油井遠程監控技術在油田自動化系統中的應用

馬源

（大慶油田裝備制造集團力神泵業有限公司，黑龍江 大慶 163311）

近年來，我國的油田企業正在經歷著大力的轉型與改革，大量先進的科技手段在油田生產應用管理中的應用，推動了數字化油田的建設，也為油田企業的長遠發展夯實了基礎。油田自動化系統作為數字化油田的重要表現形式，極大地提高了油田開發和生產的自動化水平，為油田生產的降本增效提供了技術上的支持。在油田自動化系統當中應用油井遠程控制系統，可以加強對油井生產的監控力度，全面掌握井下開采的實際情況，通過自動化的獲取監控數據，便于地上人員開展油井管理工作；同時，借助于遠程監控技術，也可以為油井安全生產提供保障，規避油井生產中的安全風險，降低油井生產的安全隱患。

1 油井遠程監控技術在油田自動化系統中的應用價值

油井遠程監控技術是油田自動化系統中的重要技術手段，對于油田開采具有十分關鍵的影響作用。我國的油田工程建設范圍十分廣泛，油井工程大都位于偏遠地區，且分布比較零散，在管理上的難度較大，加之油井開采的特殊性質，使得井下作業的安全風險較高。在以往的油井開采過程中，由于技術水平有限，也造成了油井開采效率低、開采成本高、安全事故頻發等問題。而油井遠程監控技術的應用，可以最大限度地為油井開采提供保障，進一步完善油田自動化系統。具體而言，油井遠程監控技術在油田系統化系統中的應用價值主要表現在以下幾方面。

1.1 提高油井開采的管控能力

油井開采是一項難度大、專業性強、風險系數高的工程，尤其是井下作業的部分，由于作業環境比較惡劣，安全隱患較多，很難對油井開采進行全面的管控。在傳統的油井開采工作中，由于技術水平比較有限，地上的管理人員很難掌握井下作業的實際情況，因此導致了很多油井開采中的安全事故。而通過在油田自動化系統中應用油井遠程監控技術，可以對油井開采的全過程進行監控，地上控制中心通過遠程監控實時傳回的視頻，就可以掌握油井開采的具體情況，靈活地進行管控，及時發現油井開采中的安全風險，快速進行處置。因此，油井遠程監控技術提高了油井開采的管控能力，推動了油田生產的規范化發展。

1.2 降低油井開采的安全風險

由于油田生產的特殊性質，使得油井開采工作面臨著較大的安全風險，這種風險不僅是惡劣復雜的作業環境所引發的風險，還包括了大型機械設備的操作、作業人員的工作技能和經驗等引起的風險。在以往的油井開采當中，由于缺乏先進的監控技術，一些井下作業的安全風險無法及時被識別，在發生安全事故后的救援也比較滯后，造成了一系列的衍生問題。而通過將油井遠程監控技術應用于油井自動化系統中，可以全面的監控油井開采的過程，對作業中的安全風險進行有效的識別，在發生設備故障、安全事故后也可以第一時間采取措施進行救援，降低了安全事故所引發的嚴重后果，為作業人員的人身安全提供了保障。

1.3 規范機械設備的操作行為

在油井開采當中需要使用大量的機械設備，機械設備的運行狀態和操作水平會直接決定油井開采的安全性。如果機械設備操作不當，不但會增加機械設備的損耗，降低機械設備的使用壽命，還會因設備故障引發安全事故，造成嚴重的后果。油井遠程監控技術在油田自動化系統中的應用，可以通過遠程操控的方式對機械設備操作進行指導，結合油井開采的實際情況對設備運行參數進行調控，當設備運行發生故障時可以及時采取措施進行故障排查和維修，這就降低了油井開采中機械設備故障的發生概率，確保了機械設備良好的運行狀態，降低了設備操作中的安全風險，保障了油田安全生產。

2 油井遠程監控技術在油田自動化系統中的應用現狀

數字油田是我國油田企業發展的重要趨勢，油田自動化系統在我國油田企業當中經過了一段時間的應用，相關的技術手段越加成熟，自動化系統的功能也越加完善。在油田自動化系統中油井遠程監控技術是一種十分關鍵的技術，針對油井遠程監控技術的研發與應用由來已久，在很多大型油田工程中也已經安裝并應用了油井遠程監控系統。在實際的應用過程中保障了油田安全生產，提高了油井開采的效率。但與此同時，油井遠程監控技術在應用中也暴露出了一些問題，具體而言表現為以下方面。

（1）由于井下開采的作業環境比較惡劣，在部分油井工程中遠程監控技術所使用的傳感器在井下作業環境中的穩定性不足，無法保障遠程監控的效果，其性能難以滿足當前油田生產中油井遠程監控的要求。

（2）在當前部分油田所應用的油井遠程監控技術中所能夠實現的功能還比較有限，尤其是在對設備遠程監控、數據全面采集、遠程自動化操控等方面還存在著較大的技術限制，尤其是油井遠程監控技術的網絡化功能比較薄弱，也制約了油井遠程監控技術大范圍的使用。

（3）對油井遠程監控技術的運維管理能力不足，使得油井工程中的遠程監控設備被不法分子偷竊、破壞，給油田企業造成了巨大的經濟損失；此外，由于油田生產的特殊性質，使得油田工程管理的工作條件比較簡陋，這也增加了人才招聘和培養的難度，造成了當前缺乏專業的油田自動化管理人才的現狀，也使得油井遠程監控技術的應用面臨著專業人才不足，管理能力比較薄弱，技術創新力度不足，系統更新較慢等問題。

（4）油井遠程監控技術的開發和應用是一項系統性較強和復雜程度較高的工程，其中涵蓋了計算機、通信、網絡、傳感、工程等多領域、多學科的技術手段，并且還需要結合油田工程的實際需求，匹配相應的系統和設備，而油田企業早期應用的油井遠程監控技術在功能上比較單一，科技含量較低，也與油井開采實際的監控需求存在一定的差異，還遠遠不能滿足當前油田自動化系統的運行需求。

（5）油井遠程監控技術綜合性較強，系統、設備和技術的整體造價較高，很多油田企業受資金的限制無法承擔油井遠程監控技術的研發及應用的費用，也是制約油井遠程監控技術大范圍推廣的因素。

3 油井遠程監控技術的應用范疇

油田自動化系統中的油井遠程監控技術可以通過對油井生產進行實時監控實現監控數據信息的全面采集、遠程傳輸、數據處理及遠程控制等功能。油井遠程監控技術借助先進的通信技術，將GPRS通信網絡作為數據傳輸的通道，通過在各個油井設置單元端，由控制中心使用專線進行統一的遠程操控，各個單元端所采集的數據信息可以直接遠程傳輸至地面控制中心，再由控制中心進行信息的匯總、數據的處理和遠程的操控。通過油田自動化系統中的油井遠程控制技術，實現了各個單獨的油井、油站、油礦、采油廠之間的信息共享，對油田的生產、運輸、管理、存儲等環節進行全面的管控，建立了油田企業自有的局域網，為油田自動化控制提供了技術支持。

4 油井遠程監控技術在油田自動化系統中的應用措施

4.1 在抽油井遠程監控中的應用

油井遠程監控技術在抽油井監控中的應用要求控制中心的運維管理人員通過設備控制器對抽油井的運行進行全程的監控，獲取油井氣壓、抽油機負荷、抽油桿運動等的數據信息，通過對這些信息數據進行匯總和處理，可以掌握抽油機的運行狀態，結合油井的出油量對抽油機的運行參數進行調節，及時發現抽油機運行中的損耗及故障問題，從而提出優化抽油機運行效率和運行能耗的方案，為抽油機設備的節能降耗提出可行建議。

4.2 在自噴井遠程監控中的應用

自噴井的運行對于遠程監控的需求極大，在自噴井的運行過程中，需要借助于遠程監控技術對自噴井的油壓、油溫、套壓等數據進行采集，從而對油井的產油量進行評估，為提高油井的產量制定相應的生產計劃。在當前的油田自動化系統中，主要是通過RTU遠程終端單元進行數據的傳輸，通過對自噴井遠程監控技術的不斷研究與實踐，可以為提升油井出油量提供技術支持。

4.3 對電潛泵油井進行檢測和監控

對于油田工程中電潛泵油井的運行而言，油井遠程監控技術在電潛泵油井中的應用包括了遠程監控系統的基本裝置以及變速驅動器兩個方面。通過遠程監控系統，可以對電潛泵油井的運行數據進行實時的采集，便于地上控制中心進行遠程控制；而利用變速驅動器可以確保電潛泵安全可靠的運行，根據電潛泵的運行狀態及時識別電潛泵運行中的故障和風險，減少設備故障的發生概率。

4.4 對設備故障進行分等級管理

在油田自動化系統中應用油井遠程監控技術，可以對設備的運行進行遠程操控。地面控制中心的建立應當改變傳統粗放式的設備管理模式，通過分等級管理的模式提高設備管理和控制的精細化程度。一方面，按照油井生產設備的所在位置以及重要程度，采用分級管理的方式將設備進行分類，由地面控制中心統一進行設備的調配，借助于遠程監控技術全面采集設備的運行數據，通過對數據進行分類處理對設備運行狀態進行評估，同時為設備的維護、檢修和保養提供依據；另一方面，針對油井生產設備運行中發生的故障，采用故障分級管理的方式，按照故障類型和故障的發生率進行分類管理，結合故障的分類采取相應的故障處理措施，由控制中心統一進行故障的報修、跟蹤和處置，通過全程閉環操作提高故障維修的效率，并且確保故障維修工作有跡可循。

4.5 對軟件系統進行及時更新和維護

軟件系統是油井遠程監控系統中的重要組成部分，軟件系統會直接影響油田自動化系統運行的安全性和穩定性。在油田自動化系統中應用油井遠程監控技術，必須要加強對軟件系統的更新和維護，提高網絡安全管理的意識和能力。首先，要根據油井生產的需求，配備相應的遠程監控軟件和系統，按照實際情況對油井生產流程、生產設備、數據、報表、臺賬等進行調整和更改，靈活的進行組態軟件的調整，配合生產部門做好后臺支持；其次，針對油井遠程監控系統的常用功能，如視頻圖像的采集、傳輸和應用，需要加強維護，定期更新，確保遠程監控的效果；再次，加強網絡安全管理，對軟件系統的運行進行安全防護，定期進行病毒查殺，借助網絡防火墻等技術提高網絡安全等級，減少油井遠程監控系統在運行中的故障和安全風險，避免對油田自動化系統的運行管理造成不便。

5 結語

油田自動化系統是油田企業建設數字化油田的重要途徑，也是提高油田企業的生產經營管理能力，提升企業在市場中競爭力的必然選擇。隨著油氣資源需求量的不斷增加，對于油田開發及生產的能力提出了更高的要求，為了進一步擴大油田的產量，降低油田開采的成本，必須要依靠先進的科學技術手段。通過將油井遠程監控技術應用于油田自動化系統中，可以對油井開采的全過程進行自動化的監控，全面采集油井開采的數據信息，通過對數據信息進行處理，可以掌握油井生產的情況，把控設備運行狀態，從而采取相應的措施提高油田生產效率，增加產油量，降低生產成本，推動油田企業的健康發展。因此，企業必須要加強對油井遠程監控技術的研究與應用，加大資金、技術和專業人才的投入，結合油井生產的實際需求，配備專業的油井遠程監控系統，為油田生產的降本增效奠定良好基礎。