智能油田提高采油時率方法分析

張曉雪

（中國石油吐哈油田信息技術(shù)公司，新疆 哈密 839009）

0 引言

采油時率作為油井生產(chǎn)數(shù)量與時間的比值代表，能夠清晰地反映出油井的作業(yè)效率，代表著采油井的工作情況。然而，在惡劣的采油工作環(huán)境中，要想提高采油時率并非易事。企業(yè)要想提高采油時率，不僅需要注重日常的管理工作，更需利用智能化的預(yù)警系統(tǒng)，采用提高采油時率的相關(guān)管理措施，從而達(dá)到提高采油時率的目的。文章將對智能油田的采油時率提高措施進(jìn)行分析，希望能夠為油田智能化的發(fā)展提供新思路。

1 智能油田的概念與特征

智能油田指的是能夠在油田勘探開發(fā)、開采、生產(chǎn)決策等環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，并利用數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)油田開采信息化建設(shè)的項目，智能油田的發(fā)展也是未來油田開采的趨勢導(dǎo)向。

我國的智能油田具有一體化、協(xié)同化、實時化及共享化的特點，使用時能夠?qū)崿F(xiàn)項目開展一體化、戰(zhàn)略決策協(xié)同化、生產(chǎn)管理實時化及數(shù)據(jù)信息共享化等目標(biāo)，打造新型油田生產(chǎn)與管理模式，促進(jìn)油田行業(yè)的發(fā)展。在智能油田項目中，借助計算機(jī)及相關(guān)設(shè)備減少了油田開采對人工的依賴，使油田開采能夠擺脫人工帶來的局限。若是從發(fā)展角度進(jìn)行分析，智能油田的到來是油田生產(chǎn)經(jīng)營活動能夠?qū)崿F(xiàn)自動化與標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的前提，能夠促進(jìn)知識創(chuàng)造與數(shù)據(jù)共享，但是根據(jù)我國現(xiàn)階段的油田建設(shè)情況，要想全面實現(xiàn)智能油田建設(shè)，必須面對的將是一場持久艱苦的戰(zhàn)斗。

2 智能油田的發(fā)展現(xiàn)狀

我國于2005 年開始流行智能油田的概念，但真正開展相關(guān)研究的具體時間則是在2010 年。從2010 年開始，多位學(xué)者開展關(guān)于智能油田建設(shè)的研究工作，同時也發(fā)表了多部與智能油田建設(shè)相關(guān)的理論書籍。我國對待智能油田的建設(shè)態(tài)度很是積極，因此現(xiàn)階段智能油田已在我國部分地區(qū)得到很好的運用，筆者相信在不久的將來智能油田定能夠得到普及，從而促進(jìn)我國石油開采行業(yè)的發(fā)展。

在智能油田的開發(fā)與應(yīng)用階段，與智能油田有關(guān)的研究熱點層出不窮，如將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用到智能油田中是智能油田當(dāng)前的研究熱點。同時，在諸多研究學(xué)者的努力下，智能油田各項知識理論能夠相互連接并形成具有實踐價值的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，相關(guān)的技術(shù)開發(fā)研究也在如火如荼地開展。

3 智能油田的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 自動化技術(shù)的應(yīng)用

智能油田中應(yīng)用的自動化技術(shù)有大數(shù)據(jù)技術(shù)、計算機(jī)自動化技術(shù)及云計算技術(shù)。自動化技術(shù)有利于智能油田朝著一體化、實時化方向發(fā)展，是傳統(tǒng)油田完成轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。自動化技術(shù)的應(yīng)用提高了石油開采的安全性，能夠有效規(guī)范各種開采操作，提高油田開采的智能化水平。智能油田中使用的自動化技術(shù)可分為以下幾種：第一種為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PCL）技術(shù)，能夠通過切入式控制模式、回路調(diào)解模式及順序控制模式等，完善智能油田的數(shù)據(jù)采集、收集與處理等功能；第二種為分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）技術(shù)，利用連接嵌入模式對連續(xù)工作的采油設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，掌握各類高檔微機(jī)與工控機(jī)的動態(tài)數(shù)據(jù)交互情況，從而優(yōu)化各項設(shè)備的操作與處理。

3.2 移動技術(shù)的應(yīng)用

移動技術(shù)在智能油田中的應(yīng)用是保證智能化得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是保證智能油田完成信息化建設(shè)的根本。移動技術(shù)能夠為智能油田增添足夠的智能元素，可以將油田工作環(huán)境中的各項環(huán)節(jié)實時狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，并借助數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)完成數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集的操作，從而提高油田開采過程中的信息處理與傳輸效率。同時，移動技術(shù)還可將已采集的數(shù)據(jù)傳送到對應(yīng)的數(shù)字處理節(jié)點與數(shù)據(jù)中心，開展更加深入的數(shù)據(jù)分析操作。

3.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠優(yōu)化油田開采的智能化管理模塊?，F(xiàn)階段，不少石油企業(yè)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建起智能化管理平臺，并搭建實時監(jiān)控系統(tǒng)，完善油田開采的管理措施。

在時代背景的影響下，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)演變成一種價值觀與方法論，并在生產(chǎn)管理過程中得以廣泛應(yīng)用。在智能油田中，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠結(jié)合傳感設(shè)備與信息整合功能，對各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與挖掘，并經(jīng)過科學(xué)的數(shù)據(jù)處理為后續(xù)的決策提供有力的參考。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)也是智能油田未來的發(fā)展方向，其所帶來的不僅是海量的數(shù)據(jù)資源，還提高了采油過程的安全性，推動了智能油田的發(fā)展。

4 影響采油時率的原因

4.1 生產(chǎn)參數(shù)不合理，日常管理出現(xiàn)問題

對智能油田而言，生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置不合理會影響到采油時率，甚至還會使設(shè)備的使用出現(xiàn)問題，影響設(shè)備使用壽命。在抽油井的使用過程中，抽油機(jī)泵的入口壓力與沉沒度成正相關(guān)關(guān)系，若是沉沒度增加，抽油機(jī)泵入口壓力與液量一齊增加，抽油桿的長度也會隨之增加。若是沉沒度設(shè)置過大、抽油桿長度增加過多，就極易引起油管變形問題，不利于油管的日常使用。同時，若是沉沒度設(shè)置過小，抽油機(jī)泵入口壓力就會變小，不僅降低了泵效，還會使泵內(nèi)無法充滿，出現(xiàn)柱塞同液面相互撞擊的情況，使機(jī)泵內(nèi)部產(chǎn)生沖擊應(yīng)力，給抽油桿的使用帶來不利影響。

油井的保養(yǎng)工作取決于日常巡檢是否有效。若是在日常巡檢的時候無法對設(shè)備開展深入的隱患排查，也無法對生產(chǎn)資料進(jìn)行規(guī)范管理，則會使日常管理工作質(zhì)量大大降低，各類問題頻發(fā)，影響到油田的采油時率。

4.2 作業(yè)質(zhì)量問題顯著，設(shè)備管理不到位，管線問題突出

對油田采油生產(chǎn)而言，若是工程的作業(yè)施工方資質(zhì)不足，井下設(shè)備質(zhì)量水平較差，亦無法滿足采油工程長時間運行的根本需求，也無法給工程組帶來較高的采油效率和設(shè)備支撐，影響作業(yè)效果。此外，若是作業(yè)質(zhì)量出現(xiàn)問題，不僅需要耗費大量的人力物力資源，頻繁地開展檢修工作還會令抽油機(jī)泵使用壽命縮短、采油時率降低。其中，管線穿孔問題是油井開采過程中常見的問題，若是不對管線的穿孔問題進(jìn)行及時維修，也會影響到管線的使用，甚至出現(xiàn)管線堵塞或是抽油桿運行不暢等問題，嚴(yán)重時還需停井進(jìn)行處理。

在采油生產(chǎn)過程中，電機(jī)作為系統(tǒng)的關(guān)鍵動力來源，若是設(shè)備管理不到位，也會影響油井的采油時率。對油田工程而言，運行的環(huán)境較為惡劣，設(shè)備管理不當(dāng)，容易導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)不到位，對設(shè)備的使用和油田的開采造成影響，如引起皮帶斷裂、電機(jī)燒毀等嚴(yán)重問題。

4.3 清防蠟措施不科學(xué)，作業(yè)監(jiān)督不到位

清防蠟措施主要有固體防蠟器、電磁防蠟器、加藥及洗井等方式，使用較為普遍的是加藥和洗井這兩種方法。但是在清防蠟過程中，油井資料不夠全面，使得加藥與洗井措施不夠準(zhǔn)確與科學(xué)，并不能很好地解決油井結(jié)蠟的問題。若是油井結(jié)蠟過多，則會使載荷上升，引發(fā)蠟卡停機(jī)、抽油桿斷裂等問題，影響油井的采油時率。

在日常作業(yè)過程中，作業(yè)監(jiān)督是保證油井作業(yè)質(zhì)量的根本，也是提高采油時率的關(guān)鍵一環(huán)。但是在實際的操作現(xiàn)場，作業(yè)監(jiān)督受到監(jiān)督人員數(shù)量、時間及現(xiàn)場環(huán)境的限制，無法完全發(fā)揮出監(jiān)督作用，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量、檢泵周期受到負(fù)面影響，限制采油時率。

4.4 人員素質(zhì)水平不高

若是崗位員工的責(zé)任心不強(qiáng)，在工作過程中出現(xiàn)偷懶行為，將會使設(shè)備或操作存在的安全隱患被忽略，不僅無法提高采油時率，還會給后續(xù)的使用埋下禍根。同時，若崗位員工的專業(yè)素養(yǎng)不高，則容易出現(xiàn)操作不規(guī)范、不正確等問題，導(dǎo)致過多的人力物力資源被浪費。若是遇到應(yīng)急事件，專業(yè)水平不高的員工沒有能力完成現(xiàn)場處理任務(wù)，使得事故損失擴(kuò)大，不利于采油時率的提高。

5 提高采油時率的方法

5.1 優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置，推行“一井一策”管理模式

實行“一井一策”管理模式能夠?qū)尉M(jìn)行有針對性的保護(hù)與管理，可采取特殊化的保護(hù)措施，減少無謂躺井問題，這是提高采油時率的關(guān)鍵。此外，企業(yè)還需加強(qiáng)對油井的日常養(yǎng)護(hù)，提高油井使用壽命，并針對運行過程中高發(fā)的問題進(jìn)行重點整改，加強(qiáng)對工礦的有效治理，定時開展井筒、地層與地面的檢測工作，動態(tài)調(diào)控油井的工作情況與生產(chǎn)參數(shù)，從而提高油井的采油時率。對于油井的生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置，可使用動態(tài)控制抽油機(jī)對參數(shù)進(jìn)行宏觀調(diào)控，進(jìn)一步完成參數(shù)優(yōu)化，提高油泵功效，從而提高采油時率。同時，還可以利用上提泵掛、降低沉沒度緩解油井偏磨等方法，改善油井抽油機(jī)載荷較高的問題，緩解設(shè)備的疲勞狀態(tài)，從而提高設(shè)備運行效率與采油時率。

5.2 加強(qiáng)設(shè)備管理

提高油井的采油時率不僅需要加強(qiáng)采油技術(shù)開發(fā)，更需要從基礎(chǔ)方面做好設(shè)備的管理工作。在采油設(shè)備管理工作中，可以從以下幾方面進(jìn)行加強(qiáng)。首先，需要加大對機(jī)電設(shè)備的管理力度，避免機(jī)電設(shè)備因管理不當(dāng)出現(xiàn)損壞問題，并建立完善的管理體系，將管理職責(zé)落實到個人，從而加大日常管理力度，提高設(shè)備運行效率；其次，需針對不同的設(shè)備做好相關(guān)養(yǎng)護(hù)工作，如需要做好抽油機(jī)的日常維護(hù)工作，在養(yǎng)護(hù)中發(fā)現(xiàn)問題，需及時上報申請維護(hù)檢修，從而保證設(shè)備穩(wěn)定運行；最后，需要調(diào)整整個工區(qū)的抽油機(jī)平衡度，根據(jù)實際的生產(chǎn)情況進(jìn)行實時動態(tài)的調(diào)整，保證設(shè)備能夠高效運作，從而提高采油時率。

5.3 利用智能預(yù)警功能，優(yōu)化設(shè)備運行狀態(tài)

智能油田智能預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用可以加強(qiáng)對抽油機(jī)沉沒度與載荷的預(yù)警管理，從而做到實時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備的運作狀態(tài)。

對抽油機(jī)的沉沒度而言，智能預(yù)警系統(tǒng)能夠借助抽油機(jī)遠(yuǎn)端傳感器，每日定時采集抽油機(jī)的實際運行數(shù)據(jù)，并通過系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理模塊，判斷抽油機(jī)的沉沒度是否處于合理的范圍。若抽油機(jī)的沉沒度沒有處于合理范圍，抽油機(jī)則會發(fā)出報警信號，提示生產(chǎn)人員需進(jìn)行調(diào)整。智能預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用能夠彌補人工監(jiān)管的不足，可以做到定時、精準(zhǔn)地監(jiān)控抽油機(jī)運行狀態(tài)，提高巡檢的效率并優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，從而提高采油時率。

借助載荷傳感器，智能預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)Τ橛蜋C(jī)的載荷狀況進(jìn)行實時監(jiān)測。此外，油井的洗井加藥優(yōu)化系統(tǒng)還可以傳感器收集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對抽油機(jī)內(nèi)的載荷進(jìn)行分析，利用得到的最大與最小載荷數(shù)據(jù)設(shè)定閾值對比情況，為后續(xù)清防蠟操作提供數(shù)據(jù)參考，從而確保洗井與加藥操作的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，提高清防蠟的效率，避免在運行過程中設(shè)備出現(xiàn)卡井等問題，從而提高采油時率。

5.4 加強(qiáng)員工培訓(xùn)工作

認(rèn)真工作、敢于創(chuàng)新的員工是各個行業(yè)發(fā)展的主力軍。在智能油田中，員工的素質(zhì)水平影響到設(shè)備的操作、系統(tǒng)的使用。因此，要想提高智能油田的采油時率，需通過開展相關(guān)的業(yè)務(wù)培訓(xùn)活動，進(jìn)一步提高崗位員工的專業(yè)知識與技能水平，并在培訓(xùn)過程中，結(jié)合崗位需求和員工個人發(fā)展特征，加強(qiáng)理論知識與實驗操作的學(xué)習(xí)和鍛煉，聘請技術(shù)骨干、優(yōu)秀技師作為培訓(xùn)講師，傳授專業(yè)的業(yè)務(wù)知識，從而培養(yǎng)出大批量的崗位能手，強(qiáng)化人才隊伍的建設(shè)。同時，需要提高員工的思想水平，培養(yǎng)熱情認(rèn)真、積極向上、敢于創(chuàng)新的新青年，為提高采油時率提供充足的人力資源儲備。

6 結(jié)語

提高采油時率是智能油田生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)的重點，但在生產(chǎn)過程中存在各種原因影響到采油時率，如生產(chǎn)參數(shù)不合理、設(shè)備管理與日常管理不到位等問題，不僅影響到油田采油時率的提高，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備故障等問題出現(xiàn)。因此，在生產(chǎn)的過程中，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)備的管理，并將日常管理操作落實到位，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)的設(shè)置，同時借助智能化預(yù)警系統(tǒng)加強(qiáng)對設(shè)備運行狀態(tài)的管理，從而提高采油工程的安全性，真正做到智能油田采油時率的提高。