《卫星油田数字化管理信息系统研究与应用》科研项目开题报告—数字油田项目组(NXPowerLite).doc

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1、编码：QR/A0/7-12-01 密级：编号：大庆石油管理局通信公司科研项目开 题 设 计 报 告 ：卫星油田数字化管理信息系统研究与应用项 目 类 型：应用技术 项 目 组 织 部 门：通信公司规划计划与投资控制部 ：大庆油田通信公司数字油田项目组 ：刘晓茹 ：胡永祥 项目研究起止时间： 2011年 1月 2011年 12月 填写日期： 2011 年 4 月 11 日大庆石油管理局通信公司规划计划与投资控制部制 保存部门：项目承担单位及通信公司档案馆 保存期限：长期开题设计报告编制说明 1、凡申请列入通信公司科技计划的项目都应编制项目开题设计报告，项目负责单位要按照项目开题设计报告要求，逐项

2、认真填写，不得漏项。2、项目负责单位编制项目开题设计报告前要认真组织调研，进行相关文献及专利检索,了解掌握国内外技术现状。3、项目开题设计报告应重点论证好项目研究目标，主要工作内容，关键技术，主要技术经济考核指标，需油田外单位协助解决的技术问题，推广应用前景，经费预算及研究方案等内容，工作进度安排应结合实际、有具体内容、指标，便于检查。4、项目负责单位编制的项目开题设计报告，需提前提交公司规划计划与投资控制部进行预审。专业技术委员会论证通过、修改合格后，正式上报规划计划与投资控制部2份，电子文件一份。5、凡项目论证通过，列入公司科技计划的项目，研究过程中及最终产生的一切技术成果（包括专利技术、

3、专有技术），其专利申请权、专利权、专有技术所有权归油田公司所有。对外公开发表有关文章，向公司以外转让技术必须按公司有关规定履行审批手续。 6、项目开题设计报告中的经费预算只作为签订合同时的参考，项目的经费以合同约定为准。 7、提交项目论证的正式报告要使用统一格式，页面使用A4纸，双面印刷，文字部分均用小4号仿宋字填写，板面不够可另加页，装订一律采用骑马钉方式。 项目负责单位: 大庆油田通信公司数字油田项目组 项 目 负责人: 蓝永乾 联系电话: 5229626 电 子 邮 箱: lanyq 单位科技主管领导: 联系电话: 单位科技管理部门负责人: 联系电话: 项目参加单位: 项目负责人: 联系

4、电话 电 子 邮 箱: 单位科技主管领导: 联系电话: 单位科技管理部门负责人: 联系电话: 项目参加单位: 项目负责人: 联系电话 电 子 邮 箱: 单位科技主管领导: 联系电话: 单位科技管理部门负责人: 联系电话: 一、立项的依据1、问题的提出随着大庆油田数字化建设的深入，卫星油田针对自身现状，抓住机遇，大力开展油田管理信息化建设。同时对卫星油田数字化建设提出了新思路、新想法，借此提升自动化程度、降低运行成本、提高工作效率。也使我们在面临许多新情况、新问题的同时，迎接新的挑战。卫星油田成立于1999年，位于黑龙江省安达市境内，辖区含油面积44.2平方公里，动用含油面积18.2平方公里，地

5、质储量2584万吨。为大庆外围油田开发上产发挥重要作用。但卫星油田现有网络资源有限，有线光纤、无线宽带网建设不完善，生产用工人员少，自动化程度较低，井场分散、现场监测、运行控制等尚处于手工操作状态，人员工作负担重，现场数据采集、信息反馈不及时、生产管理有延时。上述情况反馈的结果是：用工数量有限，劳动强度大，工作效率底线，安防水平差，信息共享难。为了解决卫星油田生产中的上述难题，卫星油田公司领导高瞻远瞩，于2010年4月初邀请通信公司相关专业人员赴卫星油田进行实地调研学习，4月末听取卫星油田数字化建设的汇报。围绕卫星油田数字化管理信息系统建设进行了深入的讨论。会议认为，卫星油田生产运行指挥管理系

6、统建设工程将利用现有自动化控制系统和通信网络资源，进一步完善信息系统管理平台，实现数据自动采集，过程自动控制、故障自动报警、场景视频监控，全面打造“数字庆新油田”，向智能油田迈进，最终达到节人、节能、节约运行成本、保障矿区安全的目标。卫星油田数字化管理信息系统需求分析设计方案，根据卫星油田生产管理实际情况制定了项目开展的总体实施策略和计划，软件开发、数据库、网络平台建设部分由通信公司负责，其中网络平台建设包含光纤网络建设、IP网络平台建设、无线宽带网建设。为了确保项目顺利推进，以通信公司数字油田项目组为主体立科研项目，立项内容以侧重软件。2、国内外相关技术现状及发展趋势国内技术现状及发展趋势随

7、着信息技术的快速发展，信息数字化建设已经成为生产管理现代化的重要标志。近年，大庆油田坚持以信息化带动工业化，大力建设“数字油田”，提出用数字化管理提升油田管理水平，优化生产组织形式，降低一线员工的劳动强度，提高生产效率，控制用工总量等一系列新的思路。而数字化建设中的核心部分，就是拥有一套符合生产实际需要的数字化管理信息平台系统。09年，长庆油田数字化管理拉开帷幕，坚持“五统一、三结合、一转变”的实施原则。“五统一”即“标准统一、技术统一、平台统一、设备统一、管理统一”。“三结合”是与工艺流程的优化相结合，与劳动组织架构设置相结合，与生产安全相结合”。“一转变”就是转变的思维方式。通过数字化管理

8、实现了单井电子巡井、井场数据实时采集、自动化控制和视频监控战场实现控制自动化等功能。有效减轻了一线员工的劳动强度，实现了人员相对集中管理，生产数据管理在生产指挥中心数字化管理平台上轻松实现。2000年新疆油田在经过近八年信息化建设，提出建设“数字新疆油田”的基本构想。“数字新疆油田”在通常的数字油田定义的基础上，更强调实用性、整体性和阶段性。围绕“降低成本、提高企业竞争力”的基本目标，确定了 “统一的管理体系”、“丰富的数据资源”、“完善的标准规范”、“集成的信息应用”、“畅通的网络环境”和“科学的业务模型”六项建设指标，并在这六个方面确定了分阶段的实施规划。目前大庆油田深入开展A1、A2等大

9、型专业应用系统建设，大力推进数字化油田建设，通信公司围绕数字油田建设开展了大量的工作，2010年，我公司自主研发了具有自主知识产权的“油田生产管理信息系统”。通过数字化管理平台，各开发单元实现了数据分析、数据整合和数据共享，生产管理过程更加智能化。国外技术现状及发展趋势一、在思想观念上，国外油公司大多已将信息和知识视为关乎企业生存发展战略性资源，其竞争优势很大程度上体现信息采集、处理、应用、共享与更新能力上。实施信息技术辅助知识管理已被国外先进油公司视为企业可持续发展基本战略。二、信息技术整体水平较高，数字化信息化在国外整个油田企业生产经营活动中发挥着重要支撑作用。实现了勘探、开发等全部生产活

10、动一体化，并面向供应链管理、价值链管理和客户关系管理，采用ERP和电子商务等先进管理思想与信息技术对企业生产经营进行了全面整合与集成。三、数字化信息化管理程度强，国外很多油公司采用高效合理信息化建设管理模式，突出经济效益观念，专门设立了独立核算生产数据管理机构，实现了生产数据及数据资产集中管理与信息资源统一调配和高度共享。二、主要研究内容及关键技术（需详细填写）1、主要研究内容卫星油田数字化管理信息系统通过有线和无线通信接口，与油田现有的计算机网络相连接，将数据分类组合，把安装在单井、计量间、联合站上的各种传感器采集到的工控数据及抽油机运行图像传送到油田生产测控中心，实现生产岗位现场数据、图像

11、、采集、传输、分析、告警、监控及处理功能。它采用高效安全的B/S 三层架构体系，利用.NET C#语言及Oracle数据库，将信息管理系统模块化，设计完成油水井运行、站库运行、管网运行、电力运行、设备维保、矿区安防六个与油田生产主业务息息相关的功能模块，实现“智能化生产管理”。该系统主要研究内容包括：（1）基于SOA架构的软件开发技术研究Microsoft技术平台的SOA架构，利用visual studio2008下的wcf建立面向服务应用程序的统一框架，以服务接口的形式完成系统内部及外部系统的数据交互，实现“高内聚，低耦合”的目标。（2）研究实现油水井远程监控配合远程监控硬件设备，利用通信网

12、络，与软件系统结合实现远程监控。它可以将油水井、阀组间、中转站、联合站、水源井以及管线等站点设备单元的生产数据、视频图像，实时采集并集中起来，通过有线或无线网络，与油田企业网相连接，将数据分类组合，并以文字、数据报表、图形、图像等方式即时显示出来，实现对生产设备单元的远程监测与控制。（3）辅助分析技术通过对生产单元数据的采集，对各设备单元产生的数据进行整合、计算，利用生产数据模型，对数据及泵功图进行智能计算、分析。可通过研究几何特征法、矢量特征法、差分曲线法等，判断抽油机的凡尔漏失、断脱等故障，为生产部门提供相应辅助分析功能。（4）研究油田各系统数据共享交互技术由于目前油田与生产相关的系统较多

13、,多系统整合，数据共享交互尤为重要，卫星油田数字化管理信息系统利用全局授权实现共享、交互。2、关键技术与创新点（1）研究基于SOA（Service Oriented architecture）三层架构体系在软件开发中的技术应用三层架构(3-tier application) 是将整个业务应用划分为：表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）。它的优势在于将程序编码标准化、使开发人员各负其责、降低层与层之间的依赖、方便各层逻辑的复用。它的优势在于将程序编码标准化、使开发人员各负其责、降低层与层之间的依赖、方便各层逻辑的复用。（2）研究实现油水井远程控制通过建立远程控制中间数据及监

14、控数据表，制定数据规则，实时标识油水井状态信息，实现油水井远程启停、采集控制、瞬时流量调整等远程控制功能。（3）辅助分析的技术方法依据游梁机-深井泵工作状态与油井产液量变化关系，即把有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统，该系统在一定的边界条件和一定的初始条件（如周期条件）下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。然后对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程、泵漏失、充满程度、气影响等，计算井下泵排量，进而求出地面折算有效排量。以这些为依据建立各类数据模型及关键数据换算方法，实现对油水井等生产单元关键数据图表进行计算分析，实现辅助生产分析功能，提高生产自动化水平。三、研究目标、主要技术经济考核指

15、标（要有具体考核内容可检查）及考核方式1、研究目标本项目将研究井场数据自动采集、远程控制和系统集成技术，开发集现场实时监控、生产运行指挥自动化及分析决策为一体的油田开发生产信息管理平台，推进卫星油田生产运行与管理模式的创新，节约人力资源、强化矿区安全、提高劳动效率，将卫星油田建设成为大庆油田信息化建设示范工程。2、主要技术经济考核指标（1）数据库组织和数据模型以中国石油EPDM数据模型为基础。（2）卫星油田数字化管理信息系统包括油水井运行、站库运行、管网运行、电力运行、设备维保、矿区安防六个功能模块。（3）该系统实现抽油机井、水源井远程启停控制和水井的恒压恒流控制，实现在线设备电子自动巡检及异

16、常报警。（4）通过建立各系统数学模型和算法，实现各类生产曲线及图表自动绘制，100%取代原手工模式。3、指标考核方式（技术指标验证方法，确认的依据）采取会议评审验收方式。四、进度安排年度计划内容及阶段考核指标（按季度填写）序号起止时间研究内容阶段考核指标12011年1月-3月（第一季度）调研阶段：调研卫星油田开发管理业务流程、现有软硬件基础设施、软件基本功能、标准规范和管理现状，研究卫星油田开发生产管理自动化、软件开发架构化、数据管理集中化以及应用系统集成化等相关技术；完成项目前期调研，形成调研文档。22011年4月-6月（第二季度）技术研究阶段：1、通过建立各类数学模型和算法，实现油水井生产

17、情况、管网集输运行辅助分析和水源井优化取水及预警功能。2 、SOA（Service Oriented architecture）软件开发架构研究，探索并初步搭建面向全油田的软件开发体系架构组建模式3、研究EPDM作为统一数据模型进行数据接口及系统集成的思路和方法；整合基于ArcServer开发的公共WebGIS服务平台。完成关键技术的学习、培训以及项目中技术应用方法。32011年6月-7月设计阶段：1、A2等应用接口设计；2、数据中心管理平台设计；3、基于SOA的软件开发架构设计；4、油水井、站库、管网运行、电力、设备维保、矿区安防等应用软件设计； 完成软件设计方案。42011年8月-9月软件

18、开发阶段：1、与当前已有系统A2等应用接口开发；2、油水井、站库、管网运行、电力、设备维保、矿区安防等应用软件开发；3、站库改造软件开发4、GIS导航开发完成软件代码开发。52011年10月系统应用阶段软件系统运行与应用完成软件平台架设，软件发布及具备应用。62011年11月-12月项目验收阶段1、应用系统部署实施2、各应用系统软件测试及培训3、成果提交与上线运行4、项目验收相关文档编制完成项目验收工作。五、前期科学研究与技术开发工作基础和支撑条件分析1.本单位前期科学研究与技术开发工作基础数字油田项目组成立于2010年，但从04年开始其开发团队便以编写基于B/S架构的各种软件为主，最初承担对

19、内信息港网站栏目开发，以及对外网站开发工作（如采油三厂质量环保部门户网、大庆市政府文化出版局门户网、大庆市民政局信息管理系统及社区门户网等），06年开始对油田进行软件开发，针对油田油水井监控、告警、分析、工作流处理等功能开发各类程序软件（如采油三厂工矿预警系统，采油七厂四矿数字采集及辅助分析系统等）、积累了一定的开发经验，为数字油田建设软件开发奠定了坚实的基础。期间开发人员进行了UML、SOA、ASP.NET等相关技术的高级培训，熟练掌握了B/S 三层架构在开发中的应用，并学习了ajax无刷新技术、Oracle数据应用等技术，为卫星油田数字化管理信息系统的开发研究提供了技术保障。卫星油田数字化

20、管理信息系统是大庆卫星油田作为数字化油田示范区开发的一套生产信息管理平台。通过有线和无线通信接口，与油田现有的计算机网络相连接，将数据分类组合，把安装在单井、计量间、联合站上的各种传感器采集到的工控数据及抽油机运行图像传送到油田生产测控中心，实现生产岗位现场数据、图像、采集、传输、分析、告警、监控及处理功能。它采用高效安全的B/S 三层架构体系，利用.NET C#语言及Oracle数据库，将信息管理系统模块化，设计完成油水井运行、站库运行、管网运行、电力运行、设备维保、矿区安防六个与油田生产主业务息息相关的功能模块，实现“智能化生产管理”。所以，本项目的各项研究和应用具备一定的数据、技术和人员

21、基础。2.需要其它研究部门（油田内外）协助解决的关键技术、试验手段等序号协助解决的内容经费预算推荐协作单位协作单位人员业绩简介六、经费预算1、经费投入表一 项目投入总经费 单位：万元资金来源拨 款自 筹其 它合 计经费（万元）5656表二 经费明细表 序号项 目 分 类核算费用工作量核算标准拨款自筹1直 接材料费2化 验分析费软件开发39393专用设备购置费4小型样机试制费（井下水平钻孔机）5现场试验费6其 他直接费外协费调研费66培训费55评审费22资料费447不可预见费合 计562、经费预算依据（详细填写经费构成）项目总经费是56万元(1) 直接费用:39万元，主要用于项目软件开发应用。(

22、2) 其他费用：17万元，用于调研、培训、评审、资料。3、经费预算依据（分单位、年度和科目详细填写经费构成）项目费用总经费共56万元1、 前期调研费用6万元，用于去庆新油田现场调研住宿、餐补等。2、 培训费用5万元，用于培训SOA，UML，Oracle数据库优化。3、 评审费2万元，用于后期项目评审使用。4、 资料费4万元，用于购买石油专业、软件开发专业等书籍资料。5、 软件开发费用39万元，参与软件开发人员共计20人，此费用主要用于软件开发。七、预期成果的经济效益、社会效益及推广应用前景评价油田信息化建设是一项涉及面广、体系庞大的系统工程。卫星油田数字化管理信息系统的研究与应用是大庆油田全力

23、推进数字化油田建设、服务原油稳产大局的一个缩影。该项目的研究将以“集成、创新、实用、先进、高效”为指导思想，实现数据实时准确、控制操作全面、基础信息丰富、图表演示直观、应用更加方便、快捷、智能。卫星油田数字化管理信息系统的研究借助数字控制、计算机网络将现场实时监控、生产过程自动化及计算机分析决策联为一体，搭建集成统一的生产信息管理平台，节约人力资源、强化矿区安全、提高劳动效率，推进卫星油田信息化建设步伐。八、与本项目有关的专利检索及其法律状况分析本项目所研究的所有技术都属于针对庆新油田开创性研究，确保研究成果具备自主知识产权。九、项目的组织1.项目组织实施方式（包括负责单位与参加单位的分工）由

24、通信公司负责软件系统的开发，庆新油田配合完成项目软件系统的基础数据提供（其中包括组织机构、现场设备动态、静态数据等），通信公司配合硬件厂家施工现场，完成软件中间表数据传送的测试，通信公司负责数据库建设、软件系统开发及整体实施。2.项目负责单位、参加单位及人员组成项目负责单位通信公司项目参加单位项 目 组 人 员姓 名单 位职称/职务在项目中承担的工作负责人蓝永乾通信公司数字油田项目组工程师软件系统研发负责人主要研究人员刘晓茹数字油田项目组助理工程师主要开发人员任晓雨数字油田项目组助理工程师主要开发人员刘银鹏数字油田项目组工程师主要开发人员李珊数字油田项目组助理工程师主要开发人员雷和江数字油田项

25、目组工程师主要开发人员孙葳数字油田项目组助理工程师主要开发人员刘亚玲数字油田项目组助理工程师主要开发人员3、项目负责人简历和主要工作业绩姓名蓝永乾性别男出生年月1976.08.12毕业院校和专业哈尔滨师范大学、计算机教育毕业时间1997.7现从事专业软件开发、系统维护职务/职称工程师外语语种和熟练程度英语、熟练工 作 简 历1997.7-2000.5怡园小学，计算机教师2000.5-至今大庆石油管理局通信公司新技术开发中心，软件开发、系统维护，副主任工程师。项 目 获 奖 情 况序号获奖时间获奖项目名称获奖级别排名12007.12宽带接入网标记技术研究局重点项目二等奖第五名22010.12海拉

26、尔油田生产运行指挥系统研究与开发公司级科研项目一等奖第一名32008.12P2P缓存代理技术研究公司项目一等奖第一名42009.12社区服务与综合管理信息平台开发公司项目二等奖第一名5678910著作及论文发表情况序号发表时间著作（论文）名称发表地点排名12009.5利用DNS系统实现多机负载均衡黑龙江省石油学会三等奖22010.12构建基于物联网技术的数字化油田生产运行综合管理平台通信公司一等奖32007.12P2P缓存代理技术研究通信公司一等奖42006.12谈Solaris操作系统安全之审计通信公司二等奖52003.12流媒体技术在互联网中的应用通信公司三等奖62002.12Solari

27、s系统安全浅谈通信公司一等奖78910工作业绩（从事相关专业）多年来一直从事信息系统开发与维护工作，主要负责过采油三厂特殊工况预警系统软件项目，该项目为公司增加30万收入，获得用户好评；第七采油厂数采辅助分析系统软件项目，为公司带来较大经济收入，同时填补了我公司为采油厂自主研发软件的空白；海拉尔油田生产运行指挥系统研究与开发项目同年获公司科研项目一等奖；民政局社区综合管理平台软件项目，为公司创造90万元收入；参与了局重点科研项目宽带网标记技术研究的开发工作，获得局科技进步二等奖; 负责P2P缓存代理技术研究项目的组织开发工作，该项目为公司节省3G出口带宽，间接经济收入300万，同年获公司级科研

28、项目一等奖。历年来撰写的多篇论文分别在黑龙江省石油学会及通信公司论文集中发表，并获三等奖2篇，一等奖三篇，二等奖一篇。4、项目负责人现承担油田公司级以上课题情况课题名称在课题中承担的主要工作十、技术方案（可另加页）卫星油田数字化管理信息系统以一工区卫试点，通过新建和完善油水井数据采集、视频监控、数据传输等系统，实现一工区生产管理信息化、数字化，并将形成建设标准规范，在卫星油田其它作业区推广应用，实现卫星油田生产过程自动化管理。 该系统用基于Microsoft技术平台的SOA架构进行设计与开发，利用visual studio 2008中的wcf开发工具，以服务的形式完成系统内部及外部系统的数据集

29、成，包括对已有代码进行重用来快速部署新功能、提高对业务需求的反应速度和降低开发及维护成本。可以将油水井、阀组间、中转站、联合站、水源井以及管线等站点设备单元的生产数据、视频图像，实时采集并集中起来，通过有线或无线网络，与油田企业网相连接，将数据分类组合，并以文字、数据报表、图形、图像等方式即时显示出来，实现对生产设备单元的远程监测与控制；同时对各设备单元产生的数据进行整合、计算，为生产部门提供相应辅助分析功能；另外通过系统的电子巡检功能和视频智能分析功能还可以将各设备单元产生的故障、异常数据、安全事故、非法入侵等进行预警和报警；并且最终实现源头数据一次采集、全局授权共享和对各应用系统的无缝支持

30、。在软件开发过程中平台建设采用ASP.NET C#语言，SOA架构，AJAX无组件刷新技术，silverlight地图导航， 数据库采用Oracle。（1） 主要包括以下功能模块：“油水井运行管理”、“站库运行管理”、“管网运行管理”、“产量运行管理”、“电力运行管理”、“作业管理”、“基础数据管理”、“设备维保管理”、“报表系统”、“GIS监控”、“告警管理”、“矿区安防管理”、“手机短信”、“即时短信”、“系统管理”。实现生产管理相关数据自动上报报表管理；各单位日生产情况查询、新井投产数据的录入和处理；（2）该系统是一套集数据存储、传输、管理、应用于一体的综合信息系统，采用先进的浏览器/服

31、务器访问方式，系统分为三层，即：数据访问层、业务逻辑层、表示层，系统体系结构组成如下图所示。表示层：是系统的界面部分，以文字、图表、GIS导航等形式综合展示各业务模块的数据，负责将用户请求传递给业务逻辑层。业务逻辑层：通过定义与数据层相对应的服务和组件服务完成各种业务的处理，业务逻辑层还为连接外部系统提供了接口服务。数据层：负责完成数据的定义、维护、访问与更新，同时管理并响应业务逻辑层的数据请求。（3）系统服务器架构硬件详细部署方案如下图所示：设计说明数据库部分：采用实时数据库和关系行数据库。其中实时数据库采用力控企业级实时数据库pSpace，该数据库是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强

32、、跨网络系统的开放式实时数据库系统。关系型数据库采用的是企业级Oracle10G。依托于sun- cluster双机切换技术，确保数据库服务稳定运行。web系统部分：为了满足用户良好的web访问，采用web负载均衡技术，以两台web应用服务器做负载均衡系统，建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。应用服务器：均采用windows server 2008操作系统。应用服务器包括五部分，分别为：报表服务器、后台运行服务器、GIS服务器、设备监控服务器、短信服务器。十一、项目论证报告审查情况1.项目论证报告编制单位审查意见 审核人： （签字） （公章） 年 月 日 2.油田公司项目论证意见 年 月 日，通信公司组织有关专家在 对*单位承担的“*” 项目开题设计进行了审查，项目论证委员会听取了项目组的汇报与答辩，经认真审查，同意开题并形成如下意见：重点内容：1、项目立项依据 2、主要工作内容 3、主要技术经济考核指标4、需要油田外单位协助解决的技术问题5、推广应用前景论证委员会意见： 项目论证委员会主任： （签字） 年 月 日 十二、项目论证专家名单项目名称：专家委员会组成姓 名工作单位现从事专业职务、职称签 名