數字化油田無人值守模式

姜雨華(大慶油田第四采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

無人值守模式是數字化油田建設和發展的重點。目前，很多油田企業都建立了無人值守模式，雖然如此，數字化油田無人值守模式尚未進入成熟的發展階段，未來還有著廣闊的技術發展潛力。

1 發展數字化油田的意義

1.1 持續推進，實現油田管理飛躍

在數字化油田建設中，用數字化管控的方式取代了傳統的純人工模式，符合油田可持續發展的現實要求，且實現了油田管理的創新。在數字化油田系統建成以后，不僅可以實現油水井、站間運行數據的自動化采集、存儲、分析與處理，更能夠對油田生產中的全部要素加以全過程、全方位監控，這種動態化監控模式，有效保障了生產作業的高效、有序進行，即使在生產作業中遇到了突發情況，數字化系統中的相應模塊可以在極短的時間內獲得相應的信息，快速預警和反饋[1]。因此，數字化油田實現了管理的智能化，對油田企業的長遠發展極為重要。

1.2 生產管理單元實現“有人巡檢，無人值守”

數字化油田改變了油田的管理模式，生產管理單元完全實現了“有人巡檢、無人值守”的目標。在傳統的油田生產作業中，大多以人工作業為主，在數字化油田建成以后，因為其中包含了自動化和數字化模塊，也就使得在整個的生產作業中，自動化作業和管控目標得以實現，正是一些自動化機械設備和系統的使用，使得在生產作業中的人力資源投入量大大減少，現場人員的工作量有所降低，機械生產取代人工作業的模式下，油田產能、效率和效益都有所提升。在數字化油田尚未完全實現以前，油田站間的主要生產單元一般需要24 h有人值守，在每天油田企業都需要安排專人對油水井開展兩次的巡檢。而數字化油田建成以后，完全實現了無人值守的新模式，這就使得在油水井的巡檢中，巡檢周期有所延長，管理人員數量有所減少。數字化油田模式下，相關作業人員或者管理人員在智能監控系統的輔助下，只需要非常短的時間就可以實現自動停井，注水與集油摻水都可以實現遠程控制與調節，保持了高效、穩定的生產作業[2]。

1.3 信息有效共享，生產動態實時管控

數字化油田模式建成以后，因為在油田中的各個生產要素之間建立了緊密的關聯，也就使得在一切生產作業的進行過程中，有效保障了一切生產數據的信息共享與集成，這種信息共享，完全實現了對一切生產作業的動態、實時監控，后臺管理人員可以直接利用數字化監控系統來實時掌握生產設備的運行狀態、生產作業情況[3]。在數字化油田并未完全實現以前，全部的數據都是由人工處理的，因為油田企業的生產規模龐大，產生的數據種類繁多、數量龐大，人工處理的難度系數高，數據處理消耗時間長，沒有完全實現數據資源的科學合理利用。而數字化油田建成以后，信息共享下不僅提升了數據處理的效率，更是實現了數據的篩選和剔除，經由各種有效信息的合理利用，實現了生產狀態的動態把握。

2 油田無人值守建設內容

2.1 工藝配套建設

無人值守模式作為數字化油田建設中的重點，其建設過程中，數字化技術是關鍵，為保障無人值守模式在油田生產作業中的優勢發揮，各個油田企業還應該完善油田地面工藝配套設施，保持工藝設施與無人值守模式的配套性。油田現場的情況非常復雜，油田企業應安排專業人員來詳細分析無人值守模式的建設需求，不斷對油田站點加以優化布局。

2.2 數字化升級改造

2.2.1 緩沖罐出口控制、應急切換，來油泄漏檢測

油田五人值守模式建設時，數字化升級改造極為重要，在緩沖罐出口進行電動三通球閥的設置，并將該三通球閥與輸油泵進口、事故油箱進口之間保持可靠的連接，使得在生產過程中能夠維持正常的作業流程，即使出現了生產事故，也可以一鍵切換[4]。采輸來油區域增設可燃氣體檢測裝置。

2.2.2 外輸泵遠程啟停、遠程切換，外輸緊急截斷

數字化油田中的無人值守模式下，外輸泵遠程啟停和遠程切換是關鍵的構成要素，將外輸泵出口設置為壓力遠傳，出口采取電動閥的方式，使得在整個的生產作業中，完全可以實現儲罐高低液位、外輸高低壓停泵的目標，多泵遠程控制更為便捷和高效。

2.2.3 加熱爐熄火保護、恒溫控制，低水位報警

加熱爐膨脹水箱安裝相應的液位計，在此設計下，有效實現了對液位的連續、實時監測，當液位低于正常標準時，系統中的報警模塊會立即啟動預警。加熱爐上安裝氣動燃燒器或者全自動燃燒器，有效實現了熄火保護，根據生產的現實需求來實現負荷的靈活調整。

3 數字化油田無人值守模式的建設技術

3.1 智能機器人巡檢

智能巡檢機器人可以輔助無人值守目標的實現，因為智能機器人中存在視覺導航功能，在多傳感器信息融合、三維信息感知、激光掃描測距等的融合基礎上，伴隨著油田生產作業的推進，所采集到的各類信息與數據都可以及時、快速上傳到數控中心，后臺管理人員在數據接收和分析的基礎上，也就實現了對場站的全面巡檢。智能機器人中的智能化模塊，可以自主提取有用的信息，在整合基礎上形成巡檢報表，幫助油田企業完成場站巡檢。智能機器人在油田巡檢中的功能、優勢非常突出，定時、定點的巡檢目標都得以實現，克服了傳統人工巡檢下的弊端，巡檢效率大大提升。此外，因為在智能機器人中兼具視頻監控的功能，這一功能使得在巡檢的同時，可以通過視頻顯示來清晰了解場站現場的具體情況，當發現了異常信息以后，系統會快速啟動聲光報警，及時提醒現場相關人員來處理。

3.2 場站智能檢測

油田無人值守模式下，場站的智能檢測極為重要，智能檢測中綜合了多種的傳感器技術，在傳感器和計算機技術的有效結合下，系統完全可以實現對數據的自動采集與分析，這一檢測具有智能化特征。油田生產作業的現場條件極為復雜，人工檢測方面存在著諸多的技術局限，而智能檢測技術的優勢非常突出，通過遠紅外技術，可以直接對管道內泄漏的氣體和液體實現實時探測，一旦檢測到存在氣體和液體泄漏的現象，會立即進行相應的處理。相比較而言，智能檢測下對場站內氣體、液體泄漏的檢測更為高效和科學，完全可以在檢測的同時發揮該技術的自動提示、及時報警優勢，相關人員在對此類突發事故的處理方面，不僅可以實現故障的精準定位，更為故障處理爭取了時間。此外，熱敏電阻技術對作業區的溫度變化信息采集十分高效，安全預警得以實現，通過安全隱患識別和預警，有效促進了油田安全生產目標的實現。

3.3 數據虛擬化

數據虛擬化同樣是無人值守模式下的重要技術，在數據虛擬化下，通過數據庫、大數據技術、傳感技術等的融合下，各種操作集中到了同一環境中，雖然如此，但在運營的過程中互相之間不存在明顯的干擾，伴隨著油田生產作業的推進，無論是生產環節還是決策中環節，都可以達到智能優化和整合的目標。油田生產作業中產生的數據信息非常多，數據虛擬化技術可以將相應的生產數據和信息實施分類管理，在分類整合的基礎上篩選出有用的信息，用信息化指導油田現場的生產作業。數據虛擬化系統的科學配置，可以輔助油田企業的生產決策、故障處理和安全預警，知識庫中集成了全部的信息，知識庫相應信息的利用，相關人員可以快速進行突發事件的處理和決策。因此，從油田數字化的總體發展來看，數據虛擬化技術下的數據管理運營成本得到了有效的控制，符合油田現代化發展的目標。

3.4 遠程操作技術

遠程操作技術在油田數字化領域的應用具有突出的優勢，可以輔助遠程控制，改善油田的生產管理模式。抽油機中的數據采集和控制裝置安裝以后，在計算機技術的輔助下，有效實現了對全部數據與信息的智能分析，后臺管理人員在遠程控制下，抽油機運行的過程中，狀態監測的全面監測更為高效。在油田配水間通過自動控制注水儀的安裝，在一系列的生產流程執行中，各類傳感器可以直接將其所采集到的信息全部上傳到綜合管理平臺，在該平臺內，監控中心人員可以根據生產的現實需求來進行注水參數的調整，將相應的信息與歷史數據對比以后，開展有針對性的規劃和統籌，實現對注水量的遠程控制，這一遠程控制過程不僅僅體現在對相應參數和操作的控制方面，更保持了整個生產系統的可靠、穩定運轉。

4 結語

近年來，伴隨著各個油田企業生產規模的日漸擴大，很多油田在生產推進的過程中，都在積極探索數字化發展路徑，但數字化建設的過程中，對于新型技術的使用標準非常高，如果要達到數字化建設的良好效果，專業人員應加強先進技術在生產環節的利用，推進無人值守模式的形成，發揮該模式在油田生產作業中的優勢，為油田企業創造更高的經濟和社會效益。