“大數據”能源管控新模式在川東北氣礦的應用

袁志華 孫小利 張勇（西南油氣田分公司川東北氣礦）

1 實施背景

油氣田既是能源生產單位，又是能源消耗大戶，據不完全統計，川東北氣礦2015—2019 年，采集輸燃氣量消耗總量較大且呈逐年上漲趨勢，由能源消耗總量占產出總量由1.81%逐年上漲至3.26%（表1），且有進一步上漲趨勢。川東北氣礦積極響應國家關于節(jié)能減排的要求，結合實際情況開展了節(jié)能節(jié)水日常工作優(yōu)化改進，逐漸建立起了一套能耗分析圖版，加強能源消耗精細化管理[1-2]。

表1 川東北氣礦2015-2019歷年能耗占產量占比情況統計

2 主要做法

節(jié)能節(jié)水管理其最根本的內含是能源管控，只有切實落實好能源管控策略，才能提升節(jié)能節(jié)水管理水平。從氣礦本身出發(fā)，推行以固定表格和圖版的統一標準化資料統計，堅持以能效對標為中心，形成“精準統計+自主生成圖形+分析、閉環(huán)管理”的能源管控手段，將能源消耗、分析總結和問題閉環(huán)融入日常管理工作中，切實加強能源消耗各個環(huán)節(jié)中的節(jié)點把控，最終實現“能源消耗數據準確、自主節(jié)能意識提升、問題閉環(huán)管理到位”的目的，同時形成“111 圖版法”節(jié)能管理模式，建立一套針對性強、操作簡單、實用、方便的能源消耗分析圖版。

“一強”是指強化基礎數據管理。能源數據準確統計是直接關系節(jié)能管理是否有效的關鍵，能夠直接反映現場能源消耗真實水平。根據能源消耗數據特點，固化相關數據模版，優(yōu)化能源數據統計程序（僅每月對水、電、氣耗量底數抄錄），可以實現統計數據自動計算，自動歸類，降低人為計算過程中出現錯概率，提高準確率。

“一標”是指建立圖表文件。根據統計數據建立了燃料氣單耗、電單耗、綜合能耗等各項反映能源消耗的指標的過程曲線、圖餅，以直觀的圖形文件和圖表反映氣礦、基層單位、重點用能單元的用能情況[3]。

“一用”是用結果。通過結果實現重點用能單元的縱橫向對比分析、顏色自動預警以及提升一線員工用能自主分析能力等，在能源消耗過程控制中，總結存在問題，優(yōu)化運行工藝流程，完善管理制度、制定處置措施以及提前預防措施等[4]。

2.1 建立井站的統計模版

井站是能源消耗的主基地，但受員工不確定因素影響，統計過程中數據易錯，不能真實反應能耗水平[5]。據此情況，川東北氣礦經過現場調研且綜合各種因素，創(chuàng)新建立了一套能源消耗統計模版，實現“只錄一次，自動計算，顏色預檢”等功能，提高了能源消耗統計的數據準確率。

1）統一的能源統計模版。井站耗能主要有三類：一是生產生活、生產保溫、增壓用的燃料氣；二是生產輔助用電；三是生產生活用水。其中，燃料氣消耗為井站的主要能耗。為此，氣礦專門針對井站對燃料氣、電和清水建立了能耗統計表，月底錄取燃料氣、電表和水表底數，自動加減、自動匯總到統計表內，解決了以往“抄取-計算-錄入”等多個環(huán)節(jié)容易出錯的問題。

2）融入“區(qū)間”檢查和顏色提醒功能。在計算表格中，按照每月的大致能耗，在水、電、氣能耗數據進行“區(qū)間”設置，一旦錄入數據自動計算后出現大于（或小于）設置區(qū)間數時，即以黃色提醒，需要對數據進行核對；如果遠大于（或遠小于）設置區(qū)間數值時，則以紅色提醒，需要進行重新檢查。通過此種方式提升了井站能耗數據統計時的準確率，真實反應出井站的能耗水平。

2.2 創(chuàng)建作業(yè)區(qū)級能耗管理圖件

作業(yè)區(qū)是管理幾個氣田幾十口井的單位，對于節(jié)能管理員來說，需要在細心和對現場工藝、設備充分了解的基礎上才能精細化管理。通過程序化、系統化和量化工作量，簡化工作流程，針對性地建立了一批能耗管理圖件，極大地縮減了節(jié)能管理人員培養(yǎng)時間并提升了節(jié)能管理能力，具體做法是：

1）建立總體能源管控圖件。為使能源管控措施落地，氣礦根據實際情況，創(chuàng)建了水、電、氣過程控制圖版，通過每月消耗數據自動生成圖版，包含預測目標、每月實際消耗數據、占比情況和剩余值等，全面加強了各種能源消耗的過程監(jiān)控，有效地控制了全年各階段的能源消耗。

2）建立能源構成圖件。水、電、氣、柴油、汽油等統歸能源消耗，為梳理出重點種類能源消耗，加強重要能源種類消耗管理，將各種能源根據消耗量，按照折標系數統一折標為噸標煤，然后根據噸標煤值制成圓餅狀，直接反應出各種能耗構成，便于重點監(jiān)控能源消耗的監(jiān)控和合理部署措施。例如：川東北氣礦礦各主要能源消耗種類構成見圖1。

圖1 川東北氣礦主要能源消耗種類構成圖

3）建立重點用能單元對比圖件。能源管控分層管理，依托能源消耗數據，建立重點用能單元、重點用能設備的能源消耗對比圖件，掌握總體能源消耗變化趨勢，開展橫向和縱向對比和措施優(yōu)化，加強能源管控。

4）建立重點能耗的過程跟蹤圖件。能源管理是一個持續(xù)改進的過程，掌握到能源在消耗過程中的各種不足，加以分析和總結，使能源管控措施“落地”，才能積極有效的加強能源管控，最終實現合理用能。

2.3 層級管理模式建立

川東北氣礦建立了井站和作業(yè)區(qū)兩級加上氣礦一級的“2+1”層級管理模式，明確各級職責和管理要求，其中井站負責取全、取準能源消耗數據和按時上報；作業(yè)區(qū)做好能源數據的分類匯總，對井站能源統計、能效參數和能耗指標的考核和監(jiān)督；氣礦負責對作業(yè)區(qū)能源數據的審核指導，作業(yè)區(qū)負責井站及重點用能單元的審核和指導[6-7]。

2.3.1 井站能耗管理模式

井站主要對能源消耗數據統計、審核和初級分析進行管理。通過“能源消耗周期性匯總+能源基準+顏色提醒模式”手段，解決了以前能源管控依靠單一的數據統計管理模式，提升了員工的能源管控責任心和能力，主要做法是：

1）能耗數據統計與自主分析。目前一線使用的能源消耗統計表為分公司統一的能源消耗統計表，涵蓋了每月水、電、氣消耗的起止數、底數、消耗量等，員工填報數據時需要對底數、起數以及當月消耗量進行統計、計算和填寫，對能源消耗水平而言，缺乏縱向對比功能，容易造成能源消耗管理“麻木”。氣礦建立能源統計消耗數據統計模版后，將每個用能單元當月能源消耗按年進行自動匯總、自動計算，可以根據每月能源數據進行縱向分析。例如，川東北氣礦各重點用能單元和重要生產單耗趨勢圖，清晰反應出各重要井站、重要指標的變化情況，利用圖形直觀的提醒管理人員各階段關注的重點，提升自主分析能力。川東北氣礦各主要用能單元和主要單耗指標變化情況見圖2。

圖2 川東北氣礦各主要用能單元和主要單耗指標變化情況

2）能耗數據自主校正。在能源數據統計過程中，出現統計數值錯誤，將很難發(fā)現，氣礦通過將統計表格與能源基準進行融合，出現數字錯誤即與真實的用能數據出現較小偏差時，則以黃色填充提醒操作人員需對數據進行核實是否存在數據統計錯誤；一旦統計數據計算值與能源基準數據相差較大時，計算單元格自動紅色充填，提醒統計者數據可能錯誤，需要重新統計[8-10]。

2.3.2 作業(yè)區(qū)能耗管理

作業(yè)區(qū)級能耗管理主要對能源消耗數據匯總、審核、分析和制定優(yōu)化措施，通過“能耗管理圖版”，加強對各單元、各重點用能設備的能源績效參數復核，技術措施實施以及橫縱向能效對標等，主要做法是：

1）對井站的培訓和指導。加強節(jié)能管理人員對表格的錄入、圖版生成以及圖版分析等能力培訓，確保異常能耗及時發(fā)現問題，分析問題并制定技術措施。

2）對轄區(qū)用能水平和異常進行評估、處置。從數據-圖版自動生成后，圖件對階段數據的分析，結合現場情況進行異常分析，制定技術措施，保障能源消耗安全、平穩(wěn)運行。

3）繪制（修訂）轄區(qū)能源計量網絡圖。根據轄區(qū)內用能情況，定期修訂能源計量網絡圖，加強對能源計量的精細化管理。

3 實施效果

3.1 實用性強

通過表格的自動計算、自動匯總、能源績效參數的整合以及顏色預警等多種方式，簡化了能源統計過程中統計次數多，人工計算容易出錯以及井站能源管控人員數據“麻木”等不利因素，以更簡單、直觀的方式加強了數據自查自糾能力，對能源消耗系統分析管理具有一定的自主管理能力。

通過能源統計表格應用，一是井站能源統計頻次（包括手工計算）減少了近75%工作量，準確度在原有95%的基礎上提高了5%的準確率，達到了100%；二是由于準確率的提高，能及時、準確地反映各井站實際的能源消耗水平；三是井站員工能通過階段數據分類匯總功能，提升自主掌握各階段能源消耗情況和初步處置異常的能力。

3.2 提高工作效率和工作質量

氣礦能源管控利用過程控制、單耗曲線以及歷史數據擬合等固定圖版，將以往異常問題發(fā)現需要經過數據“搜集→匯總→討論→分析→處置”程序直接過度到“圖版→處置”，減化能源管理人員的工作流程，提升工作效率的同時也提高了工作質量。例如，2018年川東北氣礦各主要增壓站橫向對比圖直觀反應出能效水平，川東北氣礦各主要增壓站在公司范圍內能效水平橫向對比見圖3。

圖3 川東北氣礦各主要增壓站在公司范圍內能效水平橫向對比

2017年以來，氣礦通過能源管控圖件強化了鐵山、黃龍場等重點氣田能源管控方向，加強了重點能源監(jiān)督手段，及時優(yōu)化了鐵山片區(qū)、黃龍場片區(qū)工藝流程和增壓機組運行方式，在燃料氣單耗方面平均下降了32.73%（按四個氣田2016、2017 年平均單耗計算），同時由于縱橫向對比，通過借鑒相關氣田先進管理經驗加強區(qū)塊能源消耗管理，全礦在2017 年平均燃料氣單耗121.645 m3/104m3基礎上，2018、2019年單耗遞增率保持在18%左右（按四個氣田2017、2018、2019 年平均單耗計算），增長平穩(wěn)，2019年四川油氣田采集輸平均（增壓）燃料氣單耗309.59 m3/104m3，川東北氣礦燃料氣單耗138.7 m3/104m3，同時年遞增率較平穩(wěn)。

3.3 促進崗位人員快速“成才”

節(jié)能節(jié)水崗位由于其涉及面廣，要求能力相對較高，在氣礦人員逐漸減少的情況下，人員崗位變動頻繁且兼崗較多。以往，從其他崗位轉到節(jié)能崗位再到完全能夠勝任需要6 個月至1 年左右，而從2017年開始，氣礦堅持推行表格化、圖版化，通過量化工作，標準化分析能力，對崗位人員“成才”有了較大的提速，一般2～3個月就能夠基本勝任節(jié)能節(jié)水崗位工作，達到了“人換質不降”的效果。

4 結束語

通過大數據的深化應用，對一線用能，節(jié)能管控，措施挖潛等方面都做出了極大的貢獻，提升了氣礦的能效管控水平，為公司節(jié)能節(jié)水管理提供了經驗基礎。下一步，氣礦將進一步深化大數據應用，通過指標融合、數據周期性預警和自動推送異常信息等信息化手段，強化異常問題處置的及時性，確保能源管控精準可控。