海上平臺油井遠程監測和分析系統應用研究

張偉

摘 要：本文主要介紹了對海上平臺油井遠程監測應用研究，在確保海上平臺油井生產相關控制系統的安全性、可靠性和穩定性不受影響的基礎上，實現對油井生產及其關鍵設備運行狀態的遠程實時監測。同時，采用斷點續傳技術有效解決了海上平臺與陸地通訊中斷情況下的數據處理問題，切實保障了數據的完整性，為海上平臺油井分析提供了有力的數據支撐。

關鍵詞：海上平臺；油井；遠程監測；安全隔離；斷點續傳

1 引言

油井的監控水平直接影響到油田正常生產，對油井的生產狀態進行有效的監控，獲取實時油井生產數據和統計數據，對生產管理、生產調度、產能分析、配產優化等具有重要的指導意義。為此，本文提出通過建設海上油田油井遠程監測，提升海上油田生產的遠程管控能力。

由于海上平臺油井遠程監測的主要難點在于油井相關監控系統的數據采集和遠程傳輸方面，因此，本文著重介紹海上平臺油井數據實時采集系統，油井遠程監測、分析系統主要涉及油井相關數據的專業分析方面內容，受篇幅限制，本文不對該方面內容做具體介紹。

2 海上平臺油井相關監控系統分類

海上平臺油井相關監控系統主要包括三類：⑴中控系統（DCS系統），主要監測參數包括：套壓、回壓、井口壓力、井口溫度；⑵電潛泵控制系統，主要監測參數包括：工作電流、工作電壓、漏電流、電泵頻率、過載時間、欠載時間、不平衡電流、不平衡時間等；⑶泵工況、井下溫度壓力監測系統，主要監測參數包括：泵吸入口壓力、泵出口壓力、泵滑油溫度、泵吸入口溫度、震動系數、漏電流等。

3 數據實時采集系統

數據實時采集系統是“油井遠程監測系統”的生產數據實時采集子系統，主要實現兩方面功能：（1）實現對海上平臺油井生產實時數據的采集、存儲和管理；（2）提供實時數據采集系統的數據訪問接口，實現與“遠程監測、分析系統”的數據交互。主要實現功能范圍如下：⑴海上平臺端建立生產數據實時采集系統，實現海上平臺油井生產數據實時采集、傳輸及存儲，數據采集涉及的系統包括：1）DCS系統；2）電潛泵控制系統；3）泵工況、井下溫度壓力監測系統。⑵在確保控制系統安全性、穩定性條件下，實現實時數據傳至陸地。⑶陸地端建立實時數據庫系統，實現與海上平臺數據采集系統實時通信。⑷實現海上平臺數據采集系統與陸地實時數據庫間數據的同步及斷點續傳。

3.1 數據實時采集系統組成

結合海上平臺通信網絡以及現場控制系統的實際情況，為了達到更好地數據采集、集成和系統應用目的，數據實時采集系統分為三個子系統：（1）數據采集子系統；（2）數據遠程傳輸子系統；（3）數據存儲子系統。

⑴數據采集子系統。數據采集子系統主要實現對油井相關監控系統數據的實時采集，并將數據實時轉至數據遠程傳輸子系統，其核心技術是對現場控制系統數據通信接口的開發、集成。⑵數據遠程傳輸子系統。數據遠程傳輸子系統主要負責在確保不影響控制網安全性和穩定性的基礎上，將實時數據由海上平臺遠傳至陸地數據存儲子系統，并實現數據完整性要求，其關鍵在于遠傳通信方式、路由、安全策略的選擇。⑶數據存儲子系統。數據存儲子系統主要負責對海上平臺油井生產實時數據的存儲和管理，并提供實時數據采集系統的數據訪問接口，實現與“遠程監測、分析系統”的數據交互，其核心是實時數據庫系統。

3.2 數據采集子系統

數據采集子系統數據采集服務器（IO服務器）以及現場監控系統接口軟硬件設備組成，數據采集服務器上部署生產數據實時采集軟件，通過現場監控系統接口軟硬件設備實現與現場控制系統的實時通信，并將數據實時轉至數據遠程傳輸子系統。數據采集子系統與現場監控系統的通信方式是其核心技術所在，通信方式的選擇決定了其軟硬件設備的架構和選型。

3.3 數據遠程傳輸子系統

⑴數據遠程傳輸子系統組成。數據遠程傳輸子系統數據緩存服務器及相關安全設備組成。數據緩存服務器負責與陸地數據存儲子系統實時數據通信以及斷點續傳，安全設備用來確保控制網的安全性。其關鍵在于遠傳通信方式、路由的選擇，遠傳通信方式、路由將決定數據遠程傳輸子系統的安全策略。

⑵數據遠程傳輸方案。由于油井遠程監測系統與控制網直接相連，而控制網是整個海上平臺生產控制樞紐，一旦控制網出現異常或故障將直接影響到正常生產，甚至導致海上平臺停產。因此，數據遠程傳輸方案的設計必須以確保控制網的安全性和穩定性不受影響為前提。

⑶實時數據完整性。為確保數據的完整性，數據實時采集系統將實現斷點續傳功能。在通信鏈路中斷恢復后，自動將斷點后數據恢復到實時數據庫，以保證數據的完整性。

3.4 數據存儲子系統

數據存儲子系統主要負責對海上平臺油井生產實時數據的存儲和管理，并提供實時數據采集系統的數據訪問接口，實現與“遠程監測、分析系統”的數據交互，其核心是實時數據庫系統。

4 總結

海上平臺油井遠程監測應用研究有效提升了陸地管理人員對海上平臺油井管控能力，為油井生產管理和油藏分析提供了有力的數據支撐。同時，也對海上平臺生產數據采集及遠程傳輸方面進行了技術探索和研究，初步形成了海上平臺生產數據采集及遠程傳輸系統的架構，為海上平臺生產信息化基礎性建設奠定了良好的技術基礎。