淺談自動化系統(tǒng)在海上油田開發(fā)生產(chǎn)中的管理應(yīng)用

　　[摘要]海上油田自動化系統(tǒng)結(jié)合海上生產(chǎn)單位的管理體制，從平臺的布局、功能、生產(chǎn)管理方式等實際出發(fā)，將整個系統(tǒng)設(shè)為三級。油田自動化測控系統(tǒng)采用了先進的儀表及系統(tǒng)技術(shù)，它的實施給油田的生產(chǎn)管理帶來了新的活力。我們應(yīng)結(jié)合海上油田的生產(chǎn)實際，認清系統(tǒng)運行現(xiàn)狀，開創(chuàng)一條具有海上油田特色的自動化生產(chǎn)管理的新路子，努力適應(yīng)海上發(fā)展的需要，不斷提高海上油井管理水平。
　　[關(guān)鍵詞]海上油田；開發(fā)生產(chǎn)；自動化測控系統(tǒng)；管理應(yīng)用
　　[中圖分類號]TE355
　　[文獻標(biāo)識碼]A
　　[文章編號]1005－6432(2011)19－0167－02
　　
　　1　自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及規(guī)模
　　
　　(1)第一級為陸地中心站(設(shè)在辦公樓)：根據(jù)整體方案，陸地中心站既是海上油田生產(chǎn)信息中心，也是生產(chǎn)指揮中心。在陸地中心站可以監(jiān)視整個海上油田的生產(chǎn)動態(tài)，處理油田生產(chǎn)信息，打印油田生產(chǎn)報表。另外，陸地中心站與外部信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)自動進入公司信息站的ORACLE數(shù)據(jù)庫進行長期存儲，同時工程地質(zhì)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)獲取必要的數(shù)據(jù)，進行油井生產(chǎn)情況分析。
　　(2)第二級為中心平臺站(設(shè)在中心平臺控制室)：中心平臺控制室的計算機可以監(jiān)控中心平臺站及周圍所屬衛(wèi)星平臺站的生產(chǎn)運行情況，并通過數(shù)字微波向陸地中心站傳送數(shù)據(jù)。
　　(3)第三級為衛(wèi)星平臺站(設(shè)在采油平臺上)：衛(wèi)星平臺站負責(zé)監(jiān)視及控制衛(wèi)星平臺的生產(chǎn)運行情況。衛(wèi)星平臺站為無人值守站，其主要配置和功能如下：各類一次儀表：檢測油水井、工藝設(shè)備、可燃氣體和火災(zāi)等測控參數(shù)，并將測控參數(shù)傳送給遠程終端RTU，同時執(zhí)行RTU的控制命令。遠程終端RTU一套：負責(zé)接收一次表輸出的信號，進行數(shù)據(jù)處理、判斷，并將判斷結(jié)果通過無線信道發(fā)往中心平臺控制室，同時接收中心平臺控制室發(fā)來的控制命令，實現(xiàn)對衛(wèi)星平臺的遙測遙控。MDS4000無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備一套：用于與中心平臺站的無線數(shù)據(jù)傳輸。SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用兩級數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，即陸地中心站對中心平臺站，中心平臺站對衛(wèi)星平臺站。
　　
　　2　自動化系統(tǒng)的功能及改進
　　
　　2.1系統(tǒng)功能
　　自動化測控系統(tǒng)的主要功能包括：①機采井監(jiān)控。海上生產(chǎn)以電潛泵和螺桿泵井為主，機采井的管理是油田生產(chǎn)管理最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。海上自動化系統(tǒng)充分考慮到了這個因素，每口電泵井都安裝了三相電流傳感器、電壓傳感器、運行狀態(tài)檢測、油壓、套壓、回壓壓力變送器、油溫變送器、啟停控制裝置以及保護中心裝置；每口螺桿泵井安裝了電流傳感器、電壓傳感器、啟停控制裝置。可實現(xiàn)機采井泵的遠程啟停、超限報警停機和油井的油壓、套壓、回壓、溫度數(shù)據(jù)實時檢測，使管理人員能及時了解電泵、螺桿泵的生產(chǎn)動態(tài)，包括電泵井的缺相、短路、過載、欠載以及螺桿泵井供液情況，為機采井的優(yōu)化管理提供可靠的技術(shù)支持。②原油升溫設(shè)備測控。安裝電加熱器進出口溫度傳感器后，可檢測電加熱器的工作狀況以及計量輸油的油溫情況，根據(jù)設(shè)計方案，衛(wèi)星平臺上的電加熱器自身為一閉環(huán)控制，因此只需檢測其工況即可。
　　
　　2.2系統(tǒng)特點及先進性
　　以PLC為核心控制器組成SCADA系統(tǒng)。RTU(遠程終端控制器)憑著適應(yīng)惡劣環(huán)境、可靠性高、耗電少等特點在傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，而本系統(tǒng)的RTU位于配電室內(nèi)，環(huán)境較好，也有充足的電力供應(yīng)，因此在設(shè)計之初就考慮以通用PLC為核心，配數(shù)傳電臺組成RTU。其優(yōu)點是價格適中、編程維護方便、配件充足，也便于以后升級。本系統(tǒng)采用AB公司的SLC 500系列PLC和MDS的數(shù)傳電臺組成RTU，事實證明是成功的。整體結(jié)構(gòu)化設(shè)計。由于我們從設(shè)計、選型、組態(tài)、編程，到現(xiàn)場施工、調(diào)試、投運，直至改造全程參與，整個系統(tǒng)從現(xiàn)場儀表、儀表柜、RTU柜，到測控點分配、系統(tǒng)組態(tài)編程均為結(jié)構(gòu)化設(shè)計，降低了編程工作量，方便現(xiàn)場培訓(xùn)及維護。
　　
　　2.3存在問題及改進
　　自動化計量技術(shù)的改進。海上井組平臺自動計量是通過遙控電動三通閥，將所需計量的油井倒入計量管線實現(xiàn)的。自井組平臺撤人后，由于種種原因，油井自動化計量的精確度受到了很大的影響。針對影響油井自動化計量的主要原因進行了認真地分析，主要包括以下幾個方面：電動三通閥存在問題。油井自動化計量是根據(jù)電動三通閥的反饋信號來判斷正在計量的油井井號及產(chǎn)量的，及當(dāng)系統(tǒng)收到所需計量油井電動三通閥的計量狀態(tài)反饋信號，而該井組其他油井都在混輸狀態(tài)，則判斷該口油井正在計量，并將質(zhì)量流量計信號和氣體流量計信號進行累積，從而得出該口油井的產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量。根據(jù)這種判斷，如果井組平臺有一個或多個電動三通閥損壞，不能輸出反饋信號，則程序的自動判斷出現(xiàn)混亂，影響了自動化計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
　　
　　3　自動化系統(tǒng)的管理應(yīng)用
　　
　　海上井組平臺撤人后，自動化管理工作的重要性大大提高，為提高自動化系統(tǒng)的運行可靠性和運行質(zhì)量，為油田開發(fā)管理服務(wù)和提供技術(shù)支持，保障公司原油產(chǎn)量的穩(wěn)定發(fā)展，在自動化管理方面我們主要做了以下工作：
　　
　　3.1加大儀表維修維護的管理力度
　　針對海上平臺撤人初期，存在部分遺留問題的實際情況，組織開展了樣板平臺建設(shè)工作，完成了CB1B、CB4B、CB25A、CB1C等4座樣板平臺，自動化數(shù)據(jù)全準(zhǔn)率達到98％以上。其余平臺以樣板平臺為標(biāo)準(zhǔn)，針對自動化存在問題，積極開展整改工作，大大提高了自動化數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，滿足了正常生產(chǎn)的需要。
　　
　　3.2加強規(guī)章制度建設(shè)
　　根據(jù)海上生產(chǎn)實際，結(jié)合自動化系統(tǒng)投產(chǎn)后的實際運行情況，實施《自動化系統(tǒng)運行管理規(guī)定》，明確了各有關(guān)單位和人員的職責(zé)，制定了儀表巡檢、維護、校驗等管理規(guī)定和具體的考核辦法，在具體實施過程中，為方便自動化管理，建立健全《儀表維修維護臺賬》、《油井開關(guān)井測試記錄》、《系統(tǒng)運行維護記錄》、《油水井作業(yè)期間自動化管理制度》等資料和制度，提高了自動化系統(tǒng)的運行管理水平。
　　
　　3.3加強油井跟蹤分析
　　自動化錄取數(shù)據(jù)具有儲存時間長、采樣間隔短、數(shù)據(jù)精度高等特點。因此，井組平臺撤人后，為了充分發(fā)揮自動化系統(tǒng)的作用，我們充分利用自動化系統(tǒng)的這一優(yōu)勢，進行油井跟蹤分析工作，每天校對油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進行對比，分析數(shù)據(jù)波動趨勢。通過分析油井的溫度、油壓、回壓、套壓、電流、電壓以及計量數(shù)據(jù)，可以對每口油井的生產(chǎn)情況進行有效的分析，對數(shù)據(jù)波動較大的油井進行24小時重點跟蹤分析，及時確定油井出現(xiàn)問題的原因；通過干溫、干壓、加熱器溫度等數(shù)據(jù)，可以判斷海管波動趨勢、加熱器工作狀態(tài)，分析該井組的生產(chǎn)情況。
　　
　　3.4定期進行系統(tǒng)檢修工作
　　自動化系統(tǒng)現(xiàn)場儀表線路數(shù)量繁多，隨著使用壽命的延長，必然出現(xiàn)一些在日常生產(chǎn)管理中不易被發(fā)現(xiàn)的問題。因此，自動化系統(tǒng)應(yīng)每年統(tǒng)一進行檢修，除在電網(wǎng)檢修期間進行油井遙控啟停和安全閥、緊急關(guān)斷閥的開關(guān)功能測試外，還應(yīng)每年定期進行現(xiàn)場儀表和線路的檢修工作，并定期進行儀表標(biāo)定工作。在檢修過程中，要對自動化儀表數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)進行逐一對比，對于出現(xiàn)的問題，及時進行解決，保證自動化系統(tǒng)各項功能的正常實現(xiàn)。
　　
　　3.5加強儀表和設(shè)備的維護工作
　　自動化儀表和設(shè)備是實現(xiàn)系統(tǒng)遙測遙控功能的關(guān)鍵，其工作精度和穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，加上海上特殊的工作環(huán)境，必須加強儀表和設(shè)備維護保養(yǎng)工作，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)章制度進行儀表和設(shè)備的維護、保養(yǎng)和檢修工作。特別是要加強油井作業(yè)期間儀表和設(shè)備的維護、檢修工作，除對作業(yè)井進行儀表拆除和保護外，還要對臨近的油井加強保護。對于作業(yè)后改變泵型或控制柜的油井，要立即進行遙控開關(guān)井、電流電壓傳感器等線路的修復(fù)和測試工