建立推廣數(shù)字化采油隊可行性探討

王博 高法忠 張振江 徐公義 原文彬

摘 要：“數(shù)字油田”是以油田資源的數(shù)字化為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為依托，以信息技術(shù)為手段，以推動科研創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行、規(guī)范經(jīng)營管理為目的的綜合系統(tǒng)，是實現(xiàn)油田的數(shù)字化描述，夯實油田長遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。本文通過對現(xiàn)狀的調(diào)查對數(shù)字化采油隊的發(fā)展進(jìn)行探討。主要通過完善電腦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;建設(shè)推廣硬件、軟件平臺等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)字油田;機(jī)采系統(tǒng);注水系統(tǒng)

1 前言

“數(shù)字油田”是以油田資源的數(shù)字化為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為依托，以信息技術(shù)為手段，以推動科研創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行、規(guī)范經(jīng)營管理為目的的綜合系統(tǒng)，是實現(xiàn)油田的數(shù)字化描述，夯實油田長遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。

隨著油田開發(fā)的不斷深入，信息化技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)經(jīng)營管理的各個環(huán)節(jié)。全面實施數(shù)字化采油隊，可消除采油隊生產(chǎn)管理的地域限制，讓每口生產(chǎn)油水井成為整合的一部分，用以提高基層采油隊的工作效率，同時減少因人為因素導(dǎo)致的資料錄取和操作控制上的失誤。

通過開展數(shù)字化采油隊建設(shè)推廣，可及時準(zhǔn)確地為生產(chǎn)管理人員提供油井的生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)管理提供準(zhǔn)確的第一手資料，并為專業(yè)技術(shù)管理提供新的分析手段，技術(shù)管理人員通過油井?dāng)?shù)據(jù)采集裝置方便地調(diào)用所需資料，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)上自動跟蹤，最大限度的利用信息資源，對油田生產(chǎn)實現(xiàn)全過程監(jiān)控，生產(chǎn)信息實現(xiàn)動態(tài)管理，并能夠有效降低采油工人的生產(chǎn)勞動強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

目前采油隊現(xiàn)場資料錄取工作依然實施人工操作，存在費時、費力、誤差大的弊端。從目前基層隊而言，基礎(chǔ)資料錄取依然是采油工作的主要部分，從單井需要錄取資料：油井電流每日錄取一次，油套壓10天錄取一次，量油、取樣大于20噸井每10天錄取一次，小于20噸井每月取樣量油2次，注水井：泵壓、油壓每天錄取，注水量每六小時錄寫一次，中轉(zhuǎn)站：每2小時巡檢1次，以上工作均為人工錄取完成。

3 可行性探討

建立數(shù)字化采油隊的三大核心：

建立數(shù)字化采油隊?wèi)?yīng)從生產(chǎn)實際出發(fā)，通過完善電腦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，硬件平臺和軟件平臺建設(shè)。通過資料錄取自動化，數(shù)據(jù)提取隨機(jī)化，跟蹤分析動態(tài)化，從而實現(xiàn)能耗強(qiáng)度最小化，效率精度最大化。

3.1 完善的電腦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

現(xiàn)在信息技術(shù)日新月異，信息高速公路已通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)得以實現(xiàn)。油田辦公系統(tǒng)廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，將極大的提高辦公效率。目前，各基層采油隊微機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接、計算機(jī)應(yīng)用水平完全具備自建網(wǎng)頁及維護(hù)的基礎(chǔ)和條件。完善的電腦網(wǎng)絡(luò)可提供或查詢?nèi)魏畏N類的電子通信，把各類的數(shù)據(jù)資源庫充分聯(lián)接起來。例如采油隊的生產(chǎn)管理信息、人力資源信息、黨政建設(shè)信息、通知簡報信息等等，形成互相交叉的網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到最大限度的資源共享。

3.2 建設(shè)硬件平臺

數(shù)字化采油隊的重要標(biāo)志之一就是實現(xiàn)信息采集、加工、傳輸、處理的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化。抽油井無線巡檢系統(tǒng)的研制可切實達(dá)到上述目的。該系統(tǒng)就是為了加強(qiáng)油田生產(chǎn)過程中對抽油井的管理，變?nèi)斯じ櫨畱B(tài)變化為自動跟蹤，可及時調(diào)整各項參數(shù)，提高機(jī)采井管理水平，降低采油工人的生產(chǎn)勞動強(qiáng)度，提高管理水平，降低生產(chǎn)成本，減少由于停井發(fā)現(xiàn)不及時而帶來的損失。

3.3 建設(shè)軟件平臺

數(shù)據(jù)管理在信息化、數(shù)字化建設(shè)中是非常重要的，數(shù)據(jù)管理不應(yīng)該當(dāng)是簡單的處理數(shù)據(jù)，而是如何使用數(shù)據(jù)，從已有大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中探索規(guī)律，并從中為油田開發(fā)的動態(tài)分析及方案編制提供依據(jù)，因此要建立數(shù)據(jù)管理中心，開發(fā)并應(yīng)用計算機(jī)軟件系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計，可自動存儲所測及轉(zhuǎn)換處理得到的必須保存的信息，以供隨時查詢。

建立數(shù)字化采油隊的兩大系統(tǒng)：

通過建立實用的數(shù)字化地宮，以采油隊地質(zhì)組為中心，由油水井中轉(zhuǎn)站為一體，及時、直觀地反映采油隊各項工作的進(jìn)展情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，起到實時調(diào)節(jié)生產(chǎn)運(yùn)行的作用。

3.3.1機(jī)采子系統(tǒng)組成

機(jī)采系統(tǒng)主要是通過采集機(jī)采井工作電流、抽油機(jī)示工圖、壓力信號發(fā)揮作用的。具體通過在每口油井安裝一套監(jiān)控裝置，可實時自動測量油井的實際工作參數(shù)（油壓、套壓、電流、示工圖）存儲于單片機(jī)中，采用無線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，整個系統(tǒng)、接地線等，主要是供給值班人員、工程技術(shù)人員和采油工進(jìn)行察看，如發(fā)現(xiàn)報警可及時查明原因并進(jìn)行處理，為防止偷到和破壞行為，終端分兩部分一部分錄取裝置安裝在井口，主要由壓力傳感器、工作電流傳感器、抽油機(jī)示工圖傳感器組成，通過快鎖接頭與單片機(jī)連接，通過單片機(jī)實現(xiàn)信號采集，完成資料錄取。

（1）系統(tǒng)功能實現(xiàn)

系統(tǒng)終端的現(xiàn)場子系統(tǒng)位于井口，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)實時采集、存儲及無線發(fā)送，主要由單片機(jī)上的固化程序來控制實現(xiàn);系統(tǒng)主站的中心接收監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)責(zé)接受、處理數(shù)據(jù)，主要由裝在工控機(jī)上的監(jiān)控軟件來實現(xiàn);中心系統(tǒng)與現(xiàn)場子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接。現(xiàn)場子系統(tǒng)中，油壓、套壓、電流、示工圖分別經(jīng)電流處理電路后轉(zhuǎn)換為模擬信號，由模數(shù)轉(zhuǎn)換接口再轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能夠接收的數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)單片機(jī)處理后經(jīng)通訊接口轉(zhuǎn)換到工控機(jī)，由計算機(jī)通過算法再現(xiàn)現(xiàn)場抽油機(jī)井油、套壓電機(jī)電流、示工圖等參數(shù)。

（2） 用途分析

系統(tǒng)能實時檢測每口抽油井的油、套壓、電流及示工圖信號，實際處理檢測數(shù)據(jù)。實現(xiàn)資料存取的自動管理、數(shù)據(jù)、曲線、歷史資料的打印。

3.3.2注水子系統(tǒng)組成

目前油田注水管理主要以人工定時調(diào)節(jié)水量來實現(xiàn)按方案平穩(wěn)注水，但受客觀條件限制，存在著以下幾個方面問題：

（1）受系統(tǒng)管網(wǎng)壓力波動的影響，超、欠注現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，靠人工控制做不到及時和準(zhǔn)確，達(dá)不到注水方案的要求。

（2）配注間夜間主要依靠護(hù)井員管理，由于受技術(shù)、責(zé)任心等方面的制約，夜間管理水平較低，超欠注現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，白天員工上崗后存在著超注時等水量、欠注時攆水量的不利現(xiàn)象，達(dá)不到平穩(wěn)注水的要求，并且對套管保護(hù)極其不利。

（3）只有達(dá)到合理的壓力和水量才能滿足各油層注水要求，如達(dá)不到平穩(wěn)注水，則使分層注水作用減弱，易形成單層突進(jìn)，為油田可持續(xù)開發(fā)帶來危害。

（4）受油田外圍客觀環(huán)境限制，注水井閥門被盜現(xiàn)象屢禁不止，不但造成經(jīng)濟(jì)損失而且還影響注水。

為了解決這些問題，特研制《注水井自動控制和報警系統(tǒng)》，目前已初步成功，開始試運(yùn)行。

本系統(tǒng)主要為配水間的注水井而研制，主要是按配注方案對每口注水井設(shè)定注水量，和合理的注水壓力，并進(jìn)行自動控制，對于停注或超出方案注水量和壓力時進(jìn)行報警（井口閥門被盜而造成的停注、壓力變化等均能及時發(fā)現(xiàn)）。

該系統(tǒng)部分采油廠已經(jīng)開始試運(yùn)行，測量及自動控制的效果良好，流量測量的精度（與管線原有流量計進(jìn)行實時比對）的誤差小于1%，自動調(diào)節(jié)的偏差在1.5以內(nèi)，能有效消除因供水壓力、井下壓力、井下流層狀態(tài)變化而對注水流量所造成的擾動。

4結(jié)論

數(shù)字化采油隊的全面建設(shè)能夠及時準(zhǔn)確地為生產(chǎn)管理人員提供生產(chǎn)井的生產(chǎn)狀態(tài)，為專業(yè)技術(shù)人員提供新的分析手段。良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)在堅實的軟硬件平臺基礎(chǔ)上可以將采油隊生產(chǎn)管理的任何環(huán)節(jié)以數(shù)字化、信息化的方式清晰透明的展現(xiàn)出來，從而在很大程度大大節(jié)省了人力資源和物理資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]車德華2003年編寫《數(shù)字化采油隊的實施方案》