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淺析油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

文檔作者：吳萍1 余永新2 文檔來(lái)源： 1.新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠通訊公司 2.新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠火燒山作業(yè)區(qū)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月16日
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應(yīng)用研究數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
104
1 引言
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things),顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是“物
物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。就是通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定
位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與
互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、
定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 隨著傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技
術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷的發(fā)展成熟和日益普及,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也
越來(lái)越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,提高社會(huì)
經(jīng)濟(jì)效益,大大降低能耗,節(jié)約了成本,對(duì)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式具
有重要的推動(dòng)作用.
2 油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)的概述
油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)集先進(jìn)、成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)
采集及傳感器、采油工程技術(shù)于一體,是通過(guò)傳感、射頻、通訊等技
術(shù),對(duì)油氣水井、計(jì)量間、油氣站庫(kù)等生產(chǎn)對(duì)象進(jìn)行全面的感知,實(shí)
現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息在生產(chǎn)指揮中心及生產(chǎn)控制中心集中管
理和控制。搭建規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái),支持油氣生產(chǎn)過(guò)程管
理,進(jìn)一步提高了油氣田生產(chǎn)決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
3 油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)的構(gòu)成
油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)可分為三層:
一是感知層,主要的作用是運(yùn)用各類傳感器設(shè)備自動(dòng)采集和識(shí)
別油氣生產(chǎn)過(guò)程中的各種生產(chǎn)信息數(shù)據(jù),為油氣生產(chǎn)的管理提供數(shù)
據(jù)依據(jù)。采集現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)常用的傳感器有無(wú)線壓力或溫度傳感
器、無(wú)線示工儀、無(wú)線電量變送器等設(shè)備,為現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全考慮還
增加了攝像頭、GPS等設(shè)備完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況的監(jiān)控。
二是網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層的作用是從油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所獲得的各種信
息數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的接入和傳輸功能,是進(jìn)行信息交換、傳
遞的數(shù)據(jù)通路。目前常用的通訊方式為為無(wú)線傳輸方式,實(shí)時(shí)性不
強(qiáng)的多采用電臺(tái)和GPRS移動(dòng)通訊,實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的多采用wifi和無(wú)
線網(wǎng)橋等通訊方式。
三是應(yīng)用層,是對(duì)網(wǎng)絡(luò)層傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、分
析、管理等工作,并通過(guò)各種設(shè)備和軟件進(jìn)行人機(jī)交互,完成對(duì)油氣
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度和控制(如圖1)。
4 油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例---油水井計(jì)量站監(jiān)控分析診
斷系統(tǒng)
油水井計(jì)量站監(jiān)控診斷分析系統(tǒng)具有油水井自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制、
實(shí)時(shí)示功圖、壓力、溫度、電參數(shù)等數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)產(chǎn)液量計(jì)量、
油井工況診斷、系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能。該系統(tǒng)由油水井生產(chǎn)監(jiān)
控系統(tǒng)和油水井故障診斷及產(chǎn)能分析系統(tǒng)組成。
4.1 油水井生產(chǎn)計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)
油水井生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)包括油井監(jiān)控系統(tǒng)、水井監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)量
淺析油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用
吳萍1 余永新2
(1.新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠通訊公司 新疆維吾爾自治區(qū) 831511;
2.新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠火燒山作業(yè)區(qū) 新疆維吾爾自治區(qū) 831511)
摘要:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市公共安全、工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、公共衛(wèi)生、健康監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域里發(fā)展迅速,對(duì)社會(huì)、
經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)業(yè)巨大的影響。油田的生產(chǎn)方式也隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展而發(fā)生根本改變。油氣生產(chǎn)管理系統(tǒng)作為油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)具體應(yīng)用
在油田生產(chǎn)管理過(guò)程中起了巨大的作用,本文著重闡述了油田生產(chǎn)管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的一些實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 傳感器 監(jiān)控 計(jì)量 診斷
中圖分類號(hào):TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)04-0104-02
圖1
圖2
應(yīng)用研究數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
105
控制系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)。
4.1.1 油井監(jiān)控系統(tǒng)
油井監(jiān)控系統(tǒng)是在油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)安裝的無(wú)線壓力、
溫度傳感器、流量計(jì)、示工儀等傳感器和電量采集模塊自動(dòng)采集油
井的溫度、壓力、功圖以及電動(dòng)機(jī)的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、有
功/無(wú)功電度等參數(shù),油井控制終端將這些參數(shù)經(jīng)過(guò)處理、存儲(chǔ)、分
析,以實(shí)現(xiàn)對(duì)油井的故障預(yù)警、緊急停機(jī)等功能。油井控制終端還能
通過(guò)各種GPRS/CDMA模塊、電臺(tái)等通訊模塊把這些數(shù)據(jù)傳回監(jiān)
控中心,監(jiān)控調(diào)度中心根據(jù)各井傳回的數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控和
流量監(jiān)控,按需求變化進(jìn)行抽油機(jī)的遠(yuǎn)程的啟?？刂?如圖2)。
4.1.2 油井視頻監(jiān)控系統(tǒng)
由于采油廠的油井分布面積廣、間距大,油井生產(chǎn)監(jiān)控靠人工
巡井檢查,當(dāng)油井被盜、油井故障等非正常停井時(shí),若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)
則會(huì)耽誤油井生產(chǎn),發(fā)生安全事故,影響原油產(chǎn)量,因此油井監(jiān)控系
統(tǒng)還具備視頻監(jiān)控的功能,該系統(tǒng)對(duì)重點(diǎn)油氣井、高危險(xiǎn)井、重點(diǎn)站
庫(kù)、關(guān)鍵路口等生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)、直接的觀測(cè)了解,實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備
的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境,能夠有效的防止生產(chǎn)事故和安全事故的發(fā)
生(如圖3)。
4.1.3 水井監(jiān)控系統(tǒng)
水井監(jiān)控系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)注水井的壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)
自動(dòng)采集及遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ?油田多采用高壓流量自控一來(lái)完成這
些工作。高壓流量自控儀是將壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)、調(diào)
節(jié)閥、智能控制器、無(wú)線通訊模塊集于一體的高科技產(chǎn)品。高壓流量
自控儀的原理是智能控制器將流量設(shè)定值與流量計(jì)檢測(cè)到的流量
值進(jìn)行比較,當(dāng)檢測(cè)到的流量值與設(shè)定值不一致時(shí),自動(dòng)由控制器
輸出控制信號(hào),由執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥,使流量達(dá)到或接近在
允許誤差內(nèi)設(shè)定值。數(shù)據(jù)和指令的發(fā)送和接收由無(wú)線通訊模塊完
成,使得調(diào)度人員可以遠(yuǎn)程控制注水量。真正做到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守。
4.1.4 計(jì)量控制系統(tǒng)
計(jì)量控制系統(tǒng)主要任務(wù)是計(jì)量控制終端自動(dòng)完成各計(jì)量站的
分離器的壓力、溫度、液位、氣體流量的檢測(cè)和多通閥、兩通閥、泵的
邏輯控制,并完成各計(jì)產(chǎn)井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和
發(fā)送,對(duì)計(jì)量過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)報(bào)警提示。計(jì)量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài),自動(dòng)完成計(jì)量任務(wù),從而使油田現(xiàn)場(chǎng)計(jì)
量管理制度發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變,由于計(jì)量控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度
高,有效的改善了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)工作人員的同
時(shí),極大地提高勞動(dòng)效率,節(jié)約了能源,為油田計(jì)量站的科學(xué)管理提
供有效的方法。
4.1.5 智能巡檢系統(tǒng)
因盜油或管道腐蝕、老化等因素引發(fā)的原油泄漏不僅造成經(jīng)濟(jì)
財(cái)產(chǎn)損失,還能造成環(huán)境污染及火災(zāi)等事故的發(fā)生,為防止管道泄
漏,減少生產(chǎn)損失,油田生產(chǎn)中普遍采取人工定時(shí)巡視的辦法,缺點(diǎn)
是人力物力耗費(fèi)大,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不及時(shí)。智能巡檢系統(tǒng)可以很好地解
決這個(gè)問(wèn)題?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)管道的溫
度、壓力等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀取,可以在智能巡檢終端上很快捷和
直觀的觀察巡邏井的各項(xiàng)參數(shù)的運(yùn)行情況,及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并在第
一時(shí)間解決問(wèn)題,對(duì)于減少經(jīng)濟(jì)損失和預(yù)防安全事故的發(fā)生起到了
重要的作用。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有安裝傳感器、控制器的傳統(tǒng)的油井,可以
使用智能巡檢儀進(jìn)行巡檢的精細(xì)化管理,輔助巡檢人員按既定的要
求完成巡檢內(nèi)容,數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場(chǎng)錄入,巡檢完成后將數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入
庫(kù),以滿足后期生產(chǎn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
4.2 油水井故障診斷及產(chǎn)能分析系統(tǒng)
油水井故障診斷及產(chǎn)能分析系統(tǒng)以油井監(jiān)控系統(tǒng)采集的地面
功圖為基礎(chǔ)結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)求解泵功圖,利用泵功圖提取特征
點(diǎn),針對(duì)不同的功圖類型,結(jié)合泵效計(jì)算分析模型,計(jì)算或劈分單井
產(chǎn)量。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、油井故障診斷、功圖求產(chǎn)等功
能.系統(tǒng)對(duì)不同含水期、不同產(chǎn)量狀態(tài)、不同油田開(kāi)發(fā)階段具備通用
計(jì)算分析能力,將有效提高計(jì)量精度和適用范圍,為地質(zhì)研究、油田
開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。系統(tǒng)采用油井監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、組
態(tài)應(yīng)用為核心平臺(tái),結(jié)合歷史數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)擴(kuò)展功能插件來(lái)滿足各種
應(yīng)用需求,實(shí)現(xiàn)全天候的不間斷監(jiān)控,提高油井產(chǎn)量和計(jì)量精度,提
高了計(jì)量的可靠性和準(zhǔn)確性,同時(shí)可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)化管理、
科學(xué)管理,達(dá)到簡(jiǎn)化地面計(jì)量流程和提高油井效益的目的(如圖4)。
5 物聯(lián)網(wǎng)的前景
石油行業(yè)作為一個(gè)跨學(xué)科、多專業(yè)相互配合的高度技術(shù)密集型
行業(yè),隨著中石油十二五計(jì)劃的全面啟動(dòng), 油氣物聯(lián)網(wǎng)作為新興
產(chǎn)業(yè)在“十二五”期間將扮演著重要的角色,它將帶動(dòng)整個(gè)石油產(chǎn)業(yè)
的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí),越來(lái)越多的油田都在對(duì)油田的基礎(chǔ)設(shè)施和
信息化系統(tǒng)進(jìn)行全面的升級(jí),這將使油田的數(shù)字化信息化水平得到
巨大的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展之路必定也不會(huì)一帆風(fēng)順,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)
展同樣面對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、各行業(yè)間協(xié)作
困難多等問(wèn)題,但是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)是大勢(shì)所趨,整個(gè)社會(huì)會(huì)應(yīng)
為物聯(lián)網(wǎng)而大大改變,相信我國(guó)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的前景必將一片光
明。

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