北京大学硕士学位论文--DMS油田钻井生产信息化管理工程
硕士研究生学位论文 题目：DMS油田钻井生产信息化管理工程 姓 名： 黄海 学 号： A0217066 系 别： 软件学院 专 业： 软件工程 研究方向： 企业信息化 导 师： 窦文章，任俊 2004年9月 版权声明 任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经本论文作者同意，不得将本论文 转借他人，亦不得随意复制、抄录、拍照或以任何方式传播。否则，引起有碍作者著作 权之问题，将可能承担法律责任。 摘 要 DMS（Drilling Management Solution），即油田钻井生产管理信息化工程。 随着国际钻井市场竞争的日趋激烈，借助信息科学技术提高管理运作水平和安全生产 效率已经成为业内企业的首要任务。 本文论述中心是围绕如何以信息化手段提高钻井生产管理水平这一主题，通过对中原 油田钻井公司建设钻井生产实时监控指挥调度系统进行工程策划分析，来讨论如何利用 先进的信息化管理经验和技术装备来完善钻井生产管理流程，以及如何结合企业的实际 情况来建立信息化管理系统，实现对企业钻井生产业务的高效率管理。 本文的主要内容是：首先通过调研，对现有钻井生产管理流程的各个环节进行梳理和 总结分析，找出其中的问题和不足之处；接下来再探讨如何利用信息化工程，来逐一解 决那些传统管理手段下存在的具体问题；然后研究如何利用信息工程技术的优势，在钻 井专家系统的支撑下实现新的钻井生产实时监控指挥调度管理流程。按照BRP(企业流程 重建Business Process Reengineering)四个关键特征:“显著的(dramatic)，根本的(Radical)，流程(Process) 和重新设计(Redesign)”的生产管理改良思路，实现传统管理手段无法实现的高效管理。 在技术层面，针对信息化管理的基础，即进行信息化监控调度管理信息系统建设的核 心---- 钻井管理专家系统对数据来源的基本要求：数据完整性和实时性，提出了一个数据交流 规划模型及其数据接口的初步规划。在附录中，还对整个系统所涉及到的钻井现场数据 采集、卫星通信、数据处理等硬件设备进行大致讨论。 本文以中原油田钻井公司为背景，提出了一个现代石油钻井企业信息化生产监控管理 工程的规划。在率先完成这一理论构想和实际建设后，整个工程将成为国内钻井行业的 一个信息化实施范例。这对于目前还处于传统粗放型管理状态的中国石油勘探钻井行业 如何克服传统管理手段下的种种困难，利用信息技术改善管理水平、提高安全生产效率 和市场竞争力，都有着重要的积极意义和推动作用。 关键词：DMS，钻井信息化管理，数字油田工程 Abstract DMS（Drilling Management Solution）,is what we discussed in this paper. Compete gradually vigorous in the development of international oil-field drilling engineering market, and seeking the help from information technique to promote the management level on drilling operation and enhance the produce efficiency with safety had been the all-important affair to any enterprise in oil-field drilling industry. Nowadays, a petroleum drilling company have or not it’s real time supervise and control ability in command of business operation by the modernize management in information means, not the light relate to the company’s management level to produce efficiency & safety, and is also to have already become a key indication that whether get the entrance qualifications of international oil-field drilling market. Thought the design and implementation of oil-field drilling real time supervise and control system of ZPEB (Sinopec CORP.), description in each part of this project detailed, we would get a means to discuss how to approach the standardization & modernize oil-drilling management pattern via the combination of international advanced IT helped business innovation experience and the actual status of Chinese traditional state-owned oil- field drilling enterprise in this thesis. The kernel purpose of this thesis is how to improve the managing which helped by information technology towards the oil-field drilling, around this thematic, we discuss the technique details for each professional part of multi-realm and their mutually information exchange and integration mechanism. It involved the spot data collection, satellite correspondence, data center construction, software engineering, system integration, and information guarantee of petroleum chemical engineering special HSE system. As the BPR(Business Process Reengineering) project, ZPEB would be the background of our discussion, to establish a model, and put a series regulations and procedure in detailed into practice as it’s 4 principle(Dramatic，Radical，Process，Redesign).As a system of modern petroleum oil-well drilling business enterprise information engineering, in particular the supervise and control management on oil-drilling produce,it’s a main approach to make this DMS to be successful. After complete this theories speculation with actual developments successfully, whole process will become a practice example in Chinese oil-drilling industry. Use the information technique to promote production safety and efficiency in this way, it’s significative of the traditional Chinese petroleum drilling company overcome the difficulty they met then, and make a strong foundation for the all-around modernization management by information technique in the future. Key words：DMS ,Oil-well drilling management by IT, digital oil-field engineering 目 录 1. 序言 1 1.1 国内外钻井工业信息化建设概况 1 1.2 中原油田钻井DMS信息化工程项目的立项背景 2 1.3 论文工作说明 3 2. 钻井公司当前的生产管理状况及分析 5 2.1 井场生产管理现状 5 2.2 公司总部钻井生产管理工作 9 2.3 公司总部运作状况 11 3. 利用信息技术对生产管理手段进行优化 12 3.1 钻井公司信息化生产管理的定位 12 3.2 井场信息化 13 3.3 公司总部信息化 17 3.4 钻井生产监控指挥调度信息化 17 4. 钻井公司信息化生产管理流程再造 21 4.1 日常钻井生产监控指挥调度工作流程 21 4.2 BPR流程再造实施前后的生产管理效果比较 27 5. 钻井生产监控指挥调度系统的实施 29 5.1 对钻井生产管理专家系统的功能要求 29 5.2 核心数据问题的解决 35 5.3 通信问题的解决 42 6. DMS项目总结评价及未来推广应用的展望 45 6.1 总结 45 6.2 展望 45 附录1 DMS项目工作日程记录表 47 附录2 钻井生产管理部分调研及访谈记录资料 48 附录3 上报材料 48 附录4 部分子系统供应商协作方案 48 附录5 硬件设备系统讨论资料 48 参考文献 49 学位论文原创性声明和授权使用说明 50 致谢 51 1. 序言 随着经济的发展，人类社会对能源的需求越来越大，更多的资本投入到了石油化工行 业,导致石油勘探钻井市场的竞争日趋激烈。现在，信息化对钻井工业安全生产效率的推 动作用日渐明显，传统的石油化工产业借助信息科学技术提高管理运作水平和安全生产 效率已经势在必行。 1.1 国内外钻井工业信息化建设概况 目前全球石油天然气领域的企业重组此起彼伏，各种新技术的应用、新的管理理论的 提出和实践层出不穷，反映了这个行业竞争的激烈性。效率、成本、安全性、组织指挥 管理水平等方面因素决定了一家企业能否获得效益乃至能否生存和发展下去。 21世纪，石油产业将面临着更多巨大的挑战，这些挑战主要集中在4个方面：技术的 更新、经济的全球化、竞争的加剧、如何更好地应对客户的需求。在这种激烈竞争和变 化迅速的市场环境下，在信息技术方面的竞争成为了整个国际石化商业市场竞争的焦点 。跟其他行业一样，信息技术的应用对于提高石油化工行业勘探开发、数据应用、经营 管理水平都有着革命性意义。通过信息科学技术的帮助来提高管理运作水平和安全生产 效率，已经成为各家企业生存和发展的必由之路。 近年来国外先进的大型跨国石油石化公司均已采用了企业资源信息化解决方案来提高 管理水平和市场竞争力，全球已有近90%的石油天然气企业实施了具有行业针对性的ERP 系统，其中一些企业已经初步实现了协同电子商务。比如埃克森、Shell、TotalFina埃 尔夫、Chevron、BP 阿莫科、德士古等业内占主导地位的企业，他们的采油和钻井平台已经实现高度自动化 监控，其控制中心可以实时监视控制指挥全球范围内的数百个钻井作业现场和上万口油 井的生产状况。他们不光自己加强自身信息化管理建设，也要求他们的下级分包商也必 须具有相当的钻井生产信息化管理手段，以适应他们业已经形成的高速高效全面信息交 流和管理方式。 由于历史的原因，国内石油钻井企业除了参加新发现油田的开发会战外，其绝大部分 井队都在各自所属的油田内部本土作战。在采取粗放经营的传统行业运行体制习惯行有 经年的情况下，他们无论从技术还是思想准备上讲，对于资源统一调配、管理扁平化的 集约高效的现代管理体系还很难适应。因此国内石油钻井企业在信息化这一块目前还远 远落后于已经实现钻井平台全球集中监控指挥的国际石油巨头们。 加入WTO后，石油系统的国有企业全面参与国际竞争。在面对国际老牌石油巨头利用 信息化优势占据了大部分国际石油钻井市场的现状下，国内石油钻井行业不甘示弱，正 奋起直追。国内已经有不少油田开始进行信息化管理的尝试。比如新疆油田（准格尔） 已经投入巨资利用卫星通信，实现了录井数据远程实时传输的工作，目前已经有六个井 队的实时钻井数据通过卫星传输到其总部；胜利油田在油田本部范围内通过各种通信手 段也已经开通了部分钻机的实时生产数据传输处理工作。石油钻井企业都认识到了以信 息化为武器，加强管理提高效益的重要性，并开始积极行动；中国石油钻井领域的管理 信息化建设由此驶上了快车道。虽然迄今为止国内石化行业的信息化水平相对于国际同 行还有一段距离，但他们正通过不断引进先进管理技术手段和管理思想，结合企业自身 实际情况进行信息化管理理论和实践的探索，努力实现高效率油田钻井生产信息化管理 体系DMS（Drilling Management Solution）。 1.2 中原油田DMS钻井信息化工程项目的立项背景 在过去的传统垄断体制情况下，中原油田勘探局的绝大部分收入来自中原油田内部的 钻井生产。如今在中原油田自身石油储量日渐枯竭，原油产量逐年下降的客观现实情况 下，油田原有的依靠自身石油资源发展的策略已难以为继。按照勘探局开拓外部市场（ 即国内其他油田区域和国外油田区域的钻井生产工程业务）的新的战略发展思路，中原 油田石油天然气勘探钻井队伍的足迹已开始遍布世界各地。至2004年年初，已有三十三 支钻井队在中原油田区域以外的外部钻井市场（国内陕北、塔中、川东北、辽河、江苏 、冀东等地二十一支，国外东南亚、中非、中南美洲、中东、中亚等地十二支）作业， 占总井队数量近一半左右。在外部市场特别是国际市场的竞争过程中，我们与国外钻井 业同行在管理理念、方法和手段上，特别是信息化生产管理上表现出了明显的差距。 为此，中原油田石油勘探局按照中国石油化工集团的统一规划和安排，大力加强DMS （Drilling Management Solution），即油田钻井生产管理信息化工程的建设工作，简称数字油田的建设。针对 钻井生产这一部分，通过物探研究院(计算中心)、钻井工程技术研究院、地质录井处、 采油工程技术研究院等多部门联合技攻关会战，提出了钻井综合信息系统的推广应用大 纲，要求以钻井参数仪、综合录井仪为数据采集源，以钻井信息管理系统为核心，扩展 支持与辅助决策系统，推广先进的钻井生产技术；应用远程传输技术，建立钻井系统远 程数据、图像实时传输网...
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