基于數(shù)字化油田生產(chǎn)中自動化儀表的選擇應(yīng)用分析

焦寰宇

（大慶油田第六采油廠工程技術(shù)大隊，黑龍江 大慶 163114）

科技的發(fā)展日新月異，我國油田的生產(chǎn)也朝著數(shù)字化的方向不斷邁進。近年來，在各種新技術(shù)、新工藝的不斷應(yīng)用中，儀表自動化技術(shù)也得到了普及，且在油田的數(shù)字化建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，不斷促進了我國油田開采裝備的更新和升級，為提高我國油田的生產(chǎn)效率提供了重要技術(shù)支持。數(shù)字化信息技術(shù)是當今社會發(fā)展的必然趨勢，油田生產(chǎn)開采技術(shù)能否同步更新直接關(guān)系著油田建設(shè)事業(yè)的成敗。為此，如何選擇應(yīng)用合適的自動化儀表就顯得尤為重要，也是當前要研究的重要課題。

1 油田生產(chǎn)中自動化儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

信息技術(shù)的發(fā)展，對油田生產(chǎn)的自動化程度提出了越來越高的要求，如生產(chǎn)時流量、溫度、壓力等參數(shù)等都需要達到精準的測量和控制，自動化儀表的應(yīng)用無疑適應(yīng)了當前生產(chǎn)的需要，并在油田數(shù)字化建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，這不但降低了作業(yè)人員的工作強度，還能進一步地防止由于測量不精確、控制不精準等帶來的不必要損失，并且還大大提高了數(shù)據(jù)采集和分析處理的工作效率，為提高油田的產(chǎn)能和生產(chǎn)的安全性提供了保障。盡管自動化儀表的性能卓越，但是，在實際使用中由于其種類繁多，所適用的條件也有所差別，此外，還受成本控制以及用戶操作水平的制約，由于儀表錯誤使用而引起誤差過大的情況也經(jīng)常出現(xiàn)，使自動化儀表系統(tǒng)的準確度和穩(wěn)定性大打折扣。所以，如果要減少測量誤差的發(fā)生，就應(yīng)結(jié)合作業(yè)環(huán)境以及測量參數(shù)需要正確選用所需儀表，以保證其可以工作在自身所允許的范圍內(nèi)。舉個例子，當口徑大于150 mm時按標準可選取高精度的超聲波流量計，但是，如果測量容易受環(huán)境影響并且存在泄漏風險的水管流量時，就該選取渦流流量計。為此，要充分發(fā)揮自動化儀表系統(tǒng)的性能，就必須正確合理地選用自動化儀表，以保障測量的準確性。

2 油田生產(chǎn)中自動化儀表的選用原則

油田生產(chǎn)中所使用的儀器儀表自身也是帶有誤差的，但其一般是以絕對誤差、相對誤差以及傳導誤差來表現(xiàn)的。由于油田的生產(chǎn)環(huán)境的差異，不僅受外部環(huán)境的干擾，其內(nèi)部因素同樣制約著油田的生產(chǎn)作業(yè)，這種種因素均會影響儀器儀表工作的穩(wěn)定性，造成其不可避免地出現(xiàn)一定的誤差。為此，為解決上述存在的問題，就應(yīng)該在儀器儀表的選擇上認真考量，并根據(jù)相關(guān)原則方法正確選用儀器儀表。

2.1 精確性和經(jīng)濟性兼顧原則

對于油田生產(chǎn)作業(yè)而言，其整個過程均是相對比較復雜的，如果不能很好地了解油田儲存開采狀況和生產(chǎn)運行狀態(tài)并進行有效分析，進一步做出最合適的開發(fā)方案，同時，還需不斷地優(yōu)化生產(chǎn)工藝以及調(diào)整完善設(shè)備運行參數(shù)，否則，就無法提高油田的產(chǎn)能以及生產(chǎn)的安全性。故在進行自動化儀表選用過程中，我們首先要考慮其精確度，并根據(jù)油田生產(chǎn)自身情況、計量的環(huán)境、介質(zhì)特性以及精度要求等，從而篩選出可以在此條件下正確計量儀表。但是，如果篩選出的儀表均存在精度等級相當?shù)那闆r時，就應(yīng)該考慮其經(jīng)濟成本的問題，再從其中篩選出經(jīng)濟性與技術(shù)性兩者都兼顧的儀表，排除成本高、功能繁多而不符合油田生產(chǎn)與管理所需的儀表。

2.2 安全性和可靠性兼顧原則

做好安全生產(chǎn)工作是我國大力推行的一項舉措，同時，也是企業(yè)生產(chǎn)管理必須嚴格遵守的一項重要規(guī)定，油田的安全生產(chǎn)也不例外。為此，在自動化儀表的選擇上，除了考慮其卓越的性能外，還要把其安全性考慮其中。一般而言，一些新研發(fā)的儀器儀表設(shè)備由于缺乏長期實際使用的驗證，在其使用上還是會存在安全性的疑慮。信息技術(shù)在快速發(fā)展，舊的自動化儀器儀表設(shè)備逐步被淘汰，新的儀器儀表設(shè)備也在不斷涌現(xiàn)，但在自動化儀表的選擇上，只要其所采用的技術(shù)可以符合特定參數(shù)測量需要就行，并在其中優(yōu)先選用經(jīng)過實踐長期驗證的、安全耐用的儀表，此外，還應(yīng)當根據(jù)儀表安裝說明和規(guī)定正確安裝，檢查管道內(nèi)是否存在雜物和焊渣未并清理干凈，以為儀表的正常測量提供保證。

3 油田生產(chǎn)中自動化儀表的選擇應(yīng)用

在油田生產(chǎn)作業(yè)過程中，溫度、壓力、流量、液位等均是比較重要的參數(shù)，基于前文所論述的兩項原則，現(xiàn)根據(jù)油田生產(chǎn)作業(yè)各種情況下簡要介紹自動化儀表的選擇。

3.1 溫度測量儀表的選擇

溫度是影響油田生產(chǎn)的一項重要指標，正確有效地監(jiān)測其生產(chǎn)環(huán)境溫度的變化就顯得尤為重要。一般在選用自動化儀表系統(tǒng)測量溫度時，推薦采用金屬溫度儀表作為就地指示儀表，同時，把它的精度調(diào)整到1.0～1.5級，測量幅度控制在-80～500℃。若介質(zhì)的溫度小于-8℃又或無法有效實現(xiàn)接觸性測量，就應(yīng)采用低溫壓力溫度計。

3.2 壓力測量儀表的選擇

除了溫度測量外，油田作業(yè)時，另一項必須高度關(guān)注的工作就是壓力測量。對于不同特性的介質(zhì)來說，通常其壓力狀態(tài)也是不盡相同的，而且地下環(huán)境相對復雜多變，其壓力也會發(fā)生變化的，所以為了盡可能降低壓力測量的誤差，則需結(jié)合介質(zhì)本身的特性從而選用合適的壓力儀表。比如，如果所需測量的介質(zhì)黏度相對比較高時，推薦采用1.5～2.5級的隔膜式壓力儀表；若介質(zhì)是帶有固體顆粒狀腐蝕性的，推薦采用法蘭膜片式壓力變送器；如果測量的是劇烈振動的介質(zhì)，此時，測量儀表就推薦采用數(shù)字壓力變送器。

3.3 流量和液位計量儀表的選擇

和溫度測量、壓力測量一樣，油井產(chǎn)液量和液位等參數(shù)都需要自動化儀表系統(tǒng)進行測量。測量介質(zhì)一般可以分為原油、輕質(zhì)油、地下水池、污油池以及易液化等五種。為此，在流量和液位計量儀的選擇上就需要結(jié)合介質(zhì)特性進行篩選，如表1、表2所示。如果介質(zhì)是原油時，其計量儀表推薦采用渦街流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計等，而液位測量則推薦采用浮球液位計；如果介質(zhì)的是黏度小于5mps的輕質(zhì)油，其測量儀表則推薦采用渦輪流量計和玻璃板液位儀；如果介質(zhì)是污水、注入水或地下水池，其計量儀表則推薦采用渦輪流量計、電磁流量計，而采用頂裝式浮球液位計、深度計測量液位；如果介質(zhì)是污油池，其測量儀表則推薦采用電容液位計，如果是易液化介質(zhì)時，其液位測量儀表則推薦采用摻了乙二醇水溶液的隔離容器。

表1 流量計量儀表根據(jù)不同介質(zhì)的選擇

表2 液位測量儀表根據(jù)不同介質(zhì)的選擇

4 結(jié)語

隨著油田生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，對自動化儀表的選擇應(yīng)用提出了更高的要求，根據(jù)精確性和經(jīng)濟性兼顧、安全性和可靠性兼顧等兩個原則科學合理地選擇自動化儀表，不僅可以顯著提升油田生產(chǎn)作業(yè)的效率，還能避免因儀表選擇不當帶來的不必要損失，有利于進一步提高油田企業(yè)的經(jīng)濟效益。為此，在數(shù)字化油田建設(shè)中，儀器儀表設(shè)備的更新?lián)Q代需結(jié)合油田生產(chǎn)作業(yè)條件正確選擇應(yīng)用，不應(yīng)盲目追求新設(shè)備的應(yīng)用，為此才能實現(xiàn)油田生產(chǎn)作業(yè)過程中的精準測量，滿足自動化生產(chǎn)的需要。