應(yīng)用KingSCADA系統(tǒng)，提高精細(xì)注水管理

陳超，趙天福

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊718500）

智能油化工程

應(yīng)用KingSCADA系統(tǒng)，提高精細(xì)注水管理

陳超，趙天福

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊718500）

隨著油田數(shù)字化建設(shè)的逐步完成，綏靖油田已進(jìn)入數(shù)字化應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)期。本文針對(duì)傳統(tǒng)模式下注水井報(bào)表，現(xiàn)場(chǎng)檢查難度大的現(xiàn)狀，對(duì)利用數(shù)字化技術(shù)的KingSCADA系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析，實(shí)現(xiàn)了在電腦前獲取注水各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了注水井智能化管理水平。

數(shù)字化；KingSCADA系統(tǒng)；綏靖油田

隨著油井開發(fā)的不斷深入，開采的難度也逐漸加大，對(duì)油水井的管理工作也提出了更高的要求，精細(xì)注水是油田保持地層能量、維持油藏經(jīng)濟(jì)開發(fā)的有效技術(shù)手段。為了加強(qiáng)注水井精細(xì)管理工作、減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足低滲透油田經(jīng)濟(jì)高效的開發(fā)要求，在數(shù)字化改造的前提下，大路溝作業(yè)區(qū)開始在全廠部署應(yīng)用KingSCADA系統(tǒng)。

1 KingSCADA注水系統(tǒng)應(yīng)用簡介

KingSCADA系統(tǒng)客戶端是通過訪問KingSCADA服務(wù)器，進(jìn)行提取數(shù)據(jù)，KingSCADA服務(wù)器分為4個(gè)部分：主服務(wù)器、冗余服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫以及功圖計(jì)量。KingSCADA服務(wù)器通過IOServer數(shù)據(jù)采集器的網(wǎng)絡(luò)、IP設(shè)備地址、變量寄存器和單井?dāng)?shù)據(jù)地址獲取注水井的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、配注量、套管壓力、配注回讀5個(gè)變量。通過獲取的5個(gè)變量，生產(chǎn)KingSCADA注水系統(tǒng)應(yīng)用客戶端（見圖1）。

注水站點(diǎn)有清水系統(tǒng)注水站（撬）：2座；精細(xì)處理設(shè)備2套；注水能力：4 047 m3/d，實(shí)際注水：1 587 m3/d；注水干線：45.2 km；采出水回注系統(tǒng)注水站：3座，一體化水處理設(shè)備1套；注水能力：2 900 m3/d，有效回注量：868 m3/d，有效回注率：49.3%；注水干線：80.25 km。

圖1 SCADA系統(tǒng)示意圖

2 KingSCADA注水系統(tǒng)在精細(xì)管理中的應(yīng)用及效果分析

2.1 注水系統(tǒng)總貌圖

KingSCADA注水系統(tǒng)中，分為三個(gè)部分，即：注水總貌圖、供水系統(tǒng)以及注水閥組。

2.1.1 注水總貌圖可以實(shí)時(shí)檢測(cè)3個(gè)數(shù)據(jù)（1）監(jiān)測(cè)注水站主干線的分水器壓力；（2）監(jiān)測(cè)各條注水干線的管線壓力；（3）監(jiān)測(cè)各條注水干線的流量，并自動(dòng)完成流量計(jì)算。

2.1.2 效果分析應(yīng)用大路溝注水系統(tǒng)-總貌圖，可以對(duì)上下游注水干線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，管線腐蝕破漏及時(shí)預(yù)警，嚴(yán)把安全環(huán)保。

2.2 實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，站點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集

站點(diǎn)建立KingSCADA注水系統(tǒng)客戶端，對(duì)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將站點(diǎn)主要數(shù)據(jù)引入監(jiān)控界面，主要監(jiān)控內(nèi)容包括以下幾部分。

2.2.1 水罐包括站內(nèi)自然除油罐，調(diào)節(jié)水罐，清水罐、原水管等。監(jiān)測(cè)所屬各水罐的連續(xù)液位，當(dāng)液位超高限、低限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

2.2.2 喂水泵（1）監(jiān)測(cè)各喂水泵的出口壓力；（2）監(jiān)測(cè)各喂水泵的啟停狀態(tài)。

2.2.3 注水泵（1）監(jiān)測(cè)注水泵進(jìn)口匯管壓力；（2）監(jiān)測(cè)各注水泵的出口流量，并自動(dòng)完成流量積算；（3）監(jiān)測(cè)各注水泵的啟停狀態(tài)。

2.2.4 分水器（1）監(jiān)測(cè)分水器壓力；（2）監(jiān)測(cè)分水器瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，并自動(dòng)完成流量積算；（3）監(jiān)測(cè)注水單井瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，并自動(dòng)完成流量積算；（4）監(jiān)測(cè)注水單井管線壓力；（5）可以實(shí)現(xiàn)注水量遠(yuǎn)程設(shè)定操作。

2.2.5 污水池監(jiān)測(cè)污水池的連續(xù)液位，當(dāng)液位超高限、低限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

應(yīng)用效果：（1）King-SCADA注水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，與站內(nèi)2 h巡回檢查制度相比，不僅減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高各項(xiàng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控力度；（2）對(duì)實(shí)時(shí)儲(chǔ)罐液位，注水壓力，注水量等數(shù)據(jù)，智能分析判斷、自動(dòng)匯總預(yù)警信息，及時(shí)反饋至KingSCADA注水系統(tǒng)界面上，改變了站點(diǎn)人員定時(shí)巡檢，發(fā)現(xiàn)問題不及時(shí)的現(xiàn)象，減少站點(diǎn)各項(xiàng)事故的發(fā)生。

2.3 站外水源井監(jiān)控

將水源井各項(xiàng)數(shù)據(jù)接入KingSCADA注水系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控為本站直接供水的水源井的生產(chǎn)運(yùn)行情況，每口水源井的具體監(jiān)控如下：（1）監(jiān)測(cè)水源井的產(chǎn)水量，并自動(dòng)完成流量計(jì)算；（2）監(jiān)測(cè)深井泵的運(yùn)行情況；（3）可以實(shí)現(xiàn)深井泵的遠(yuǎn)程啟停操作。

應(yīng)用效果：水源井遠(yuǎn)程啟停深井泵，可以實(shí)現(xiàn)值班人在電腦前對(duì)深井泵進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停。針對(duì)不同水源井工作情況，在滿足供水站水源的前提下，對(duì)水源井進(jìn)行間開，減少水源井開井時(shí)間，節(jié)約電能。

2.4 注水閥組實(shí)時(shí)監(jiān)控

以KingSCADA注水系統(tǒng)為工具的實(shí)時(shí)監(jiān)控使注水檢查發(fā)生了根本的變化，能快速、有效地發(fā)現(xiàn)注水井壓力、流量出現(xiàn)的問題，由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理、現(xiàn)場(chǎng)注水檢查、“大海撈針”式的被動(dòng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄芾怼⒕_制導(dǎo)的主動(dòng)方式。

注水閥組實(shí)時(shí)監(jiān)控，是將注水單井按照站點(diǎn)名稱，注水干線，配水間名稱進(jìn)行分類，主要錄取分水器壓力，管壓，瞬時(shí)流量，累計(jì)流量等數(shù)據(jù)。通過錄取配注進(jìn)度和實(shí)注進(jìn)度，反應(yīng)注水井超欠注情況。也可通過站點(diǎn)對(duì)注水單井進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)配。

應(yīng)用效果：（1）注水閥組實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了注水井基本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，注水檢查由坐車到配水間現(xiàn)場(chǎng)檢查改變?yōu)殡娔X前進(jìn)行檢查，不僅減輕技術(shù)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大縮短了檢查注水的時(shí)間；（2）注水閥組實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了注水井遠(yuǎn)程調(diào)配功能，通過檢查配注進(jìn)度和實(shí)注進(jìn)度，計(jì)算出注水井超欠注情況。注水井超欠注調(diào)配方式由配水間現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程調(diào)配，最大限度的減少了注水井超欠注現(xiàn)象，達(dá)到精細(xì)注水的目的。

2.5 配注日?qǐng)?bào)表

KingSCADA系統(tǒng)編程人員編制符合大路溝作業(yè)區(qū)需求的配注日?qǐng)?bào)表。內(nèi)容包括：所轄注水井站點(diǎn)，配水間以及注水井的注水量、管壓、油壓、套壓。

配注日?qǐng)?bào)表2 h自動(dòng)生成數(shù)據(jù)，每班由當(dāng)班員工進(jìn)行保存，保存后其他人即可在網(wǎng)絡(luò)上看到，又可以將報(bào)表進(jìn)行導(dǎo)出。

應(yīng)用效果：配注日?qǐng)?bào)表的生成，改變了人工填寫注水報(bào)表，減輕員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)一步真實(shí)的反應(yīng)注水井的注水量，進(jìn)一步提高精細(xì)注水管理工作。

2.6 趨勢(shì)曲線查看

KingSCADA系統(tǒng)趨勢(shì)曲線查看包括：趨勢(shì)曲線，四分屏曲線和六分屏曲線。通過趨勢(shì)曲線查看，可以檢查出最近24 h，30 d內(nèi)，以及180 d內(nèi)，注水井的瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，管線壓力的變化情況。

3 結(jié)論

（1）精細(xì)注水是油田保持地層能量、維持油藏經(jīng)濟(jì)開發(fā)的有效技術(shù)手段。KingSCADA注水系統(tǒng)建立注水站、供水站、配水閥組、注水井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流狀態(tài)下注水井工況實(shí)時(shí)分析、故障及時(shí)預(yù)警和指標(biāo)在線統(tǒng)計(jì)等功能。為大路溝作業(yè)區(qū)油藏精細(xì)注水開發(fā)提供高端技術(shù)支撐和有效管理平臺(tái)。

（2）KingSCADA注水系統(tǒng)進(jìn)一步強(qiáng)化了注水過程監(jiān)控，降低了現(xiàn)場(chǎng)員工的勞動(dòng)強(qiáng)度及安全風(fēng)險(xiǎn)，提升注水精細(xì)化管理水平，確保油藏注水開發(fā)效果。

（3）KingSCADA注水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水源井遠(yuǎn)程啟停的工作，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，以不影響供水站的水源為前提，通過對(duì)部分水源井的間開，達(dá)到了節(jié)能增效的目標(biāo)，減少了電能的消耗。

（4）KingSCADA注水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)注水井基本數(shù)據(jù)在線監(jiān)控以及遠(yuǎn)程調(diào)配功能，不僅降低了員工巡井時(shí)間，極大的縮短了注水井調(diào)配時(shí)間，而且為精細(xì)注水工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖版Ⅰ

TP274.2

A

1673-5285（2016）01-0077-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.01.020

2015－10-15