互聯(lián)網(wǎng)+采油技術(shù)的研究與應(yīng)用

張建新，張 勇，胡建生，聶 勝，許偉東

（吐哈油田公司魯克沁采油廠，新疆鄯善 838299）

互聯(lián)網(wǎng)+采油技術(shù)的研究與應(yīng)用

張建新，張 勇，胡建生，聶 勝，許偉東

（吐哈油田公司魯克沁采油廠，新疆鄯善 838299）

隨著新型信息傳感設(shè)備的出現(xiàn)以及互聯(lián)網(wǎng)的普及，物聯(lián)網(wǎng)已成為信息化發(fā)展的必然趨勢。中石油集團(tuán)公司在《中國石油“十二五”信息技術(shù)總體規(guī)劃》中提出了建設(shè)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）項(xiàng)目，迫切需要開發(fā)統(tǒng)一、開放的油氣生產(chǎn)管理信息平臺，將先進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)融合起來，使生產(chǎn)操作實(shí)現(xiàn)自動化，確保油氣生產(chǎn)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行；便于決策者及時、準(zhǔn)確地做出決策，優(yōu)化生產(chǎn)管理流程和組織結(jié)構(gòu)。

互聯(lián)網(wǎng)+；混合組網(wǎng)；注水；摻稀；油井診斷

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.44

0 前言

魯克沁采油廠地處戈壁荒漠，屬典型的內(nèi)陸沙漠性氣候。常規(guī)大泵稠油地面摻稀流程雖然不復(fù)雜，但大部分井都是人工調(diào)配摻稀量，員工勞動強(qiáng)度大；采油巡檢為被動例行巡檢，需要大量人力、物力，且不能及時發(fā)現(xiàn)問題；工況管理依靠3個孤立系統(tǒng)，人為電腦巡檢，缺乏協(xié)同應(yīng)用，且自動報(bào)警功能弱，發(fā)現(xiàn)問題滯后，影響后期現(xiàn)場及時處理；工況診斷無標(biāo)準(zhǔn)模版，人為干預(yù)性較大，影響時效性；部分資料錄取仍采用人工方式，費(fèi)時費(fèi)力。

注水井是目前提高采油速度和采收率應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)措施，由于注水設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中配水計(jì)量監(jiān)控還是以人工巡檢、現(xiàn)場抄錄數(shù)據(jù)、現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)工藝流程為主，人工調(diào)節(jié)注水量的控制精度差，注水量調(diào)節(jié)難度大，工作量大，需要投入大量的人力物力，且魯克沁配注水壓力達(dá)到（30～40）MPa，危險(xiǎn)性較高，人工調(diào)配注水量存在諸多不安全因素。

1 應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+新技術(shù)模式

魯克沁采油廠生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、生產(chǎn)管理子系統(tǒng)3部分組成。生產(chǎn)管理子系統(tǒng)：對井和站庫的信息進(jìn)行監(jiān)控和展示，提供預(yù)測預(yù)警、工況診斷、趨勢分析、生產(chǎn)報(bào)表、物聯(lián)設(shè)備管理等功能。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)：建設(shè)有線和無線網(wǎng)絡(luò)，傳輸實(shí)時采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻圖像以及相關(guān)的控制信息。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)：采集井和站庫數(shù)據(jù)，對井和站庫進(jìn)行監(jiān)控，具備信息展示、報(bào)警和遠(yuǎn)程控制等功能。與生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)配套形成了3項(xiàng)“互聯(lián)網(wǎng)+”工藝模式，即互聯(lián)網(wǎng)+精細(xì)注水技術(shù)模式、互聯(lián)網(wǎng)+油井工況診斷技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（圖1）。

圖1 吐哈油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

1.1 互聯(lián)網(wǎng)+混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)+混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成智能傳感器（高壓流量自控儀、無線壓變、電參儀表、示功儀、攝像頭）+RTU（REMOTE TERMINAL UNIT ，遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)終端）+4G無線+基站（LTE）+有線網(wǎng)的模式。該模式的特點(diǎn)是：

（1）無線網(wǎng)絡(luò)適合沙漠、戈壁、溝壑等各種惡劣環(huán)境。（2）就地組網(wǎng)簡單、快捷、方便。

（3）智能化客戶端應(yīng)用普及，簡單方便。

（4）有線和無線結(jié)合，高速可靠，節(jié)省投資，兼具有線網(wǎng)絡(luò)的可靠性和無線網(wǎng)絡(luò)快捷經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。

（5）一體化集成的多功能智能傳感器，能監(jiān)控參數(shù)、代替人工操作，如RTU既能采集參數(shù)、又能控制儀表對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

（6）可用在許多地方，可摻稀、注水、加藥等，具有良好的兼容性，工藝改造簡單。

（7）通過監(jiān)控物聯(lián)設(shè)備工作狀態(tài)、入網(wǎng)標(biāo)識等信息，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)設(shè)備遠(yuǎn)程集中管理，真正做到無人值守。

1.2 互聯(lián)網(wǎng)+精細(xì)注水技術(shù)模式

在枝狀串接短注水流程上，嵌入三代高壓流量自控儀（主板、結(jié)構(gòu)、智能變速）+4G通訊+監(jiān)控配套，實(shí)現(xiàn)精細(xì)注水。魯克沁采油廠配注水壓力較高，配合耐高壓差的三代高壓流量自控儀，集計(jì)量、控制、通訊于一體，與無線或有線壓力變送器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)井口自動調(diào)配，推進(jìn)了流程枝狀串接簡化注水工藝的大規(guī)模推廣，簡化注水流程，減少人員操作，提高安全性。見圖2。

1.3 互聯(lián)網(wǎng)+油井工況診斷技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)+油井工況診斷技術(shù)采用井口多參數(shù)（壓力、流量、電參數(shù)、功圖）的新型傳感器+4G通訊+多功能智能監(jiān)控平臺技術(shù)模式。該模式的特點(diǎn)是：

（1）多功能監(jiān)控平臺集成多系統(tǒng)參數(shù)，單井工況信息更全、更豐富；數(shù)據(jù)采集頻次更高，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控；增加工況預(yù)警功能，發(fā)現(xiàn)故障更快、故障原因分析更準(zhǔn)確。

（2）形成了采油管理的分析診斷模板，對各類工況診斷程序化、標(biāo)準(zhǔn)化；使內(nèi)檢人員、外檢和技術(shù)人員診斷快捷、高效，縮短診斷時間；能快速高效指揮生產(chǎn)。

圖2 互聯(lián)網(wǎng)+精細(xì)注水技術(shù)模式

（3）開發(fā)適用于基層工區(qū)的報(bào)表系統(tǒng)，每2 h生成巡檢報(bào)表，替代人工抄錄；自動調(diào)取油水井生產(chǎn)狀態(tài)，生成油水井生產(chǎn)日報(bào)；實(shí)現(xiàn)注水日報(bào)的自動數(shù)據(jù)導(dǎo)入，提高效率。

2 應(yīng)用效果

2.1 集成創(chuàng)新智能井口系列

由于魯克沁區(qū)塊開采原油為稠油，且注入水壓力較高，普通的高壓流量自控儀無法滿足生產(chǎn)要求，新型高壓流量自控儀，適用于魯克沁的生產(chǎn)狀況，在各項(xiàng)性能上具有較高實(shí)用性。新型高壓流量自控儀性能見表1。新型高壓流量自控儀的特點(diǎn)：①計(jì)量精度高，達(dá)到99%，耐壓范圍1269MPa，滿足最大壓差＞35MPa。②葉輪“水車”結(jié)構(gòu)+錐形閥芯+可讀寫的主板，計(jì)量精度高，堅(jiān)固耐用，安全、可靠。③計(jì)量、調(diào)控、上傳一體化集成，是摻稀、注水、集輸采用枝狀串接流程成為可能，即技術(shù)體系可變?yōu)橹畲?智能井口技術(shù)模式。摻稀、集輸、注水費(fèi)用大大降低。④基于4G物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)超快傳輸，自動調(diào)控，“人在回路中工作”即可實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程配摻，遠(yuǎn)程配水。

表1 新型高壓流量自控儀性能

2.2 建立項(xiàng)目微信群，方便交流和監(jiān)督

采油廠1工區(qū)、3工區(qū)、維修工區(qū)、設(shè)備自動化室、信息技術(shù)公司、流量計(jì)維修單位、上海一諾廠家等多家單位相關(guān)人員建立“A11示范區(qū)建設(shè)”微信群，各單位對每日存在問題及完成工作量及時進(jìn)行反饋，方便各單位之間交流和監(jiān)督，提高效率。

TP393

B

〔編輯 李 波〕