淺談自動化系統在海上油田開發生產中的管理應用

　　[摘要]海上油田自動化系統結合海上生產單位的管理體制，從平臺的布局、功能、生產管理方式等實際出發，將整個系統設為三級。油田自動化測控系統采用了先進的儀表及系統技術，它的實施給油田的生產管理帶來了新的活力。我們應結合海上油田的生產實際，認清系統運行現狀，開創一條具有海上油田特色的自動化生產管理的新路子，努力適應海上發展的需要，不斷提高海上油井管理水平。
　　[關鍵詞]海上油田；開發生產；自動化測控系統；管理應用
　　[中圖分類號]TE355
　　[文獻標識碼]A
　　[文章編號]1005－6432(2011)19－0167－02
　　
　　1　自動化系統結構及規模
　　
　　(1)第一級為陸地中心站(設在辦公樓)：根據整體方案，陸地中心站既是海上油田生產信息中心，也是生產指揮中心。在陸地中心站可以監視整個海上油田的生產動態，處理油田生產信息，打印油田生產報表。另外，陸地中心站與外部信息系統聯網，數據自動進入公司信息站的ORACLE數據庫進行長期存儲，同時工程地質技術人員可通過網絡獲取必要的數據，進行油井生產情況分析。
　　(2)第二級為中心平臺站(設在中心平臺控制室)：中心平臺控制室的計算機可以監控中心平臺站及周圍所屬衛星平臺站的生產運行情況，并通過數字微波向陸地中心站傳送數據。
　　(3)第三級為衛星平臺站(設在采油平臺上)：衛星平臺站負責監視及控制衛星平臺的生產運行情況。衛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、工藝設備、可燃氣體和火災等測控參數，并將測控參數傳送給遠程終端RTU，同時執行RTU的控制命令。遠程終端RTU一套：負責接收一次表輸出的信號，進行數據處理、判斷，并將判斷結果通過無線信道發往中心平臺控制室，同時接收中心平臺控制室發來的控制命令，實現對衛星平臺的遙測遙控。MDS4000無線數據傳輸設備一套：用于與中心平臺站的無線數據傳輸。SCADA系統數據傳輸采用兩級數據傳輸網絡，即陸地中心站對中心平臺站，中心平臺站對衛星平臺站。
　　
　　2　自動化系統的功能及改進
　　
　　2.1系統功能
　　自動化測控系統的主要功能包括：①機采井監控。海上生產以電潛泵和螺桿泵井為主，機采井的管理是油田生產管理最為關鍵的環節。海上自動化系統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、溫度數據實時檢測，使管理人員能及時了解電泵、螺桿泵的生產動態，包括電泵井的缺相、短路、過載、欠載以及螺桿泵井供液情況，為機采井的優化管理提供可靠的技術支持。②原油升溫設備測控。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，根據設計方案，衛星平臺上的電加熱器自身為一閉環控制，因此只需檢測其工況即可。
　　
　　2.2系統特點及先進性
　　以PLC為核心控制器組成SCADA系統。RTU(遠程終端控制器)憑著適應惡劣環境、可靠性高、耗電少等特點在傳統的SCADA系統中應用廣泛，而本系統的RTU位于配電室內，環境較好，也有充足的電力供應，因此在設計之初就考慮以通用PLC為核心，配數傳電臺組成RTU。其優點是價格適中、編程維護方便、配件充足，也便于以后升級。本系統采用AB公司的SLC 500系列PLC和MDS的數傳電臺組成RTU，事實證明是成功的。整體結構化設計。由于我們從設計、選型、組態、編程，到現場施工、調試、投運，直至改造全程參與，整個系統從現場儀表、儀表柜、RTU柜，到測控點分配、系統組態編程均為結構化設計，降低了編程工作量，方便現場培訓及維護。
　　
　　2.3存在問題及改進
　　自動化計量技術的改進。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電動三通閥的反饋信號來判斷正在計量的油井井號及產量的，及當系統收到所需計量油井電動三通閥的計量狀態反饋信號，而該井組其他油井都在混輸狀態，則判斷該口油井正在計量，并將質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液量和產氣量。根據這種判斷，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混亂，影響了自動化計量數據的準確性。
　　
　　3　自動化系統的管理應用
　　
　　海上井組平臺撤人后，自動化管理工作的重要性大大提高，為提高自動化系統的運行可靠性和運行質量，為油田開發管理服務和提供技術支持，保障公司原油產量的穩定發展，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工作，完成了CB1B、CB4B、CB25A、CB1C等4座樣板平臺，自動化數據全準率達到98％以上。其余平臺以樣板平臺為標準，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據的準確度，滿足了正常生產的需要。
　　
　　3.2加強規章制度建設
　　根據海上生產實際，結合自動化系統投產后的實際運行情況，實施《自動化系統運行管理規定》，明確了各有關單位和人員的職責，制定了儀表巡檢、維護、校驗等管理規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》、《油井開關井測試記錄》、《系統運行維護記錄》、《油水井作業期間自動化管理制度》等資料和制度，提高了自動化系統的運行管理水平。
　　
　　3.3加強油井跟蹤分析
　　自動化錄取數據具有儲存時間長、采樣間隔短、數據精度高等特點。因此，井組平臺撤人后，為了充分發揮自動化系統的作用，我們充分利用自動化系統的這一優勢，進行油井跟蹤分析工作，每天校對油井生產數據，并與歷史數據進行對比，分析數據波動趨勢。通過分析油井的溫度、油壓、回壓、套壓、電流、電壓以及計量數據，可以對每口油井的生產情況進行有效的分析，對數據波動較大的油井進行24小時重點跟蹤分析，及時確定油井出現問題的原因；通過干溫、干壓、加熱器溫度等數據，可以判斷海管波動趨勢、加熱器工作狀態，分析該井組的生產情況。
　　
　　3.4定期進行系統檢修工作
　　自動化系統現場儀表線路數量繁多，隨著使用壽命的延長，必然出現一些在日常生產管理中不易被發現的問題。因此，自動化系統應每年統一進行檢修，除在電網檢修期間進行油井遙控啟停和安全閥、緊急關斷閥的開關功能測試外，還應每年定期進行現場儀表和線路的檢修工作，并定期進行儀表標定工作。在檢修過程中，要對自動化儀表數據和現場實際數據進行逐一對比，對于出現的問題，及時進行解決，保證自動化系統各項功能的正常實現。
　　
　　3.5加強儀表和設備的維護工作
　　自動化儀表和設備是實現系統遙測遙控功能的關鍵，其工作精度和穩定性直接影響到系統功能的實現，加上海上特殊的工作環境，必須加強儀表和設備維護保養工作，嚴格按照有關規章制度進行儀表和設備的維護、保養和檢修工作。特別是要加強油井作業期間儀表和設備的維護、檢修工作，除對作業井進行儀表拆除和保護外，還要對臨近的油井加強保護。對于作業后改變泵型或控制柜的油井，要立即進行遙控開關井、電流電壓傳感器等線路的修復和測試工