曙光油田稠油数字化建设研究与应用

2022-09-10

1 概述

曙光油田普通稠油开发始于1979年, 1983年开始规模开发, 目目前前部部站站仍仍采采用用““油油井井--计计量量接接转转站站--联联合合站站””的的大大二二级级部部站站方方式式, , 地地面面集集输输工工艺艺采采用用双双管管掺掺液液工工艺艺。。随随着着吞吞吐吐轮轮次次增增加加, , 稠油开采效果逐年变差, 传统的工作方式劳动强度大, 效率低下, 人为误差大, 处理故障时间长, 安全性低, 在日常井筒管理、油井计产、原油外输等方面管理难度增加。为了提高稠油生产及油井管理自动化水平, 在1-12#计量接转站开展了数字建设研究与应用工作。

曙光采油厂认真推行“标准化设计、模块化建设、市场化运作、数字化管理”的运行模式, 在这样大背景下集成创新、整体优化简化, 本项目采用多种先进的信息通讯技术的有线和无线据传输网络, 通过高精度的仪器进行数据的采集、传输和远程控制, 有效保证了该区域数字化建设的进程。该系统包括硬件和软件两个部分, 硬件部分包括数据采集、远程控制系统和生产监测、智能决策系统两个部分, 软件部分包括数据综合分析与智能预警系统、生产数据网络发布系统等。

2 主要研究内容及工作原理

2.1 数据采集与远程控制系统

应用站内PLC系统、平台RTU与智能仪表通讯结合的方式进行数据采集和远程控制。完成对站内、站外数据的检测并实现对工艺参数的自动调节。采用一体化温度变送器、智能压力变送器自动采集油井温度、压力数据。

在稠油中首次研究应用了功图法在线计产技术。通过无线示功图传感器采集油井载荷与位移数据, 将地面示功图应用杆柱、液柱和油管三维振动数学模型, 同时考虑泵挂深度、杆柱组合、油气比、出砂情况、油品性质等边界条件求解, 得到井下泵功图, 然后应用泵功图识别技术来计算油井产液量。计算公式如下:

Q有杆泵=kf (s, n, DP, LP, GT, μ, Rs)

Q有杆泵--有杆泵井的产液量, m3;

s--冲程, m;

n--冲次, r/min;

Dp--泵径, mm;

Lp--杆柱组合, m;

μ--井液粘度, mpa.s;

Rs--生产气液比;

k--流量标定系数;

GT--功图数据;

研究应用了抽油机远程启、停自动控制技术。通过安装电机测控单元, 当接收井场RTU发送的传输数据的命令后, 将采集到的电参数据通过无线方式发送给井场RTU, 实时接收井场RTU发送的电机启、停命令, 发送语音提示, 实现抽油机远程自动启动、停止功能;

首次创新研究应用了计量掺液一体化撬装集成装置。该装置真正意义的代替原有的计量间和传统手动掺油、掺水方式, 实现油井产出液远程自动计量、掺油掺水自动计量及含水分析等功能。

2.2 生产监测与智能决策系统

研究应用了自动平稳输油技术。通过在缓冲罐上安装导波雷达液位计监测缓冲罐液位, 根据缓冲罐液位变化动态调节外输泵变频频率实现自动平稳输油。

研究应用了加热炉熄火安全保护技术。通过在加热炉燃烧器上安装加热炉熄火安全保护装置, 根据燃烧器火焰情况, 控制管线安全阀, 防止燃气在没有燃烧的情况进入加热炉引起安全事故。

2.3 数据综合分析与智能预警系统

建立电子报表生成系统。该系统具有电子报表自动生成功能, 实现生产数据自动采集、自动录入, 生产规律自动呈现。采用数据对比方式显示各单元生产数据曲线变化情况, 方便曲线历史查询与打印。

智能预警系统。根据生产情况综合设定区域报警单元, 将井、管线、计量平台、站内数据联合后, 统一设定联动数据预警、报警, 智能语音报警提示, 便于站内综合处理生产异常情况。

3 现场应用及效果分析

2012年至2014年在1-12#计量接转站开展了数字化建设工作, 2014年底该站被集团公司确定为辽河油田稠油数字化建设示范站。现场实施了6个平台安装RTU和计量掺液一体化撬装集成装置, 51口油井设置数据传输单元, 安装示功图测试单元、电机测控单元, 实现示功图自动采集;温度、压力超高、超低报警;电机电流异常报警;抽油机异常停井报警, 实现抽油机远程自动启、停。51口油井安装SCADA监控系统。2个缓冲罐安装雷达液位计, 实现平稳自动输油。5台加热炉安装熄火安全保护装置。整个系统在数据采集、分析、发布和远程控制方面具有实时性、准确性、灵活性的特点。

通过数字化系统的建设, 1-12#计量接转站实现油井自动计量、远程控制、无人值守、自动输油, 生产管理人员由原22人减少到6人, 实现减员16人;原有40km集输管线精简为15km管线, 有90%运行15年以上的单井管线得到更新, 消除安全、环保隐患点52处, 每年节约污染补偿及管线维护费用320万;通过缩短集输管网, 降低了单井热损失费用, 年节约燃料消耗折合成标准煤580吨, 节约燃料费132万元。

4 结语

通过数字化建设的研究与应用, 提高了生产效率、油井时率、系统本质安全和自动化水平, 实现采油领域的智能监控和自动化控制, 降低安全风险和运行成本, 能够满足稠油后期边部滚动布井开发需要, 节约建设投资、征地面积、降低环保隐患点, 经济社会效益明显, 在稠油开发后期具有较好的应用前景, 对辽河油田稳产千万吨稳产及提高经济效益具有保障作用。

摘要：曙光油田普通稠油开发始于1979年, 目前有各类站近200座, 油水井近4000口, 年产油200万吨。按照集团公司关于加快推进“新区优化、老区简化”工作指示精神, 在曙一区1-12#计量接转站开展了数字化建设工作, 通过数字化建设, 提高了生产效率、油井时率、系统本质安全和自动化水平, 实现采油领域智能监控和自动化控制, 降低安全风险和运行成本, 对辽河油田稳产千万吨稳产及提高经济效益具有保障作用。

关键词：曙光油田,稠油,数字化