數(shù)字采集傳輸技術(shù)在采油工程的應(yīng)用

王鵬

中海石油（中國）有限公司深圳分公司 河北滄州 061000

為響應(yīng)國家兩化融合“以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路”的號召，進(jìn)一步提高采油系統(tǒng)數(shù)字化和自動化應(yīng)用力度。采油智能化系統(tǒng)是將每一口油井，每一個井場，每一個工作站的設(shè)備用數(shù)字化技術(shù)合為一體，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物物互聯(lián)，整合應(yīng)用硬件和軟件，完成實時采集、上傳、分析和優(yōu)化，實現(xiàn)“井筒熱洗智能清蠟提效果，抽油機(jī)運行平穩(wěn)節(jié)能提效益，井筒抽汲參數(shù)優(yōu)化提效率”的目標(biāo)，實現(xiàn)以作業(yè)區(qū)為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺的數(shù)字化運行和數(shù)字化監(jiān)管。

1 數(shù)字采集傳輸技術(shù)在采油工程管理中應(yīng)用的重要意義

采油工程管理是石油開采中一項重要工作，需要根據(jù)石油開采計劃，依據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求，對于過程中的注水井和生產(chǎn)井進(jìn)行科學(xué)管理，提高石油生產(chǎn)效率與質(zhì)量。以前的采油工程管理采取人工搜集與記錄數(shù)據(jù)辦法，存在著耗時長且數(shù)據(jù)不完整等問題，而且具有安全風(fēng)險[1]。數(shù)字采集傳輸技術(shù)發(fā)展改變了以往的采油工程管理方式，借助計算機(jī)搜集數(shù)據(jù)，自動傳輸?shù)焦こ坦芾硐到y(tǒng)中，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)整合基礎(chǔ)上，挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，掌握采油生產(chǎn)活動規(guī)律，提高開采效率，有助于石油產(chǎn)品質(zhì)量提升，從而達(dá)到預(yù)期采油工程管理目標(biāo)，促進(jìn)石油開采企業(yè)效益增長。數(shù)字采集傳輸技術(shù)最大的優(yōu)勢在于操作方便，可自動搜集和傳輸數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)整理以及統(tǒng)計，確保采油工程各項數(shù)據(jù)完整性，建立數(shù)據(jù)庫，分析處理數(shù)據(jù)，掌握內(nèi)在關(guān)聯(lián)性和規(guī)律，對于采油生產(chǎn)活動全面了解，工程管理做到心中有數(shù)，最大程度提高管理效率。

2 系統(tǒng)功能

針對采油工程的數(shù)字采集傳輸系統(tǒng)，其自身具備較多功能，第一，數(shù)據(jù)倉庫。主要負(fù)責(zé)接收注水站以及抽油機(jī)等實時數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)中以便隨時查看，并且，還具備保存、查看清蠟機(jī)作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的功能。第二，設(shè)備管理。對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的信息維護(hù)，如注水站、清蠟機(jī)以及抽油機(jī)等。第三，可以實時采集清蠟機(jī)的工況信息，并對其清蠟結(jié)果進(jìn)行智能評分，根據(jù)實際對數(shù)據(jù)參數(shù)做出調(diào)整，最終保證清蠟結(jié)果得到進(jìn)一步優(yōu)化。第四，預(yù)防性維護(hù)。該功能會通過對洗井?dāng)?shù)據(jù)及結(jié)蠟情況進(jìn)行分析，得到油井結(jié)蠟曲線，并與歷史清蠟評分、產(chǎn)量數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建出預(yù)防性清蠟?zāi)Ｐ?，?dāng)清蠟需求值被多維度觸發(fā)值所滿足時，會生成清蠟作業(yè)任務(wù)。第五，抽油機(jī)調(diào)參。該功能中，調(diào)參過程均會有詳細(xì)的記錄，可以對調(diào)參結(jié)果進(jìn)行細(xì)致分析，以便做出不斷優(yōu)化，并且在調(diào)參數(shù)據(jù)不斷積累中，可進(jìn)行調(diào)節(jié)算法模型的構(gòu)建，共包含三個模塊，首先，與油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)、動液面以及示功圖相結(jié)合，同其他參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)行抽油機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)。其次，調(diào)參記錄模塊。最后，調(diào)參結(jié)果比較，將其他井口相關(guān)數(shù)據(jù)與調(diào)參前及調(diào)參后數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，形成階段性對比報告，從而對調(diào)參成果進(jìn)行判斷。

3 數(shù)字采集傳輸技術(shù)在采油工程的應(yīng)用

3.1 成組的抽油機(jī)數(shù)字采集傳輸技術(shù)

通過這一技術(shù)，一方面，可以對各種動態(tài)運動參數(shù)實施高精度數(shù)字化控制，另一方面，還具備一機(jī)控制多臺抽油機(jī)的功能；應(yīng)用了多套控制系統(tǒng)及恒扭矩電機(jī)，同時引入了多種傳感技術(shù)，可以將相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)中，進(jìn)行實際的數(shù)據(jù)分析，從而做到對抽油機(jī)的智能化監(jiān)管。對井口數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時，配合井口回壓、沖次、載荷等數(shù)據(jù)，在良好應(yīng)用系統(tǒng)功能以及油井生產(chǎn)動態(tài)測試、動液面監(jiān)測技術(shù)以及示功圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工況的在線調(diào)參及優(yōu)化，最終保證油井工作效率大大提升[2]。

3.2 智能化生產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)

通過采集日常的井口實時數(shù)據(jù)、計量間數(shù)據(jù)、配注站數(shù)據(jù)、聯(lián)系站數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效預(yù)處理，應(yīng)用數(shù)字化平臺提供的先進(jìn)數(shù)據(jù)分析工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而提前預(yù)報油氣井計量間、配注站、聯(lián)合站等不正常運行狀態(tài)，并實施修正，系統(tǒng)故障時可提示操作者，作業(yè)區(qū)平臺監(jiān)控人員可根據(jù)診斷信息，及時調(diào)度現(xiàn)場操作員到井口、計量間、配注站、聯(lián)合站進(jìn)行有針對性的維護(hù)作業(yè)。同時，故障被跟蹤并存入歷史數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)長期的維護(hù)優(yōu)化?；赪eb的報表和顯示，可進(jìn)行專家在線遠(yuǎn)程會診。此系統(tǒng)如同一名智能操作員，可全年度全時空不間歇地監(jiān)控每一口油井。

3.3 多參數(shù)清蠟時機(jī)與清蠟效果分析技術(shù)

在各種數(shù)據(jù)傳感器的作用下，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實時采集與上傳，平臺接收到數(shù)據(jù)信息后，會通過對多項數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解洗井及結(jié)蠟情況，并形成曲線圖，以便實時判斷清蠟作業(yè)及運行效果，并且會將判斷信息發(fā)送給操作人員，為保證作業(yè)效率的有效提升，也可以采取人工干涉的方法[3]。

3.4 智能化生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

首先，SCADA系統(tǒng)會通過接口的方式接收到井場油氣相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、配注站數(shù)據(jù)以及計量站數(shù)據(jù)等。其次，清蠟機(jī)的電機(jī)及運行參數(shù)，會在2.4G無線通信模塊下，實現(xiàn)與井場主RTU間的通訊，再通過專用的通信信道實現(xiàn)與作業(yè)區(qū)服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通信，開展數(shù)據(jù)傳輸、接收控制指令等工作。

4 結(jié)語

綜上所述，社會不斷進(jìn)步的過程中，科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，現(xiàn)今已被廣泛應(yīng)用于采油工程中，采油工程中數(shù)字采集傳輸技術(shù)具備較多的功能，如數(shù)據(jù)倉庫、設(shè)備管理、預(yù)防性維護(hù)以及抽油機(jī)調(diào)參等，并且在其各項關(guān)鍵技術(shù)的良好應(yīng)用下，能夠?qū)λ杏途M(jìn)行實時監(jiān)控，保證采油工程的順利開展。為進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字采集傳輸技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，可以加大資金投入、強(qiáng)化技術(shù)人員培訓(xùn)及創(chuàng)新技術(shù)管理機(jī)制，當(dāng)然方法并不局限于此，未來工作中還應(yīng)不斷做出研究探討。