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油田作為我國重要的能源產(chǎn)地,對我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)具有重要的推動(dòng)作用。隨著新科技時(shí)代的到來,油田應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),加快數(shù)字化管理的建設(shè),提高管理水平,為我國國民經(jīng)濟(jì)的增長提供強(qiáng)有力的能源基礎(chǔ)。本文主要對油田數(shù)字化管理的建設(shè)進(jìn)行了分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:
油田;數(shù)字化;管理;建設(shè)
當(dāng)前數(shù)字化技術(shù)不斷完善并廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中,油田作為重要的產(chǎn)業(yè)應(yīng)緊隨時(shí)代的發(fā)展潮流,積極建設(shè)數(shù)字化管理,保障油田的管理符合新時(shí)期的發(fā)展需求,進(jìn)一步促進(jìn)油田企業(yè)的良好發(fā)展。
1油田數(shù)字化管理建設(shè)的基本內(nèi)容分析
1.1數(shù)字化管理的基本概念
數(shù)字化管理是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)、電子通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、人工智能化等方面的技術(shù),對所管理的對象以及管理的行為進(jìn)行量化,以此實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、服務(wù)、協(xié)作、探究和創(chuàng)新等方面的管理工作以及管理方式的總稱。油田數(shù)字化管理的實(shí)質(zhì)是一套連接地面與井下的閉環(huán)信息采集、雙向傳輸和處理應(yīng)用系統(tǒng),能夠伴隨作業(yè)進(jìn)程實(shí)時(shí)地指導(dǎo)勘探開發(fā)方案的執(zhí)行和相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,是覆蓋所有主要價(jià)值循環(huán)過程的一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。因此,是涉及勘探、評(píng)估、開發(fā)和開采領(lǐng)域的各項(xiàng)新興技術(shù),對油氣資源的整個(gè)生命周期都有重大影響,而其中遙測、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能完井、自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)集成是組建數(shù)字油田的關(guān)鍵技術(shù),而相關(guān)研究表明,數(shù)字油田技術(shù)能大幅度降低石油生產(chǎn)成本,油田平均采收率可從現(xiàn)在的30%提高到50%以上。此外,數(shù)字化管理主要是以管理生產(chǎn)流程為基本目的的信息化系統(tǒng),是油田企業(yè)在信息系統(tǒng)相關(guān)功能的擴(kuò)展和延伸。數(shù)字化管理體系主要包含了三大層次:①以前端基礎(chǔ)的生產(chǎn)模式相關(guān)流程控制為重點(diǎn)功能的生產(chǎn)管理系統(tǒng),這一層次主要是來實(shí)現(xiàn)對單個(gè)油井、單條管線以及單獨(dú)的采集站等基礎(chǔ)生產(chǎn)模塊的相關(guān)遠(yuǎn)程操控和管理;②處在中段層次的生產(chǎn)管理體系;③針對后端方面的,以油氣存儲(chǔ)管理、經(jīng)營模式相關(guān)管理為核心的支持與決策系統(tǒng)。
1.2油田數(shù)字化管理建設(shè)應(yīng)具備的條件
首先,應(yīng)具有合理確定檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)。在油田的數(shù)字化管理建設(shè)中,需要根據(jù)原本油田目前的真實(shí)狀況,與井場的生產(chǎn)工藝手法相聯(lián)系,把降低建設(shè)的成本作為前提,應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)合理的抉擇,將數(shù)據(jù)檢測點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化并統(tǒng)一規(guī)劃檢測。就油田增壓點(diǎn)數(shù)字化設(shè)計(jì)這個(gè)例子來說,這個(gè)站點(diǎn)的生產(chǎn)與管理任務(wù)和所管轄的巡視、保護(hù)工作。密閉分流裝置的連續(xù)液位、收球筒原油出口溫度以及壓力以及泵的入出口壓力以及外輸原油的溫度等作業(yè)時(shí)的真實(shí)數(shù)據(jù),這些都是監(jiān)測點(diǎn)檢測數(shù)據(jù)時(shí)的關(guān)鍵。必須要立即處理作業(yè)時(shí)的數(shù)據(jù)與采集回的視頻數(shù)據(jù),要確保作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定與安全需要不斷地在增壓點(diǎn)內(nèi)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控控制輸油泵。以上是監(jiān)測點(diǎn)需要做好的關(guān)鍵工作。其次,應(yīng)不斷優(yōu)化數(shù)字化管理平臺(tái)。數(shù)字化管理平臺(tái)的建設(shè)與油田的安全環(huán)保密切相關(guān),根據(jù)油田發(fā)展的工藝路線、安全環(huán)保要求以及社會(huì)發(fā)展需求升級(jí)與優(yōu)化數(shù)字化管理平臺(tái)建設(shè)。油田企業(yè)應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備,盲目地追求高端的數(shù)字化產(chǎn)品會(huì)增加后期的維護(hù)成本。構(gòu)建數(shù)據(jù)軟件中心和數(shù)字管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)的采集工作要實(shí)施二十四小時(shí)的監(jiān)測采集,并存儲(chǔ)、探究、分析這些采集到的數(shù)據(jù),及時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,使數(shù)字化管理更充分地發(fā)揮其重要作用。再者,應(yīng)促進(jìn)管理流程創(chuàng)新。只有極大地提升油田管理水平,才能有效保障石油項(xiàng)目生產(chǎn)力的協(xié)調(diào)性。運(yùn)用最先進(jìn)、最高級(jí)的模式來搭建油田數(shù)字化管理平臺(tái)并以此為基礎(chǔ),建立各個(gè)工作區(qū)域自身的組織構(gòu)造,以便有效降低管理成本和提升工作效率。
2油田數(shù)字化管理設(shè)計(jì)技術(shù)
2.1油田數(shù)據(jù)采集技術(shù)
傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)采集方式存在諸多的弊端,通過利用機(jī)械化的采集技術(shù)可以有效增強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)效性和精準(zhǔn)性。后期的數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集模塊是在油田的數(shù)字化建設(shè)中最為關(guān)鍵的模塊,油田生產(chǎn)時(shí)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)主要有利用溫度變送器采集到的原油溫度數(shù)據(jù)和通過其他測量儀器采集到的液面高度數(shù)據(jù)等,可以通過傳感器與測量儀表等設(shè)備的開展采集,以更好地完成油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集工作。
2.2數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)
將采集完數(shù)據(jù)之后,通過這個(gè)數(shù)字管理化平臺(tái)供應(yīng)的功能還可以是第三方軟件對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理這是在后期必須要做的工作。通過這樣來實(shí)現(xiàn)控制生產(chǎn)和安全生產(chǎn)的目的。示功圖智能識(shí)別、字圖像處理技術(shù)以及集油管線安全判斷等的信息都是這個(gè)數(shù)據(jù)的處理功能,在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)對上,這個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)能夠及時(shí)地將采集到的數(shù)據(jù)用直方圖或者是餅狀圖的形態(tài)展現(xiàn),較為直白直觀的警示相關(guān)的工作者,把作業(yè)的穩(wěn)定與安全做到最好。在數(shù)據(jù)處理上不但可以對數(shù)據(jù)展開較為直白的表現(xiàn)外,而且還可以把最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)當(dāng)作基礎(chǔ),把真實(shí)的數(shù)據(jù)通過函數(shù)來表現(xiàn),若是這個(gè)數(shù)據(jù)跟基準(zhǔn)數(shù)據(jù)有很大的偏差,必須及時(shí)提示。就是通過這一原理來實(shí)現(xiàn)示功圖智能識(shí)別的設(shè)計(jì)。第一,數(shù)據(jù)傳感器把抽油機(jī)的作業(yè)參數(shù)傳到數(shù)據(jù)的解決中心,利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算,畫出目前的示功圖,第二,把示功圖跟標(biāo)準(zhǔn)圖作比較且展開深入的探析,最終得出當(dāng)前的工程情況,這樣來警示相關(guān)的工作者必須高度認(rèn)真、負(fù)責(zé)地進(jìn)行操作,確保生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定性。
2.3遠(yuǎn)程控制技術(shù)
油田數(shù)字化管理平臺(tái)采用遠(yuǎn)程控制技術(shù),能夠有效降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,在很大程度上能夠提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率。同時(shí)遠(yuǎn)程控制技術(shù)還能夠遠(yuǎn)程掌控抽油機(jī)的啟動(dòng)和暫停,遠(yuǎn)程調(diào)配連續(xù)進(jìn)行地輸油作業(yè),通過視頻技術(shù)采集到當(dāng)前工作環(huán)境的視頻畫面,工作者根據(jù)顯示的實(shí)況,在作業(yè)現(xiàn)場實(shí)施啟動(dòng)或是暫停,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投收球作業(yè),遠(yuǎn)程掌控抽油機(jī)的啟動(dòng)和暫停,進(jìn)一步提高了油田作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。另外數(shù)字管理平臺(tái)還能夠及時(shí)發(fā)展當(dāng)前工作環(huán)境里出現(xiàn)的異常情況,對工作者進(jìn)行語音的提醒。
3結(jié)束語
總之,數(shù)字化管理是新時(shí)期各行業(yè)發(fā)展的重要途徑,油田企業(yè)要把握好機(jī)遇,轉(zhuǎn)變自身的管理模式,加快數(shù)字化管理的建設(shè),切實(shí)提高管理水平,促進(jìn)石油能源的正常、穩(wěn)定生產(chǎn),進(jìn)而促進(jìn)我國綜合國力的進(jìn)一步提升。
作者:馬強(qiáng) 單位:長慶油田分公司第一采油廠
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關(guān)鍵詞:油田;數(shù)字化;開發(fā);應(yīng)用;效率
1 油田數(shù)字化的概況
數(shù)字油田就是通過數(shù)字地球技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)油田的全面信息化。通常來說國內(nèi)的數(shù)字油田包括以下幾個(gè)方面,一是數(shù)字油田是數(shù)字地球在油田的具體應(yīng)用,油田在自然狀態(tài)下的數(shù)字化信息虛擬體即為數(shù)字油田,數(shù)字油田也是油田應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)綜合集成,數(shù)字油田是企業(yè)的數(shù)字化模型的發(fā)展,數(shù)字油田對于油田的發(fā)展來說是油田數(shù)字化的企業(yè)實(shí)體形式,數(shù)字化油田工程中的能動(dòng)者是數(shù)字化應(yīng)用的工作人員,也就是說數(shù)字化油田其實(shí)是油田的一個(gè)科技化虛擬表現(xiàn),通過對油田基本信息的匯總和分析建立油田模型,根據(jù)不同的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行探查和研究,進(jìn)行油田工程中的模擬情況,其中油田的生產(chǎn)信息以及地理信息尤為重要,數(shù)字化油田的建設(shè)能夠根據(jù)基本信息的模型建設(shè)及時(shí)獲取油田的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)快速進(jìn)行反應(yīng)和完善,另外企業(yè)的信息化和油田的數(shù)字化能夠很大程度的改善在油田這個(gè)大工程中各部門的互相聯(lián)系和數(shù)據(jù)的整合能力,提高了工作的效率和安全。為石油企業(yè)建立數(shù)據(jù)以及信息資源的共享和管理體系是數(shù)字化油田的發(fā)展核心,以資料庫的發(fā)展為基礎(chǔ),在信息共享的基本條件下不斷的發(fā)揮石油勘探開發(fā)以及地面建設(shè)儲(chǔ)運(yùn)銷售等全面的生產(chǎn)和管理,綜合建立數(shù)據(jù)體系,與各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)融合和完善,通過油田生產(chǎn)管理優(yōu)化應(yīng)用的基本模型實(shí)現(xiàn)虛擬技術(shù)數(shù)據(jù)的可視化和多維化的全面發(fā)展,另外智能化的分析也為油田的數(shù)字化提供了更好的方向,通過智能化分析的模型更好的實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理的信息化背景基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是針對數(shù)字化油田的開發(fā)管理而研發(fā)的一種針對性技術(shù),能夠滿足油田的生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)管理以及監(jiān)控等各個(gè)方面的基本需求,是石油勘探開發(fā)中一項(xiàng)綜合的技術(shù)應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)油田開發(fā)管理的一體化和規(guī)范化,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營的規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
2 油田數(shù)字化的應(yīng)用
2.1 數(shù)據(jù)處理 數(shù)字化油田在發(fā)展過程中,由于設(shè)備承載力問題等原因?qū)τ吞锏拈_采效率和安全有很大的影響,這就需要我們采取措施去避免,另外數(shù)據(jù)對于油田工程來說也尤為重要,油田工程中數(shù)據(jù)的丟失或者傳輸?shù)牟患皶r(shí)不準(zhǔn)確都會(huì)造成油田工程的延誤和影響,并且在油田開采的過程中有多個(gè)采油點(diǎn),這就會(huì)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)需要采集和儲(chǔ)存,大量信息的輸入和輸出對網(wǎng)絡(luò)寬帶以及設(shè)備的要求就更高,數(shù)據(jù)庫建立不僅僅是去訂閱相對應(yīng)的學(xué)術(shù)論文,而且是建立屬于我們自己的數(shù)據(jù)收集和管理系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)可以是中國石油內(nèi)部各公司聯(lián)合構(gòu)建的,也可以是某個(gè)油田內(nèi)網(wǎng)對內(nèi)查閱的,但重要的是要有極強(qiáng)的針對性和實(shí)用性,能夠?qū)τ诓捎筒蓺獾募夹g(shù)研究和發(fā)展起到推動(dòng)和促進(jìn)作用。
2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控 數(shù)字化油田實(shí)現(xiàn)了油井生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控,其中油田的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)τ途墓﹫D、壓力、溫度、電流、功率等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并且通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和分析,對于油井的生產(chǎn)工況有一個(gè)實(shí)時(shí)的診斷,另外遠(yuǎn)程控制還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)產(chǎn)液量的計(jì)量,用電消耗的分析以及可以通過扭矩法、電能法等計(jì)算和控制抽油機(jī)的平衡,通過遠(yuǎn)程的監(jiān)控分析和診斷從而實(shí)現(xiàn)油井工作中的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),通過優(yōu)化設(shè)計(jì)以及診斷資料由專家進(jìn)行解決方案的確定,基于油井工況診斷和工藝參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果,遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對油井的大閉環(huán)智能控制,通過井場攝像機(jī)傳送視頻信息到視頻服務(wù)器,通過交換機(jī)上傳至無線網(wǎng)橋,后經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)傳送到站內(nèi)視頻監(jiān)控平臺(tái)。另外,注水井生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集注水井的壓力、流量等數(shù)據(jù),利用PID算法自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度。同時(shí)將即時(shí)流量數(shù)據(jù)和累計(jì)流量數(shù)據(jù)以及各種壓力數(shù)據(jù),傳送到RTU,利用CDMAGPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳回到油田企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)計(jì)算服務(wù)器。Web系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的權(quán)限和管理范圍,對管理的水井進(jìn)行定制查詢和統(tǒng)計(jì)、展示等。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 通過技術(shù)的不斷發(fā)展,石油互聯(lián)網(wǎng)也逐漸應(yīng)用到油田的生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化油田建設(shè)中的應(yīng)用能夠簡化油田的建設(shè)工作,在油田數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測、物資管理等繁復(fù)的工作中物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用很大程度上減輕了工程負(fù)擔(dān),提高了工作效率,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的協(xié)同工作,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用緊密聯(lián)系了工程中的各個(gè)瑣碎的環(huán)節(jié),對于油田工程中的多項(xiàng)業(yè)務(wù)科學(xué)有序的進(jìn)行了整合,實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)經(jīng)營過程中的優(yōu)化,不斷拓寬了油田的勘探業(yè)務(wù),在科技迅速發(fā)展的今天數(shù)字化油田的進(jìn)程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)字化油田的一個(gè)發(fā)展方向,對于數(shù)字化油田的建設(shè)來說是一個(gè)有效的措施,油田勘探的不斷發(fā)展與油田的信息采集以及智能化技術(shù)的應(yīng)用隨著油田勘探開發(fā)的進(jìn)一步深入、信息采集與智能計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展,油田中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越成熟,能夠更好的服務(wù)于油田的開發(fā)和完善。
2.4 無線網(wǎng)絡(luò)部應(yīng)用 無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通過無線通信產(chǎn)品的選擇能夠基本實(shí)現(xiàn)增壓站和井場之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制等效果,不僅如此還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的科學(xué)管理等應(yīng)用。
做好數(shù)字油田,必須樹立思想先進(jìn)比系統(tǒng)先進(jìn)更重要的理念,要有創(chuàng)新思想,開放學(xué)習(xí)的態(tài)度及分享成果的意識(shí);要勇于承認(rèn)差距,改變現(xiàn)狀,迎頭趕上;要服從大局、服從整體,統(tǒng)籌兼顧,突出加強(qiáng)勘探生產(chǎn)、實(shí)施管控、基礎(chǔ)建設(shè)等重點(diǎn);要將生產(chǎn)運(yùn)行的理念轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)決策的理念,更好地推進(jìn)油田科學(xué)發(fā)展。
3 結(jié)語
綜上所述,油田數(shù)字化的建設(shè)不是一概而論的,而應(yīng)該是結(jié)合油田的具體特點(diǎn),通過對現(xiàn)有資源的集成和整合,對于創(chuàng)新和管理理念進(jìn)行分析,對于油田的生產(chǎn)管理和綜合研究的數(shù)字化管理系統(tǒng)統(tǒng)一建立,從而對安全、監(jiān)控過程、人力資源的節(jié)約進(jìn)行強(qiáng)化,從而提高效率和公司效益,數(shù)字化管理能夠很大程度的提高生產(chǎn)效率,大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,不斷提高安全保障的水平,大大降低安全風(fēng)險(xiǎn),從而不斷實(shí)現(xiàn)油田管理的科技現(xiàn)代化的發(fā)展。達(dá)到強(qiáng)化安全、過程監(jiān)控、節(jié)約人力資源和提高效益的目標(biāo)。
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關(guān)鍵詞:PLC控制系統(tǒng);數(shù)字化建設(shè);油田
1數(shù)字化油田建設(shè)的現(xiàn)狀
數(shù)字化油田建設(shè)能夠提供企業(yè)長期發(fā)展后備動(dòng)力,是企業(yè)核心競爭力的保證。數(shù)字化油田建設(shè)所涉及的工程內(nèi)容包括企業(yè)勞動(dòng)組織架構(gòu)改革、生產(chǎn)組織形式改良以及管理程序優(yōu)化等。通過在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行全方位的變革,從企業(yè)未來發(fā)展的主體角度進(jìn)行思考規(guī)劃,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化過程中各要素的高效配置,協(xié)調(diào)技術(shù)、勞動(dòng)力以及人才等各要素,因而油田數(shù)字化建設(shè)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,是企業(yè)建設(shè)發(fā)展的長期目標(biāo)。當(dāng)前隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)中應(yīng)用,深入研究分析大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上,確保工作的效率以及質(zhì)量的提升,是當(dāng)前諸多油田企業(yè)面臨的重點(diǎn)問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用過程中,其決策的環(huán)節(jié)可能因?yàn)楦鞣N問題而出現(xiàn)中斷的情況,主要的影響原因在于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫資源完善性不足,因而無法滿足現(xiàn)實(shí)的需要,因而在應(yīng)用大數(shù)據(jù)的過程中,需要構(gòu)建系統(tǒng)、完善的油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源,確保其在油田數(shù)字化建設(shè)過程中的應(yīng)用效果。近些年來,數(shù)字化油田建設(shè)成效非常顯著,隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等項(xiàng)目的開展實(shí)施,使得數(shù)字化油田建設(shè)已經(jīng)從分散向集成化過度,而這一任務(wù)的完成,與現(xiàn)代化的管理模式革新密切相關(guān),數(shù)字化油田的推廣以及普及,是實(shí)現(xiàn)其開發(fā)管理一體化體制建設(shè)的關(guān)鍵,是油田企業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,能夠提升企業(yè)的核心競爭力。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,從“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展戰(zhàn)略視角來看,數(shù)字化油田逐漸智慧化,優(yōu)化建設(shè)能夠降低工作人員的壓力,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,對于社會(huì)發(fā)展大有裨益。
2PLC控制系統(tǒng)特點(diǎn)分析
PLC是指可編程邏輯控制器,在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)流程中,作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制的電子計(jì)算模式,具有顯著的特點(diǎn)。
2.1高性價(jià)比
相較于傳統(tǒng)模式下的繼電器系統(tǒng),PLC有著價(jià)格成本優(yōu)勢,其造價(jià)更加低廉,且整個(gè)控制系統(tǒng),形成了大量的編程單元集成,以此為基礎(chǔ)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。將PLC技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合,可以進(jìn)行系統(tǒng)的集中管理以及分散控制,整體的性價(jià)比相對較高[1]。
2.2使用便捷
PLC主要是通過豐富的編程語言來實(shí)現(xiàn)其功能,在應(yīng)用過程中,其語言的形式比較簡單,邏輯類型圖比較清晰,在實(shí)際進(jìn)行編輯的過程中,規(guī)律性較強(qiáng),因而對于較多的人而言,通過簡單的學(xué)習(xí)能夠掌握基礎(chǔ)知識(shí),且沒有計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)的工作人員也能夠掌握PLC編程的精要內(nèi)容。
2.3標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)
對于PLC控制系統(tǒng)而言,其主要是通過多種零部件聯(lián)合,形成完整的標(biāo)準(zhǔn)化控制體系。對于整個(gè)PLC系統(tǒng),通過各種零部件系統(tǒng)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力的標(biāo)準(zhǔn)化。用戶可以根據(jù)自身的控制需要,來進(jìn)行PLC系統(tǒng)的設(shè)置調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)多種功能的控制。
2.4維護(hù)便捷
PLC控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過程中,其修改程序比較完備,且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平相對較強(qiáng),因而在實(shí)際的應(yīng)用過程中,可靠性以及穩(wěn)定性較高。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,PLC能夠針對各種故障有效調(diào)試,在應(yīng)用過程中,維修保養(yǎng)非常方便,且整體效率較高。
3PLC在數(shù)字化油田生產(chǎn)中的應(yīng)用形式
3.1PLC與無線技術(shù)的結(jié)合
信息化整體架構(gòu)生產(chǎn)過程中,以生產(chǎn)的基本單位為前端,形成井、管線生產(chǎn)流程的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控以及動(dòng)態(tài)分析的過程。因油田特殊的地理位置原因,其交通通信設(shè)施相對較為落后,而無線局域網(wǎng)技術(shù)建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通信,具有應(yīng)用便捷、維護(hù)方便、成本低廉等多方面的優(yōu)勢[2]。
3.1.1無線監(jiān)控系統(tǒng)在油田開采的區(qū)域內(nèi),在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)置無線監(jiān)控點(diǎn),油田總控室設(shè)置系統(tǒng)的中心基站。同時(shí)選用優(yōu)波來進(jìn)行高增益天線的配置,應(yīng)用點(diǎn)對多點(diǎn)的無線連接的方式,來實(shí)現(xiàn)油田總控室以及各監(jiān)控點(diǎn)之間的無線傳輸主鏈路連接,無線通信設(shè)備以及現(xiàn)場的PLC有效結(jié)合,能夠?qū)⑸a(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、運(yùn)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)傳輸,提供采油生產(chǎn)調(diào)度單位有效資料。
3.1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過在油田采油平臺(tái)設(shè)置抽油機(jī)井,在配電箱的位置配置PLC設(shè)備,其箱體主要采用鍍鋅槽鋼在油井鋼筋混凝土的底座上固定,而PLC用電取自平臺(tái)的配電箱,同時(shí)從平臺(tái)配電箱獲取各種電機(jī)的綜合數(shù)據(jù)作為參數(shù),通過無線傳導(dǎo)的形式獲取載荷以及位移傳感器信息。在室外主要通過各種傳感器以及PLC控制器,借助儀表保溫套進(jìn)行保溫,平臺(tái)的所有數(shù)據(jù)采集在PLC處集中,最后通過IP接口向平臺(tái)的無線通信模塊匯集,向油田處理中心接入[3]。
3.2PLC控制系統(tǒng)在石油計(jì)量中的應(yīng)用
當(dāng)前我國的石油行業(yè)納入了PLC控制系統(tǒng),以人工間歇的計(jì)量方式,實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)量過程的智能化,通過相關(guān)程序的控制,定時(shí)對油井進(jìn)行循環(huán)計(jì)量,分析油井的油、氣、水的三相數(shù)據(jù),在計(jì)量的過程中,通過PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)τ途墓ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行分析,分析判斷的基礎(chǔ)上,如果PLC控制系統(tǒng)不工作則可以將此油井跳過,然后進(jìn)行下一個(gè)油井的計(jì)量工作。同時(shí)PLC控制系統(tǒng)具有較為簡單友好的操作界面,整體的運(yùn)行穩(wěn)定性較強(qiáng),便于進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,同時(shí)能夠提升油田的計(jì)量效率。
3.3PLC控制系統(tǒng)在油田生產(chǎn)水處理中的應(yīng)用
油田在進(jìn)行開發(fā)時(shí),通過成套的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)水的處理,能夠?qū)⒂吞镒鳂I(yè)生產(chǎn)水充分處理。一旦發(fā)生了生產(chǎn)水處理設(shè)備的故障時(shí),通過自動(dòng)檢測以及診斷系統(tǒng),將監(jiān)測故障的位置置于控制中心界面處,根據(jù)自動(dòng)監(jiān)測的結(jié)果判斷故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置,隨后采取對應(yīng)措施展開維修,從而確保油田的生產(chǎn)水及時(shí)科學(xué)地處理,降低了對于環(huán)境的污染,使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益全面提升。生產(chǎn)水處理裝置的主要構(gòu)成系統(tǒng)包括一系列PLC控制系統(tǒng),完成數(shù)據(jù)收集、控制,同時(shí)將所有的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容向控制室傳輸,建立操作人員以及以太網(wǎng)連接,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過自動(dòng)反沖洗裝置能夠?qū)⑸a(chǎn)成本降低,從而將工人的工作量降低,提高工作效率,改善工作環(huán)境,通過建立自動(dòng)反沖洗控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)控制。系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括操作員站、生產(chǎn)水處理控制系統(tǒng)、外圍反沖洗水泵以及電動(dòng)閥門等,而濾灌的過濾裝置為自動(dòng)控制裝置,濾灌能夠控制進(jìn)水、出水以及電動(dòng)閥等,如果達(dá)到規(guī)定的反洗時(shí)間,通過系統(tǒng)裝置能夠自動(dòng)進(jìn)行反沖,在關(guān)閉進(jìn)出水管的電動(dòng)閥后,將反沖洗水泵打開,控制反洗水量,自動(dòng)開啟罐反沖洗進(jìn)、出水閥,充分?jǐn)嚢璺聪垂灿脮r(shí)20min,隨后電動(dòng)閥復(fù)位,完成正常過濾過程,整個(gè)反沖洗的過程不斷進(jìn)行。
4PLC控制系統(tǒng)在數(shù)字化油田上的應(yīng)用效果
當(dāng)前數(shù)字化油田有著更加廣泛的應(yīng)用,能夠顯著提升管理成效,且各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)穩(wěn)定上升態(tài)勢,通過數(shù)字化技術(shù)可以提升油田的生產(chǎn)質(zhì)量以及效率,完善企業(yè)數(shù)字化建設(shè),數(shù)字化技術(shù)多方面的有效應(yīng)用,使得油田建設(shè)體系逐漸全面化、系統(tǒng)化,綜合效益也顯著提升。
4.1數(shù)字化管理效益突出
油田數(shù)字化建設(shè)不斷推進(jìn)的過程中,其數(shù)量持續(xù)增加且建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,石油企業(yè)的集輸工藝、機(jī)采工藝等也持續(xù)改進(jìn),通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)分析單井荷載數(shù)據(jù)變化狀況,同時(shí)根據(jù)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集處理,可以提供決策參數(shù)支持,同時(shí)也能夠嚴(yán)格控制抽油機(jī)的用電量,通過遠(yuǎn)程控制技術(shù),來實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理的轉(zhuǎn)型,從定性管理到定量管理過度。在為應(yīng)用PLC進(jìn)行數(shù)字化油田建設(shè)之前,企業(yè)的能耗相對較高,而通過對各個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理,獲得了較為顯著的成效,如將精細(xì)化管理應(yīng)用到集油環(huán)摻水量管理中,其摻水量持續(xù)減少,從而可大幅節(jié)省成本。而在供電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù),能夠通過智能型網(wǎng)損管理功能,維持最佳的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),通過開關(guān)進(jìn)行電網(wǎng)的故障查找,節(jié)約了故障修復(fù)的時(shí)間,確保供電能夠安全、持續(xù)進(jìn)行。而通過預(yù)警感知以及提醒系統(tǒng),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,同時(shí)將存在的故障內(nèi)容向相關(guān)部門發(fā)送,根據(jù)提供的信息參數(shù)來制定解決對策信息,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)共享,從而使得各項(xiàng)決策更加高效科學(xué),生產(chǎn)管理過程完全發(fā)生轉(zhuǎn)變,由事后處理向事前預(yù)控以及事中監(jiān)測過度,從而提升整體的管控質(zhì)量。通過油田的數(shù)字化管理系統(tǒng),進(jìn)行架構(gòu)的完善處理,使得人員安排更加精簡,各個(gè)班組的劃分以功能為依據(jù),相較于傳統(tǒng)的工作模式,能夠使得工作流程更加精化,形成一種高效的配合模式,將集中遠(yuǎn)程管控與站庫二級(jí)布控相結(jié)合,將指揮中心作為系統(tǒng)管理體制,來進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)組織的優(yōu)化,也能降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2提升油田管理效率及質(zhì)量水平
通過PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的共享,能夠充分掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)狀況。在完成數(shù)字化建設(shè)后,可以將企業(yè)數(shù)據(jù)由非連續(xù)性的數(shù)據(jù)點(diǎn)向連續(xù)性的數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)變,管理人員根據(jù)前線的生產(chǎn)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,改變傳統(tǒng)站間數(shù)據(jù)信息定期巡邏檢查的方式,通過數(shù)字化技術(shù)能夠進(jìn)行定期數(shù)據(jù)錄入,各項(xiàng)信息通過網(wǎng)絡(luò)獲取上傳,能夠防止因?yàn)槿斯び涗浂鴮?dǎo)致的誤差,將企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行狀況,通過連續(xù)的信息流反映出來,管理人員通過預(yù)警感知系統(tǒng)、電子巡檢系統(tǒng)來了解數(shù)據(jù)信息,明確前線的生產(chǎn)詳細(xì)情況。應(yīng)用PLC進(jìn)行數(shù)字化油田建設(shè),還能夠提升生產(chǎn)管理單元的勞動(dòng)效率,企業(yè)的生產(chǎn)管理模式實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,改變了以往重復(fù)復(fù)雜工作的局面,提升了企業(yè)員工的工作積極性,工作質(zhì)量以及效率也得到了提升。以往未應(yīng)用數(shù)字化油田進(jìn)行生產(chǎn)前,站間的關(guān)鍵生產(chǎn)單元需要專員來組織生產(chǎn),定期進(jìn)行油水井的巡查,而通過數(shù)字化控制,能夠改進(jìn)站間的管理模式,建立起更加先進(jìn)的管理體制。
關(guān)鍵詞:單井注水 無人值守 GPRS
中圖分類號(hào):TE32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)04(b)-0045-02
Abstract:Introduced in single well water injection in the automatic control system adopts PLC control,GPRS wireless network communication transmission,remote computer centralized control,to achieve single well water injection unattended control system.As a result of single well water injection station localities,distance,remote and scattered,the operation of the water injection equipment and management all need human to complete.Can't guarantee real-time and accuracy of water injection process,but also not conducive to the advancement of oilfield digitization process.Design collection of signal acquisition,processing,transmission,management as one of the single well water injection automation control system,has a certain popularization value.
Key words:single well water injection;unattended;GPRS
隨著國內(nèi)油田大力開采,出油率下降,在許多地區(qū)油田屬復(fù)雜小斷塊油藏,開發(fā)中得不到有效的能量補(bǔ)給,為了提高采油率,油田不得不對油層進(jìn)行高壓注水。我國部分油井分布比較分散,規(guī)?;睿瑸榱吮WC采油量,單井注水成為常態(tài)。對于單井值守的操作人員有很大的生活及作業(yè)難度。單人單井,注水站離生活區(qū)遙遠(yuǎn)且偏僻,很多站的生活用水都是問題。如何將分散性單井注水變成集中化、自動(dòng)化、人性化;做到運(yùn)行、控制、管理,遠(yuǎn)程無人值守,成為我們有待解決的一個(gè)重要問題。
1 總體方案
油田單井注水無人值守系統(tǒng)由PLC現(xiàn)場控制系統(tǒng)、GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)這三方面組成。總體結(jié)構(gòu)如圖2
2 PLC現(xiàn)場控制系統(tǒng)的組成
(1)現(xiàn)場控制系統(tǒng)由西門子S7-200系列224控制模塊、EM235模擬量模塊、440變頻器、現(xiàn)場控制柜、GPRS通訊模塊、壓力變送器、電磁流量計(jì)、溫度變送器、變頻電機(jī)及注水泵組成。如圖1。
(2)主要功能:西門子440變頻器拖動(dòng)注水泵變頻電機(jī),通過PLC控制指令來啟動(dòng)、調(diào)節(jié)注水泵,來調(diào)整注水系統(tǒng)的壓力和注水流量。現(xiàn)場的注水壓力、溫度、流量、頻率等模擬量通過EM235模塊將模擬量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為數(shù)字量傳輸?shù)絇LC控制模塊,通過GPRS無線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心??刂葡到y(tǒng)分為遠(yuǎn)程/就地兩種操作模式?,F(xiàn)場控制柜設(shè)置就地操作按鈕及參數(shù)儀表,便于調(diào)試階段對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制操作及數(shù)據(jù)觀察。調(diào)試完成后可通過切換開關(guān)切換到遠(yuǎn)程控制模式,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無人值守狀態(tài)
3 GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)
單井注水泵站與遠(yuǎn)程控制中心通訊采用GPRS無線通訊,注水分站PLC將控制數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)一處理后,通過GPRS DTU無線終端將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程主控PLC上綜合觀測,集中分部處理。GPRS傳輸數(shù)據(jù)傳輸由主控站GRM200G模塊、從站PLC模塊、SIM卡及移動(dòng)GPRS運(yùn)行通道。還可以借助短信或電話的形式,實(shí)現(xiàn)PLC的遠(yuǎn)程短信控制,短信查詢和短信報(bào)警。
實(shí)際工程中,注水流量、壓力、溫度等傳感器于控制機(jī)房距離較遠(yuǎn),鋪設(shè)電纜成本極高,通過遠(yuǎn)程無線GPRS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可極大地節(jié)約系統(tǒng)的施工成本,降低系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。這種通訊方式具有覆蓋廣,傳輸速度快及組網(wǎng)成本和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。
4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn),連接因特網(wǎng)并安裝OPC SERVER會(huì)自動(dòng)從控制服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。組態(tài)軟件通過OPC窗口,可檢測和控制PLC運(yùn)行,并記錄歷史報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)等運(yùn)行參數(shù),來控制就地運(yùn)行的注水設(shè)備。
組態(tài)畫面:運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示畫面、實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線畫面、設(shè)備啟??刂飘嬅妗⒐收蠄?bào)警畫面、報(bào)表輸出畫面。
實(shí)時(shí)運(yùn)行控制:注水泵的啟動(dòng)/停止;電機(jī)風(fēng)扇的啟動(dòng)/停止;油泵的啟動(dòng)/停止;出口閥門的開/關(guān);
運(yùn)行狀態(tài):注水泵運(yùn)行指示;電機(jī)風(fēng)扇運(yùn)行指示;油泵運(yùn)行指示;出口閥門的開關(guān)狀態(tài)指示;電流顯示;電壓顯示;出口壓力顯示;入口壓力顯示;油壓顯示;油溫顯示;輸出頻率顯示;出口瞬時(shí)流量顯示;出口累計(jì)流量顯示。
故障報(bào)警狀態(tài):注水泵故障指示;電機(jī)風(fēng)扇故障指示;油泵的故障指示;出口壓力高報(bào)警狀態(tài);入口壓力低報(bào)警狀態(tài);油溫高報(bào)警狀態(tài);變頻故障報(bào)警狀態(tài);
實(shí)時(shí)曲線顯示:對注水泵排出壓力、流量與時(shí)間的對應(yīng)曲線。可直觀觀察出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和注水工藝參數(shù)是否相互對應(yīng)。
報(bào)表輸出畫面:對每日的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)打印輸出,便于存檔。
5 結(jié)語
GPRS無線網(wǎng)絡(luò)單井注水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng),以油田數(shù)字化為設(shè)計(jì)方針、人性化的設(shè)計(jì)理念、單井分散布置,集中控制。我國目前已在青海、吐哈等油田投入運(yùn)行。整套系統(tǒng)對各單井的注水狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)反饋給控制中心,提高了生產(chǎn)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提升了油田的數(shù)字化、自動(dòng)化進(jìn)程。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);數(shù)字化;安塞油田;標(biāo)準(zhǔn)站控
一、數(shù)字化油田和物聯(lián)網(wǎng)的概述
數(shù)字化油田系統(tǒng)是近幾年來隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,石油需求的急劇增加和經(jīng)濟(jì)信息全球化的逐步加深而出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)。它在油田的信息交流和管理決策中發(fā)揮著越來越重要的作用,然而數(shù)字化油田系統(tǒng)的發(fā)展還并不十分完善,尤其在中國起步比較晚,油田數(shù)字化進(jìn)程比較緩慢,與國外同期水平相比還具有很大的差距,而且數(shù)字化油田系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要大量的人力、物力和財(cái)力來支撐,所以尋求一種經(jīng)濟(jì)、高效、可行的數(shù)字化油田系統(tǒng)解決方案是十分必要的。數(shù)字化油田包括地質(zhì)勘探、油氣田開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)銷售、油田管理等,是油田勘探開發(fā)研究過程的數(shù)字化;油田經(jīng)營管理過程的數(shù)字化(ERP)。
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。它是通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,具體地說,就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將"物聯(lián)網(wǎng)"與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制,在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到"智慧"狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。
二、運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化油田
數(shù)字化油田是實(shí)際油田的虛擬表示,能夠匯集該油田的自然和人文信息,人們可以對該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)。油田生產(chǎn)信息和地理信息息息相關(guān),通過信息、基礎(chǔ)建設(shè),提高企業(yè)對外部各種關(guān)鍵信息及時(shí)獲取、快速反應(yīng)的能力,同時(shí),通過企業(yè)信息化和數(shù)字化油田的建設(shè),改善區(qū)域內(nèi)部信息溝通、數(shù)據(jù)整合能力。數(shù)字化油田的核心是為石油企業(yè)建立數(shù)據(jù)和信息資產(chǎn)的共享機(jī)制和管理體系,在信息共享的基礎(chǔ)上,面向石油勘探、開發(fā)、地面建設(shè)、儲(chǔ)運(yùn)銷售以及企業(yè)管理等各生產(chǎn)環(huán)節(jié),建立多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系,并與各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行高度融合。在建立油田生產(chǎn)和管理流程優(yōu)化應(yīng)用模型的基礎(chǔ)上,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化和多維表達(dá),并且通過智能化分析模型,為企業(yè)的經(jīng)營管理提供良好的信息支撐環(huán)境?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化油田是針對油田勘探開發(fā)信息化管理而專門開發(fā)的,以滿足油田日常生產(chǎn)運(yùn)行、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備管理、成果展示的需求,是一套集石油勘探開發(fā)生產(chǎn)信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析、、管理和應(yīng)用于一體,規(guī)范、統(tǒng)一、安全、高效的全新現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營綜合數(shù)據(jù)于一體的管理應(yīng)用平臺(tái)。
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的"數(shù)字化油田"是把井場、站庫等油田生產(chǎn)制造現(xiàn)場為數(shù)據(jù)采集源點(diǎn);采用自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集設(shè)備(比如傳感器),通過局域光纖網(wǎng)、GPRS/CDMA、微波通訊網(wǎng)等傳輸手段,將井下測量的地層和井筒數(shù)據(jù)、井口測量的設(shè)備運(yùn)行和流體屬性數(shù)據(jù)等海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集進(jìn)入信息管理中心的數(shù)據(jù)倉庫;按照科學(xué)的過程如數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織與管理,在此基礎(chǔ)上通過大量的業(yè)務(wù)模型進(jìn)行知識(shí)集成,通過應(yīng)用智能識(shí)別、數(shù)據(jù)融合、移動(dòng)計(jì)算、云計(jì)算等技術(shù),進(jìn)而支持石油地質(zhì)綜合研究、油藏分析等科學(xué)研究和在線模擬,完成生產(chǎn)實(shí)時(shí)診斷,科學(xué)研究的成果支持油田生產(chǎn)的綜合決策,決策信息反饋到生產(chǎn)制造現(xiàn)場進(jìn)而完成環(huán)境監(jiān)測、單元整合、過程模擬、參數(shù)優(yōu)化和控制。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化油田,不僅可以實(shí)現(xiàn)跨地域協(xié)同工作,緊密連接生產(chǎn)經(jīng)營的各個(gè)環(huán)節(jié),還可以實(shí)現(xiàn)油田業(yè)務(wù)與技術(shù)的整合、油田數(shù)據(jù)集成、油田狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測以及地面建設(shè)全面信息化。同時(shí),還可以建立虛擬的數(shù)字地質(zhì)模型,實(shí)現(xiàn)油藏描述的可視化和互動(dòng)性。
三、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例--油水井生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)
接下來就以安塞油田中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)詮釋在數(shù)字化油田中的應(yīng)用。
一、油井生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)有以下幾點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
1、通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集油井的功圖、壓力、溫度、電流、功率、扭矩等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)油井生產(chǎn)工況實(shí)時(shí)診斷;
2、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)產(chǎn)液量計(jì)量;
功圖法油井計(jì)量系統(tǒng)主要由多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理點(diǎn)構(gòu)成。采用分散數(shù)據(jù)采集,集中數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)。即按數(shù)據(jù)處理點(diǎn)指令,各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分別實(shí)時(shí)采集每口油井測試示功圖數(shù)據(jù),再將采集到的各口井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理點(diǎn)進(jìn)行集中處理,并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳。
2.1數(shù)據(jù)采集點(diǎn)配置及功能
2.1.1基本配置
由數(shù)據(jù)采集、采集控制器、數(shù)據(jù)傳輸部分組成。
⑴ 一次儀表:載荷傳感器、位移傳感器。
注:可選用無線載荷、位移一體化式傳感器。需擴(kuò)展功能時(shí),可增加電機(jī)監(jiān)控模塊,壓力、溫度、動(dòng)液面、視頻監(jiān)測傳感器等。
⑵ 采集控制器:RTU模塊、數(shù)傳電臺(tái)、開關(guān)電源與端子等。
⑶ 天線:全向天線。
2.1.2 具備功能
⑴ 可設(shè)定巡測時(shí)間,能全天候數(shù)據(jù)采集。
⑵ 具有向控制中心發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)處理點(diǎn)發(fā)來命令和信息的功能。
⑶ 在井場停電、修井、作業(yè)后,再次通電時(shí),應(yīng)具有自動(dòng)啟動(dòng)及自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行功能。
⑷ 具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)故障報(bào)警功能。具有支持網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)上傳功能。
⑸ 預(yù)留電流/電壓、油壓/套壓、動(dòng)液面、視頻監(jiān)測等數(shù)據(jù)的采集接口。
2.2數(shù)據(jù)處理點(diǎn)配置及功能