SCADA系統在油田中的應用研究

張 洋

（長慶油田分公司第九采油廠，銀川 750006）

SCADA系統在油田中的應用研究

張 洋

（長慶油田分公司第九采油廠，銀川 750006）

為適應“數字油田”這一石油行業發展趨勢的要求，嘗試建立油田生產自動化實時全過程監控的SCADA系統，以提高油氣生產管理水平是有必要的。本文從SCADA系統的概述出發，簡要分析油田SCADA系統的重要性，并就SCADA系統在油氣生產中的應用做了相關研究，以期為我國油田事業的發展提供借鑒。

SCADA系統；油田；應用

1　SCADA系統簡介

SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）即數據采集與監視控制系統，主要是基于計算機技術對生產過程進行控制與遠程調度，可實現對現場運行設備的實時控制和監視，具備數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等功能。由于SCADA系統的強大優勢，現已被廣泛應用于電力系統、天然氣運輸、石油化工、供水及水處理等諸多領域。

2　油田SCADA系統建設的重要性

近年來，我國石油工業以“降本增效，提高管理水平”為改革目標，勞動效率、開發水平和經濟效益穩步提高。但石油開采技術水平、信息化建設水平與發達國家相比還有一定差距。1970年，長慶油田開始進行油氣勘探開發建設，現累計探明油氣地質儲量54 188.8萬噸。在石油生產過程中，油水井、集輸站點和注水站點是一個緊密聯系的整體，監測各站點的生產數據和生產設備，保證對油氣田生產現場的全程監控至關重要。但目前各站控系統只能采集本站數據，有關部門不能及時、動態地了解油氣田的開采集輸情況，阻礙油氣集輸管理水平的提高。為有效解決這一問題，長慶油田以《中國石油“十二五”信息技術總體規劃》為指導，進一步推進油田油氣生產信息化建設，積極致力于油田SCADA系統建設。

3　SCADA系統在油田中的應用

1997年，長慶油田引進SCADA系統，經過近20年的建設和發展，2014年6月形成長慶油田采油作業區SCADA系統建設標準。目前，該系統已進入推廣應用階段。由于長慶油田工作區域分布廣泛、生產設施分散，SCADA系統“分散控制，集中管理”的設計思路符合其生產實際，同時有利于油田由傳統的以工程為單位的組態開發逐步向系統化、模塊化發展。

SCADA系統分為各個級別，控制中心通過一個總控制中心控制下屬各個控制點，層次分明。該系統利用一個統一的油氣生產管控一體化平臺，統一監視和調度生產運行情況，各站點能實時監控上下游站點以及所轄油水井的生產運行情況，并通過對歷史記錄數據的分析優化生產作業，可充分發揮作業區調控中心對產量、注水、各站運行狀況監控的職能，提升作業區生產運行管理效率。

3.1生產運行監控

主要為實現產液量監控和注水量監控。系統可采集監控各集輸站點的庫存、產進、配產、配產差等數據，同時統計分析當天的計劃開井數、實際開井數、前日庫存以及產量進度等數據并形成報表。另外，統計對比作業區下轄各注水干線的供水量、注水量、供注差值、配注量及配注差等。

3.2集輸流程監控

實時監測作業區站點集輸流程的壓力、溫度、液位、流量、含水量及設備參數等數據，同時遠程操作控制現場重點運行設備。自動統計、實時顯示當前站點油井數量、當前油井開井數量、當前油井功圖上線數量，抽油機啟停狀態及遠程啟停、油井工況分析結果，并具備故障預警功能。

3.3注水流程監控

監控干線瞬時流量、累積流量、分水器壓力、當前注水量、庫存注水量，并形成報表；監控注水閥組的實時運行情況，采集站點名稱、注水干線名稱、配水間名稱、注水井名稱、分水器壓力、管壓、瞬時流量以及累積流量等數據，同時實現注水井單井流量的智能調控——自動“恒流”注水功能；監控水源井實時運行情況，自動采集水源井產水量、深井泵三相電流、電壓工作參數，智能判識發生故障并啟動自動停泵保護功能，實現注、供水站站內的注水泵的狀態監控、遠程啟停控制功能及啟停事件記錄功能。

3.4安全監控

基于“打造三道防線，落實四級責任，筑牢四級防控體系”的原則，監控與該段管網關聯的全部站點的進出口壓力、流量、溫度等參數，并自動生成顯示壓差、流量差等相關趨勢曲線；實時監測各井場的出口壓力、作業區管理輸油泵的運行狀態及各生產區域的氣體濃度等，設置報警功能。同時系統對于遠程啟停、參數調整等操作有記錄功能。

4　SCADA系統建設面臨的困難

在SCADA系統的建設過程中，還存在諸多問題，亟待進一步解決。第一，早期建設的油水井以及站點設備必然存在設備老化問題，在系統調整升級過程中需要更換設備，耗費成本高。第二，部分新建井數字化建設水平低，影響系統的穩定運行。第三，系統現在還處于建設階段，穩定性和可靠性還需長期測試。第四，現階段的SCADA系統大多采用較大的控制保護屏，占地面積大，安全性能不高，難以對系統自身設備的正常運行和整個設備電網的狀態進行有效監測。

SCADA系統的建設過程中依然面臨諸多困難，但只要我們積極探索解決問題，作業區生產運行與系統結合度將不斷加深，SCADA系統建設也將逐步完善。SCADA系統在油田的應用，為油氣田生產的安全、高效運行提供了技術保障。該系統運行穩定，數據采集及時、準確，可實現全面、動態監控效，且故障發生率低。為進一步完善油田SCADA系統，應堅持“循序漸進、穩扎穩打”的原則，統一規劃，分步實施，不斷優化系統，提升油田的生產管理水平。

主要參考文獻

［1］梁國強，楊志，黃富君，等.SCADA系統在油氣田生產中的應用［J］.內蒙古石油化工，2013（23）.

［2］郭寶靈.油氣田生產中SCADA系統的應用化工管理［J］.化工管理，2014（17）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.16.062

TE938

A

1673-0194（2015）16-0089-01

2015-06-21