依托数字化管控技术实现老油田有效开发的研究与应用

2022-11-23

前言

国内油田经过几十年的开发, 为国家提供了大量的油气资源, 为国民经济发展和国家能源安全作出巨大贡献。然而, 随着地下油气资源的不断开采, 油田日益老化, 老油田开发所面临的各种问题也越来越突出。如何有效提高老油田开发效益, 节能降耗, 提高老油田劳动生产率是后期开发所面临的重大课题。

一、老油田数字化技术研究的意义

当老油田采用传统开发、管理模式达到技术、管理、安全瓶颈状态时, 采用全新的理念, 重新构建老油田开发、地面建设、管理等新体系、新模式, 提高老油田开发效益。

建设一个强大、优化的、多技术集成的远程管控平台实现数据知识共享化、生产流程自动化、系统应用一体化、生产指挥可视化和分析决策科学化称为油区数字化管控技术。

二、主要研究内容

“油区数字化管控技术的研究及应用”总体分为两个方面:一是研究解决老油田生产、管理、安全等实际问题的相关技术。二是研究多种技术集成的数字化远程管控平台。

1. 抽油机数字化管控技术

抽油机数字化管控技术是为了解决抽油机生产数据采集、故障报警与诊断保护、功图监测与产量预测的集成技术[1]。数据采集及参数检测原理:在抽油机系统抽汲油液过程中, 其电力源既是该系统地动力源, 又是信号源。为抽油机数字化管控装置设计奠定理论基础。

2. 井、站压力与温度采集及监控技术

对计量站、注水站实时数值化监测与远传、自动生成报表、出现异常报警、及时处理。信号采集方式优选:在计量站、注水站分别安装数据采集箱, 将各变送器信号分别收集传输到数据采集箱, 通过转换模块将信号转成TCP/IP协议并与无线网桥连接。

变送器优选:需根据防爆、耐高温、耐腐蚀、传输方式、计量精度、量程范围等技术指标进行优选。

3. 视频监控功能设计

根据油井安保监控要求, 提出视频监控应具备以下功能:

(1) .井场无盲区监控; (2) .自动巡航、兼顾临井;

(3) .高清、变焦监控; (4) .重点区域报警;

(5) .传输设备信号稳定, 视频流畅; (6) .防雷点、防破坏功能。

视频采集点设计:根据油井井场地理环境情况, 安装摄像机地点需考虑一是地面视野要开阔, 无遮挡物;二是为防止人为破坏, 安装的设备要有一定的高度。

4. 数字化远程管控平台

设计上主要考虑三个方面:一是灵活的可扩展性, 整个系统在硬件、软件结构体系上采用积木式结构, 为功能的扩展与升级提供空间;二是各功能模块之间采用标准接口, 但各功能模块又是一个集成的独立RTU单元;三是合理配置, 以生产实用为原则, 覆盖全面, 造价经济, 优先选用已在油田使用过的成熟设备及技术[2]。

三、应用效果

建成了系统完整数字化远程管控平台, 集成视频监控、无线传输、数据自动采集、数字化控制等技术, 建立了一套覆盖油水井、计量站、注水站的远程管控平台, 组建了一套带宽300M, 覆盖10平方公里的无线网络系统。实现了95台抽油机数字化管理, 14座计量站、4座注水站的参数远传、无人值守。

1. 生产运行简单高效

通过数字化运行, 变“人工值守”为“数字值守”, 变“人工巡视”为“电子巡视”, 有效提高了工作效率。

2. 数据采集精确可靠

通过跟踪73口油井监测与实测数据对比, 各项参数监测误差在3.5%以内, 减少了职工资料录取工作量, 提高了资料录取的及时率和准确率。及时发现泵况异常, 采取措施26井次, 根据功图变化调整管理措施58井次, 2013年该区块机采系统效率提升5%。

3. 远程管控及时有效。

建立生产视频管理系统, 通过遥控、遥调操作和指挥, 实现了现场的可视化和互动性, 提高了生产时率。特别是大面积停电后, 通过监控中心能及时快速组织开井, 大大提高了采油时率。

4. 一线员工更幸福。

数字化采油区监视改变了以往“徒步巡井设备、内眼观测数据、手写数据报表”等生产方式, 通过数据自动监控和传输系统, 大大降低了工作强度, 提升了员工生活质量。打破传统以单井为基础“单兵作战”, 变成以团队为核心的“集结式”团体作战, 有效提升了职工队伍的凝聚力和工作效率。结合生产实际, 制定“朝九晚五”工作机制, 助推了人本管理模式的实践落地。