SCADA系統下的產量監控系統建立

武登峰　周良志　曹彩平　姚首強　張磊

[摘要]為適應油田發展新趨勢，改變傳統生產管理模式，本文借助數字化管理手段，以SCADA系統作為數據源與采集平臺，建立產量實時監控體系，對生產狀況實時監控異常監控預警，為精細化管理提供便捷管理和決策依據。

[關鍵詞]數字化；產量監控；SCADA系統

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.035

[中圖分類號]TE938；F270.7 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）18-0057-02

SCADA系統的建設完成，實現了數字化管理的“四大”轉變，即生產數據由分散監控轉變為集中監控，產量監控由定時報產轉變為實時預警，集輸注水由分站運行轉變為集中調度，參數報警由單級處理轉變為逐級推送。本文在SCADA系統的基礎上，開發實時產量監控系統。

1產量監控現狀

1.1產量監控未形成體系

目前，站點產量數據已大部分實現自動采集，但產量監控過程仍通過人工進行，監控效率較低，通過現場錄取資料進行計算，數據采集分析頻率較低。

站點數據人工上報頻率=1次，8小時×24小時=3次；

井區數據人工分析頻率=1次/8小時×24小時=3次；

作業區人工盤庫數據頻率=1次，8小時×24小時=3次；

1.2產量監控環節多、過程長，結果準確性無法保障

傳統模式下產量數據經過站點、管理單元（井區）、作業區多級傳遞，人工計算上報的中間環節過多，從現場采集到生成報表需要24小時，數據傳達至管理部門時間長達8小時，缺乏實時直觀的監控手段，出現產量波動定位模糊且不及時，數據應用時效性較低。

1.3產量數據應用未形成系統化應用

員工通過Excel軟件編寫的產量報表，通過即時通訊軟件發送上傳，數據無法共享到其他數字化應用系統，應用系統也無法驗證輔助產量監控，歷史數據沒有自動存儲、調用、共享等功能，形成“信息孤島”。

1.4數據信息人工統計分析勞動強度大

傳統模式下，無產量整體監控手段，站點、井區、作業區生產管理人員，人工分析產量數據得出生產情況現狀，人工查閱歷史資料對比分析，重復統計分析工作較多，員工勞動強度大，耗時、費力、工作效率低。

2產量監控系統的建立

本文利用SCADA系統中采集的產量數據，整合數據采集和傳輸鏈路，梳理系統功能框架和數據計算模型，實現實時監控產量運行變化的目標，協助生產管理者解決處理產量問題，如圖1所示。

2.1前端數據鏈路改造

外輸流量計與液位是產量監控的核心與關鍵，本文為保障系統采集數據準確性，針對目前站內儀器儀表采集點存在問題，制訂實施升級改造計劃。

（1）ZMTD型智能流量變送器。引進了ZMTD型智能流量變送器，采用“機-電”脈沖轉換，實現了數字表頭計量結果與機械字輪完全一致、零誤差傳輸，提高了計量采集結果的準確性和一致性。

（2）雷達液位計。由于靜壓液位計受介質密度的影響較大，計量誤差較大，組織更換為測量精準的雷達液位計，解決液位采集不準的問題。

2.2產量監控系統計算模型

為確保廠級產量監控系統數據采集準確，能客觀、準確地體現全廠各作業區、各站點產量運行情況，建立科學通用的數據計算模型，利用已采集的監控參數，配套科學、合理的產量計算模型和對比分析模型。

2.2.1產量計算模型

2.2.2對比分析模型

時間進度：（當前時間-計產起始時間）/24h×100%=時間進度

輸差：實時外輸-實時接收=實時輸差

折算日產液量：

產進，（當前時間-計產起始時間）×24h=折算日產液量

當前產量進度：產進，計劃產液量=當前產量進度

較昨日差值：折算日產液量-昨日產液量=較昨日差值

油井功圖計量：功圖計產液量之和

2.3數據庫建設

充分利用已建數字化實時數據庫，建立產量監控相關數據點，為產量監控系統提供所需數據，保證數據源的唯一性和格式的統一性，如圖2所示。

2.4產量監控系統平臺開發

產量監控系統是在SCADA系統數據采集的基礎上，進行開發產量監控界面和功能。

（1）產量監控報表。在產量監控系統中，開發各級產量監控報表，顯示從單井到全廠各級產量現狀，如圖3所示。

（2）外輸流量自動切換。為保證流量參數計量的連續性，本文在SCADA系統中創新開發了流量自動切換功能，當站點外輸流量數據采集中斷時，自動切換為下游站點來油流量進行計算，如圖4所示。

（3）數據采集故障判識預警。系統具備儀表參數中斷、采集故障判別功能，當各站點外輸流量計采集實時數據值為-9999或者0時，導致計算模型無法執行時，在實時產量中外輸數值顯示藍色進行預警。

3產量監控系統取得的效果

3.1產量監控實時高效

利用實時數據計算出產量，自動計算出當前產量進度，與當前時間進度對比，隨時監控當前時間的產量情況，提高監控時實性。

3.2輸差監控及時準確

實時顯示從計產起始時間開始到當前的輸差變化，隨時監控輸差情況，系統每3秒刷新1次，提高對輸差監控的實時性和及時性。

3.3生產趨勢提前預判

系統根據產進的實時數據，計算出折算日產液量，與昨天日產液量對比得出較差值，實時預判產量運行趨勢。

3.4監控數據真實可靠

數字化儀表采集的數據，通過數據庫到達產量監控系統，最終發布到監控界面，全程屏蔽人為數據修改，能夠真實反映產進和外輸情況，保障產量數據的準確性。

4結語

產量監控系統的主要優勢是實時反映產量運行情況，通過產量連續變化趨勢，預判當前時間進度下產量進度是否符合正常生產進度，并以報警提示生產管理人員，實現生產動態隨時掌握。系統對前端數據采集和站點流程要求較高，對工藝流程相對標準或單一的站點監控效果較好，對串輸、卸油、脫水、拉油等復雜流程的站點監控效果較為困難，需要對站內監控流程和采集點進行調整改造。