数字采集传输技术在采油工程的应用

数字采集传输技术在采油工程的应用

欧阳凯丽 ,赵君 ,徐生华

中国石油长庆油田分公司第五采油厂营盘山采油作业区，宁夏 吴忠 751500

摘要：采油智能化系统是将每一口油井，每一个井场，每一个工作站的设备用数字化技术合为一体，通过互联网、物联网技术物物互联，整合应用硬件和软件，完成实时采集、上传、分析和优化，实现“井筒热洗智能清蜡提效果，抽油机运行平稳节能提效益，井筒抽汲参数优化提效率”的目标，实现以作业区为基础网络平台的数字化运行和数字化监管。

关键词：数字采集传输；采油工程；应用

1 导言

为作业区提供数字化操控平台，逐步实现智能化作业和精细化管理，提高整个系统的生产效率和经济效益，数字化平台不仅是全面的展示采油生产中的各个节点的情况，更重要的是通过对当前数据的分析，达到优化系统，提高整体效率的目的。对于已经进入平台的数据，通过数据平台接口直接访问，对于尚未进入平台的数据，根据条件逐步纳入数据平台。数据不仅从油田数据库读取，还将从联合站，配注站，计量间和采油平台上实时读取。

2 油田传输技术的发展现状

针对油田工况数据的传输方式上，共经历了三个发展阶段。第一阶段，人工阶段。通过人力的方式进行工况监测，巡检人员携带相应仪器，进行油井现场的实地测量，该方法往往会存在相应误差并且也无法及时获取到油井的实际工况。在通信技术不断发展下，油田对监测可靠性及实时性提出了更高的要求，在此情况下，传输方式也发展到了下一阶段。第二阶段，有线传输阶段。通过电线、电缆将相应采油机数据传输至监控中心，这种方式有效避免了第一阶段出现的诸多问题，如误差、时效性差等。油田工程往往存在较为复杂多变的自然环境，在电缆铺设上存在一定的难度，投入成本较高，并且后期维护也较为困难，因此这种方式未得到大规模的普及应用。第三阶段，无线传输阶段。科学技术不断发展下，使得无线传输成为可能，这种方式不受地理环境及距离的影响，便于扩展及维护，并且投入成本较低，如激光传输技术、蓝牙、ZigBee、红外传输技术以及GPRS技术等等。无线传输技术的应用大大提升了油田传输工作效率及质量，更为代表着油田传输技术进入一个全新的发展阶段。

3 油田集输存在的问题

3.1 集输设备腐蚀问题

一直以来，管道腐蚀问题都是油气集输管理中的大问题，也是产生安全生产事故和隐患，影响企业效益的重要原因。造成油气集输管道腐蚀的原因是多方面，有环境因素、人为因素、管理因素，总之，虽然油气集输管道腐蚀问题普遍存在，但是并非不可控制，只有先从腐蚀原因上着手，做好分析，然后再结合分析结果进行针对性的改善与预防，就能有效避免管道腐蚀所造成的安全风险与经济损失。导致油气集输管道腐蚀的原因主要表现在几个方面：一是受环境因素影响而产生的腐蚀，众所周知，油气集输管道大多都敷设于地下，而且油气集输管道跨度长，比如我国的西气东输工程，绵延数千里，这个过程中就会受到环境因素的影响而产生管道腐蚀问题.

3.2 油田回注水水质问题

当前，国内油田在采出水资源化利用方面取得很大的成就，通过建设污水处理站，利用回注水来实现降本增效的目标。尤其是一些低渗透油田，对注水水质的要求高，注水难度大，如果因为水质问题而导致无法顺利有效的注水，将会直接导致采收率降低，以及一系列的连锁问题。

4 数字采集传输技术在采油工程的应用

4.1系统功能

针对采油工程的数字采集传输系统，其自身具备较多功能，第一，数据仓库，主要负责接收注水站以及抽油机等实时数据，使数据保存在系统中以便随时查看，并且，还具备保存、查看清蜡机作业相关数据的功能；第二，设备管理，对相应设备进行相应的信息维护，如注水站、清蜡机以及抽油机等；第三，可以实时采集清蜡机的工况信息，并对其清蜡结果进行智能评分，根据实际对数据参数做出调整，最终保证清蜡结果得到进一步优化；第四，预防性维护，该功能会通过对洗井数据及结蜡情况进行分析，得到油井结蜡曲线，并与历史清蜡评分、产量数据以及相应的生产数据，构建出预防性清蜡模型，当清蜡需求值被多维度触发值所满足时，会生成清蜡作业任务；第五，抽油机调参，该功能中，调参过程均会有详细的记录，可以对调参结果进行细致分析，以便做出不断优化，并且在调参数据不断积累中，可进行调节算法模型的构建，共包含三个模块，首先，与油井生产数据、动液面以及示功图相结合，同其他参数进行比较，进行抽油机参数调节。其次，调参记录模块。最后，调参结果比较，将其他井口相关数据与调参前及调参后数据进行比较，形成阶段性对比报告，从而对调参成果进行判断；第六，数据可视化，SCADA系统中接收到的其他生产运行数据，与业务实际需求相结合，建立数据统计图，从而分析数据间的关系及走向，可以是预警区间图、标准值对比图，也可以是趋势走势图。

4.2关键技术

首先，成组的抽油机数字采集传输技术。通过这一技术，一方面，可以对各种动态运动参数实施高精度数字化控制，另一方面，还具备一机控制多台抽油机的功能；应用了多套控制系统及恒扭矩电机，同时引入了多种传感技术，可以将相应的参数数据上传至系统中，进行实际的数据分析，从而做到对抽油机的智能化监管。对井口数据进行采集，同时，配合井口回压、冲次、载荷等数据，在良好应用系统功能以及油井生产动态测试、动液面监测技术以及示功图的基础上，进行工况的在线调参及优化，最终保证油井工作效率大大提升。其次，智能化生产优化技术。采集联系站、井口、计量间以及配注站日常相关数据，并作出预处理，通过数字化平台中的数据分析工具分析所采集到的数据，进而分析设备是否处于正常运行状态，若发现不正常，能够提前作出预报，相应工作人员根据预报信息，对相关设备进行维护、处理。并且，所有出现过的故障问题，其发生和处理，均会被记录到系统的历史数据库中，为后期维护优化提供数据支持。在Web报表和显示下，可实现专家在线远程会诊，也能够对所有油井进行实时监控。再次，多参数清蜡时机与清蜡效果分析技术。在各种数据传感器的作用下，能够对数据进行实时采集与上传，平台接收到数据信息后，会通过对多项数据进行分析，了解洗井及结蜡情况，并形成曲线图，以便实时判断清蜡作业及运行效果，并且会将判断信息发送给操作人员，为保证作业效率的有效提升，也可以采取人工干涉的方法。最后，智能化生产数据传输技术。首先，SCADA系统会通过接口的方式接收到井场油气相应的实时数据，如生产数据、配注站数据以及计量站数据等。其次，清蜡机的电机及运行参数，会在2.4G无线通信模块下，实现与井场主RTU间的通讯，再通过专用的通信信道实现与作业区服务器间的数据通信，开展数据传输、接收控制指令等工作。

5 结束语

总之，油田集输系统安全稳定运行的重要性不言而喻，要保障油气资源的有效开发、生产与销售就必须针对集输工艺中暴露出来的问题，进行有针对性的改革与完善。社会不断进步的过程中，科学技术也在不断发展，现今已被广泛应用于采油工程中，采油工程中数字采集传输技术具备较多的功能，如数据仓库、设备管理、预防性维护以及抽油机调参等，并且在其各项关键技术的良好应用下，能够对所有油井进行实时监控，保证采油工程的顺利开展。为进一步促进数字采集传输技术的创新发展，可以加大资金投入、强化技术人员培训及创新技术管理机制，当然方法并不局限于此，未来工作中还应不断做出研究探讨。

参考文献：

[1]辛颖,郭瑞安,王岩.石油钻井实时数据采集系统研究[J].内江科技,2020,41(05):14+56.

[2]王洪福.工业无线WIA-PA技术在智能油田中的应用[J].数码设计.CGWORLD,2019,8(2):92-98.

[3]孙旭华,卜宏博,付旭,等.基于信道编码技术的智能油田数据传输方案研究[J].电子元器件与信息技术,2020,4(2):103-104.