数调低，分辨率调低，压缩方式h265，变码率，限制传输上限，实现优化视频图像质量，减少传输流量。（3）控制流量。在传输总资源有限的情况下，合理控制单井传输占用的流量，单井设置流量阈值，有效提升和合理使用网络资源。（4）提升网络安全。对现有网络规划与设备配置进行优化，配备网络安全管理软件，设置有效网络安全策略，以保证井场网络安全、数据传输安全。（5）提升保障能力。严格制度，标准流程。严格实行施工通知单制度，现场施工队伍有安装运维需求时，向各专业EISC管理人员提交施工通知单。运维中心管理人员发布施工任务单，安排人员车辆设备上井安装运维。运维完成后经施工方负责人签字确认，上报公司EISC确认。统筹安排，全程监管。完善现场信息化运维保障工作机制，提前分析生产动态，合理安排设备、车辆和人员。运维中心专人全流程监管，及时反馈和处理问题。分区管理，靠前运维。分片区布置运维力量，贴近生产一线，靠前服务。12小时内可到达井场运维，根据运维工作量动态分配人员车辆，大幅提升运维响应速度和运维质量。统一配置，标准化管理。统一资源，统一网络，统一配置。井场信息化设备形成工厂化、模块化，便于快速、简便安装。施工采取一键式操作、标准化配置、规范化布线，保证井场各作业队伍快速接入网络。6 EISC智能支持中心（1）机制。形成“总部+专业公司+作业现场”三级联动机制，各个EISC实质化运行，分级监控所有作业现场；建立EISC远程指挥和专家支持体系，执行724小时重点盯防值守制度，实施4000米以上深井远程指导和全过程管控。（2）运行。通过部署视频监控、视频会议等信息化手段，满足公司两级EISC直达现场的安全生产、技术支持、决策指挥等管控需要。建立EISC坐岗制度，加强EISC值班人员巡检力度，发挥EISC专家值班能效。专家在EISC监控平台上监测实时数据、异常报警、地质分析、参数优化、智能分析等，对现场EISC数据、视频监控等相关信息定时检查，及时发现复杂和异常，提供远程支持和远程决策指挥，有效解决复杂地层构造岩石可钻性差、油藏非均质性强、钻井周期长等勘探开发难点，如图1所示。（3）协作。加强总部和专业公司两级EISC监控中心协调合作，严格落实两级EISC监控中心监控值守，充分发挥EISC职能，避免因协调、沟通不畅造成服务质量、服务效率下降，如图 2 所 示。同时运维中心安排专人驻守各EISC，贴近用户单位，及时掌 握 实 际 需求，提高施工和决策效率。图1 EISC专家值守模式图2 两级EISC沟通2023 年第 1 期412023 年第 1 期