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GB／Z 41291-2022 泛在物联应用 智慧油田总体技术要求.pdf

ICS33.020 CCS L 67

GB/Z 41291—2022

范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 应用定义 5.1 概述 5.2 业务定义 应用框架 6.1 架构 6.2 各部分功能定义 6.3 接口定义 6.4 业务流程 对感知延伸层的要求· 7.1 概述 7.2 感知延伸层能力要求. 7.3 组网能力要求 对网络层的要求· 8.1 总体技术要求 8.2 网络层能力要求 8.3 对业务支撑的要 9.1 支撑总体技术要求 9.2 网络管理能力要求 9.3 接口要求 安全要求 10.1 网络安全 10.2 应用系统安全 10.3 数据安全 10.4接人安全

SY／T 5244-2019 石油天然气钻采设备 钻井液循环管汇.pdfGB/Z412912022

本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起章规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国通信标准化技术委员会（SAC/TC485）归口。 本文件起草单位：大唐电信科技产业集团、中国信息通信研究院、华为技术有限公司、北京邮电 大学。 本文件主要起草人：徐晖、杜加懂、陈怡、胡博

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泛在物联应用智慧油田总体技术要求

本文件规定了智慧油田应用架构、接口定义、业务流程，应用对感知延伸层、网络层的要求，以及业 务支撑和安全的要求。 本文件适用于智慧油田

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 YD/T1806一2008基于IP的远程视频监控设备技术要求

下列缩略语适用于本文件。 PLC可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController） RFID射频识别（RadioFrequencyIdentification） RTU远程终端装置（RemoteTerminalUnit） 2G第2代移动通信系统（2Generation） 3G第3代移动通信系统（3Generation） 4G第4代移动通信系统（4Generation）

石油行业上下游产业链的关系非常密切，具有非常鲜明的产业链结构和产业链信息传递效应，其 中，上游从事的业务包括原油、大然气的勘探、开发，中游主要是油气的存储与运输，下游则涵盖炼油、化 工、天然气加工等流程性业务及加油站零售等产品配送、销售性业务。石油行业主要的生产经营活动包 活油气勘探、油气田开发、钻井工程、地面建设、石油化工、储运销售，以及经营管理等。图1是石油生产 的业务流程。

a）油气勘探 油气勘探是石油企业的主业之一，通过采用不同的技术手段采集各种野外原始地质资料，经过 处理、解释形成资料，并采用各种科学方法进行评价，开展勘探规划部署、井位设计和地质综合 研究工作，完成勘探科研和生产任务。 b 油气田开发 油气田开发的主要活动包括油藏管理、采油工程、地面工程、油田监测、油田开发生产管理。油 藏管理是指制定开发规划、编制产能方案，进行新区建设、老区改造、三次采油，最后又采油厂 组织综合管理。 c）油气钻井工程 油气钻井是油气田勘探与开发的重要手段，钻井设计包括地质设计、工程设计、施工进度设计 和预算设计。 d） 油气井下作业工程 井下作业是根据油（水）井的不同需要进行不同内容的作业施工，一般可分为试油（气）作业、新 井投产投注、措施作业、维护作业等。 e） 油气地面建设 油气地面建设包括原油（气）集输、注水、给排水、污水处理、电力、通信、道路、消防、土地、社区 等，其特点是规模大、系统性强、配套程度高。 f 物资管理 油气物资管理包括物资信息的供销共享、物资的计划、采购、库存、供应、质量、价格、结算及管理 g） 储运与销售 储运销售负责油田采油厂的原油收油与计量，并负责运输管理。 从上面的分析可以看出石油行业是一个以油气生产为主，集科研、勘探（物探、钻井、地质录井、测 ）、开发（采油、油水井作业施工、注水）、油气集输、后勤辅助生产（供电、供水、物资采购及供应）和多种 经营、物业管理、社会化服务为一体，专业门类齐全的行业。油田的工作区域跨度大，分布产，行业应用 等求多样，如油田的勘探、钻井行业流动性强，多在野外，同时油田油、水井分布点多面广，运行环境恶 分，管理及维护难度大，与油田生产相配套的供电网络、油气集输管网纵横交错、四通八达。 在石油生产过程中，采用了三层的管理体系，由集团公司、油田和采油厂组成。图2显示了管理体 系。采油厂主要工作包括掌握各区块生产动态、分析各区块生产趋势、制定油气生产优化方案、优化油 生产工艺流程、执行生产现场紧急情况的处置以及生产现场巡检、故障处理。油由的主要工作包括及 十了解生产动态、掌握各区块生产情况、查看各要害部位视频、制定生产方案。集团主要及时了解油田 主产动态、掌握油气输送情况、查看重点地区视频图像、协调指挥生产。

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2石油生产的管理体系

智慧油田具有包括传感器、人工采集与数据 享，在技术和管理两个层面为油田各级管理者提供科学高效的决策工具，大大提高油田企业的决策效率 和能力。通过智慧油田的实施，达到以下目标： a）优化生产管理方式与组织结构，提高工作效率、降低劳动强度； b）实时监控生产设施，保障油田生产安全、环保、平稳运行； c）优化生产工艺流程，实现节能降耗与科学决策

5.2.1.1数据分类

根据油田公司的整体生产运作模式，数据大体可分为5大类： 勘探信息； 油田开发信息； 地面建设信息； 储运销售信息； 经营管理信息。 勘探信息包括非震物化探数据、地震资料、测井数据、钻井资料、录井资料、试油试采数据、分析化验 资料、综合研究成果资料等。 油田开发信息包括油藏工程、采油工程、油田监测、生产管理四个方面的信息： a 油藏工程：包括油田开发动态数据、静态数据、方案规划数据等； b) 采油工程：包括采油工程生产管理数据、规划方案数据等； C 油田监测：包括油水井测井数据、试井数据、动态监测数据等； d) 生产管理：油水井生产管理数据、作业施工管理数据、油田监测管理数据、地面集输管理数据， 开发生产管理数据、油藏工程管理数据、采油工程管理数据等

地面建设信息包括地面工程基础资料、工程勘察数据、地面工程静态数据、地面工程动态数据、投资 控制及经济评价数据等。 储运销售信息包括站库地理信息、站库生产运行及工艺流程信息、安全生产辅助决策信息、加油站 基础数据、成品油收发存信息、自用油信息、客户信息、原油成品油市场价格分析预测信息等， 经营管理信息包括财务信息、资产信息、人力资源信息、物资管理信息、计划规划信息、质量控制信 息、安全信息、环保信息、企业管理信息、法规信息、公共关系信息、公文信息、市场开发信息、科技信 息等

5.2.1.2数据业务定义

5.2.1.2.1数据采集和监控

数据采集包括勘探开发生产及经营管理所有业务活动中产生的数据和成果数据的采集，功能主要 包括： 通过各种传感器对现场进行监控，与现场设备通信，向现场运行人员提供及时的现场信息： 通过各种传感器对现场进行监控，实时将现场的情况进行上报，为现场运行人员提供信息； 实现重点设备数据监控、自动报警

5.2.1.2.2数据加工和存储

数据加工和存储包括： 对各种原始数据进行处理、分析、解释，得出决策所需要的成果数据，并将成果数据进行存储和 管理； 将现场采集的实时数据和相关配置数据进行存储

5.2.2视频监控类业务

视频监控系统覆盖重点油气并、高危险并、重点站库、关键路口等生产现场，当生产现场出现人为破 坏、动物进入等情况时，能够主动报警并提醒相关工作人员，实现井场、站库等生产现场的实时视频监 控、闯人报警，保证油气安全生产。视频监控类业务包括下列内容。 通过对井场、管线、处理厂设备装置生产运行状况的实时监视，对发生的任何异常情况，及时通 过各种报警方式提示通知相关操作管理人员。实现视频监控智能侦测、集中控制；单井自动拍 照、集中监控。 对重点油气井、高危险井等生产现场的视频实时图像采集，对于单井可采用固定方向和焦距的 摄像头监控，远程转动控制，摄像机焦距、光圈可远程调节的视频监控设备。采用巡检、特定监 视等不同方式对站点、井场进行实时监控，同时进行图像记录。 井场视频监视可通过智能分析判断，自动记录进人井场的移动物体，同时语音示警。根据系统 授权，对站点、井场的云台进行远程控制。 通过对单并进行实时监控、闯入自动报警和远程紧急关井等措施，降低员工劳动强度，提高安 全可靠性，减少巡井频率。 在集气站门口、装置区、发电机房、控制室等处设置全景摄像机，对关键部位设视频闯入报警系 统。在集气站围墙安装入侵探测器系统，监控集气站人员出入及设备运行情况，并对异常情况 识别、报警和录像

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“智慧油田”系统是泛在网在油田企业高级阶段的应用系统，通过各种传感器、网络、智能技术的应 用实现油田全面的动态感知，趋势预测，流程优化，辅助决策推动油田企业提高油田勘探效率、油气产量 和采收率。 智慧油由的系统架构与泛在网相互对应，包括感知延伸层、网络传输层、应用业务层，在不同的层上 支持不同的通信和应用协议，如图3所示

图3智慧油田系统架构图

感知层为智慧油田的数据来源和基础，实现油田开采、处理、存储、运输等过程中的动态感知。主要 是利用传感、射频等技术，感知油气生产信息，建立覆盖油气生产全过程准确、可靠的自动化采集与控制 子系统，利用传感器和变送器，通过网络传输层将生产数据上传到实时数据库，实时数据库将相关历史 数据存入至应用业务层的关系数据库（生产数据库），实现生产实时监测、视频图像智能监控、油水井工 兑、报表管理、生产动态分析、应急辅助、设备管理、远程控制、可视化监控、产量管理、基础数据管理、告 警管理等功能，达到采集数据完善准确、过程控制精确到位、安全管理及时有效、系统控制稳定可靠的 目标。 网络层为数据传输通道，通过多种网络实现油田数据和视频信息的传送，用于连接感知延伸层和应 用业务层各设备单元，并进行高效数据传送的载体，采用有线和无线技术相结合的方式，将单井和站场

生产数据高效、安全、稳定的传输到各油气由监控指挥中心，实现生产数据和视频图像的实时传输，满足 整个系统对数据的安全性、实时性、稳定性等要求。 应用业务层为智慧油田的核心层，对所有感知数据进行判断、分析、计算和存储，同时实现油田企业 生产运营中的各种业务，生产现场监控与管理子系统主要是利用实时采集的生产信息，建立覆盖油气生 运、处理全过程的生产管理、预测预警系统和数据接口，实现生产实时监测、远程控制、生产动态分析、油 水井工况、报表管理、基础数据、告警管理、设备管理、应急辅助、可视化监控、作业管理、视频图像智能监 控、产量管理等功能，达到生产过程实时预警、控制参数实时调整、数据信息实时发布、管理决策及时到 位的良好效果

6.2.1感知层延伸系统

感知延伸系统为智慧油由的现场端，包括但不限于网关、传感器、执行器、RTU、PLC、摄像头 RFID，以及手持移动终端。感知延伸系统包括： 网关：用于完成传感器、执行器的数据采集，以及RTU、PLC通信规约的转换和协议适配； 传感器：安装在油田勘探和生产现场（油井、气井、水井、计量站、集转站、处理厂等），完成温度 湿度、压力、液位、流量、功率、电压、电流、可燃气体浓度、有毒气体浓度、防腐等参数的采集； 执行器：安装在油由生产现场的执行单元，实现现场工艺设备的控制和调节； RTU、PLC：安装在油气生产工艺区，完成相关工艺设备的数据采集和监控： 摄像头：安装在生产工艺区或办公区，实现对现场设备运行状态或安防的监控； RFID：安装在重要设施、设备上，完成对设施、设备的人库、出库、维修、报废进行跟踪管理； 手持移动终端：如智能机等移动终端，用户可以通过终端上传数据或下载表单等内容

6.2.2网络传输系统

6.2.3应用业务系统

6.2.3.1业务支撑系统

完成对智慧油田所有相关业务的支撑，向业务应用系统提供统一的数据访问接口，负责对通过各科 专输方式传输的数据进行存储和分发，包括数据模型、业务模型、系统服务及接口等，为智慧油田的“后 台”。主要包括： 数据模型：实现海量数据的建模和分析，提供基于数据运算的各类模型； 业务模型：实现业务流程的建模和分析，提供基于业务的各类模型，如仿真模型等； 系统服务：提供基于服务的各类应用； 系统接口：为第三方系统（如ERP系统等）提供开放的数据交换接口

6.2.3.2应用系统

6.2.3.2.1巡检管理

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通过对油并、水并、计量间和站场等生产单元进行监控，用户可以通过网络，配合视频及采集数据 及时了解生产设备的最新状况，免除天气、道路、时间等客观因素的干扰，提高工作效率

6.2.3.2.2安全监控

监控展示油由设备的运转情况，包括油井、水井、计量间、站场、管网、车辆等生产单元，并在监控界 面中对生产单元异常报警进行提示。

6.2.3.2.3生产指挥调度

生产指挥调度主要包括： 实现油田常见的周期性生产任务（如量油、洗井、化验、测压、测电参、测功图、仪表标定、设备巡 检等）和其他紧急任务的管理、分配和提示； 对外出车辆进行查询和临时路单委派； 通过远程控制，随时调整设备的运转状况，保障生产稳定； 通过报表自动生成，了解油田生产数据，及时做出决策

6.23.2.4工况分析

系统对采集数据进行深 结果上报：为技术人员提 通过工况分析，系统实时反馈设

6.2.3.2.5统计分析

系统通过历史数据回溯，获得生产趋势，结合采油工程、地面工程、油藏工程等相关资料，进行区块 化分析，指定合理的优化方案供管理人员做参考和决策。同时，系统根据拟定的参数，实时汇报措施进 展，对措施效果进行评估。

6.2.3.2.6油藏分析

系统以区块的方式，对区块内地上、地下生产运行数据进行统计计算结合油藏工程资料，分析区块 的开发形式，寻找产量变化原因，分析区块注水情况，指定优化注水方案，分析区块剩余油情况，寻找潜 力油区；掌握区块各油层的压力状况，进行压力系统治理，最终，形成生产状况分布图，措施效果方案和 快策.辅助油田生产，提高开发效率

6.2,3.2.7应急指择

当厂区内设备单元生产数据出现异常时，自动触发系统告警，系统读取设备允许阈值，分梯级进行 多级预警与告警。告警管理通过智能分析，将告警情况传送于相应的管辖用户，保证告警信息的准确传 达，以便于维护人员及时抢修。同时，对于在阈值以内的数据，系统回溯历史趋势，当发现含水急剧上 升，产量下降、注水量下降、压力变化等情况时，自动进行风险预测，提醒相关人员进行核实

6.2.3.2.8安全管理

系统实现统一平台、统一管理、统一监控。对于油田生产重点岗位进行监控，对于异常及时发出

，并反馈于系统中，显示告警位置，提醒管理者和技术人员采取应对措施

6.2.3.2.9资产管理

实现油田企业除生产设备之外的企业资产管理。

6.2.3.2.10其他业务

除上述业务外的其他应用

6.2.3.3操作维护系统

操作维护系统应对应用系统和业务支撑系统进行操作和维护

6.3.1传感设备与网关的接口

挖孔灌注桩基础施工方案6.3.2RTU、PLC与网关的接口

6.3.3视频监控设备的接口

预监控设备的接口，应符合YD/T1806一2008的

3.4网关与网络传输层的接口

6.3.5业务支撑平台与应用业务层的接口

JT／T 18-2020 交通运输标准制定、修订程序和要求6.3.6业务支撑平台与第三方系统的接口

中，当管理者需要了解油井的状况时，可以实时查询油井的状态。图4描述了数据查询类业务流程

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