油田集输自动化与数字化管理的应用

油田集输自动化与数字化管理的应用

陈秋张峻野孙婷王娟

长庆油田分公司第五采油厂，宁夏 751500

摘要：油田集输系统在运行过程中，需要耗费大量能源，通过优化油田集输系统有关节能技术措施，可以减少油气集输时的能量消耗，降低油田生产成本。油田采出液含油量随油田连续开采而减少，使得油田中各装置设备工作效率随之下降，增加油田集输系统能量消耗。油田集输自动化和数字化管理的应用在油气行业中越来越重要，它们可以提高生产效率、降低成本、提升安全性，并提供更好的数据支持决策。本文主要分析油田集输自动化与数字化管理的应用，以供参考。

关键词：油田集输；自动化；数字化

1油田集输系统的工作原理

油田集输系统通过计量、集气、集油、油气水三相分离、原油储存和含油污水处理等环节，生产出符合标准要求的油气产品。在油田集输系统中，能源消耗主要表现为油气损耗大、能耗大。所谓能耗大，就是油水处理的耗能较多，主要表现为原油水比例发生变化，使得原集输设施不适应问题越来越突出，由于油田集输系统的工艺和设备状态落后，在作业过程中需要进一步完善设备和工艺技术的改造。

油气损耗大主要表现在油气存储的过程中产生的挥发以及封闭不严密的油罐，极有可能引生泄漏状况，因此，需要进一步完善密闭运行系统。

2油田集输系统存在的主要问题分析

2.1集输管道的能量消耗大

集输管道能耗是油田集输系统总能耗的一个重要组成部分。由于集输管道具有较长的输送距离以及管径较大等特点，能量损耗比较大，并且会产生大量的余热和废热，这不仅增加了能源消耗，还严重影响到油田生产效率。降低集输时油井到计量之间的散热损失，是节能降耗工作的首要一环。影响热介质在管中流动的因素很多，其中最重要的是流体流速和管内传质阻力，集输管道能耗有两部分：首先，是油井到转油站集输管线的热量损失，由出口和入口温度或压力测量和计算获得耗能；其次，是原油输送至脱水站之间所产生的热量损失，这部分的能源损耗能够通过对出口与入口的温度或压力测量得到。

2.2集输系统工作效率较低下

油田集输系统依靠泵运行、电机运行、管网运行三部分合作完成，当前油田开采中的机泵以离心泵为主，会产生一定量的机械损失和容积损失等，机械能转化有效功的过程产生损耗，使得离心泵的工作效率有所下降。此外输油管网与离心泵的匹配程度也会直接影响技术系统的工作效率。当油气集输系统投入运行后，需使用各种辅助设备如：油水泵、加热炉和电动机，这些设备都是由不同类型的机械设备组成。这些装置的运行状态对油气集输情况有着直接的影响。

2.3转油站的能量消耗大

纵观转油站能耗情况，燃气消耗量最大。因此，做好转油站的能耗管理对于企业来说非常重要。转油站能耗主要有采暖炉能耗、热炉能耗，能量消耗的重点是集输介质。由于燃料的种类不同，其消耗量也不相同。此外转油站能耗中也有掺水泵、输送泵和其他机泵消耗电能。

3油田集输系统优化调整措施

3.1油田集输系统的数字化管理措施

随着通信技术、互联网技术和其他新型技术迅猛发展，集输系统向更数字化和自需化方向发展，已成为当前一大趋势。在实际应用当中，集输系统的能耗问题一直以来都是困扰着人们的一个难题，数字化油田技术的应用实现了油田集输处理系统的自动控制与管理，减轻岗位员工工作强度，完善油气集输处理数字化管理，避免设备出现故障造成安全事故，确保油气集输处理流程的安全性。经过长时间的开采后，由于含水率逐渐下降，使得原油粘度得到了提升，从而能够达到良好的流动性，可以满足后续运输和储存要求。其中将计算机技术合理的应用到集输系统，则可以有效地促进集输系统数据采集水平的提高，并且也能完成对整个集输过程的合理监管，避免故障的发生。所以说，为了能够实现节能减排目标，就需要将计算机智能控制技术应用到集输系统之中。通过数字化技术的应用，便可以完成对集输系统计量的优化和完善，这可以较好地控制相关加热和加压设备，由此还可以减少能源消耗，增强了系统整体运行效率。

优化油田集输系统自动化管理程序，不断对计算机软、硬件设备及设施完善和创新，并根据原油开采的实际情况进行技术系统的优化，加强自动化控制技术的融合，定期维护装置，提升各类油气集输设备工作效率。通过对集输站的自动化控制，实现对油气资源的高效利用。减少能量消耗，对数字化油田的生产奠定了基础。培养出一批油田数字化管理人员，完善自动化管理。根据油田自动化技术发展的需求和现状，提出了一套适合于油田现代化生产的综合管理系统。优选油田自动化仪器仪表设备，根据油田实际生产情况，鉴于油田生产已进入高含水阶段，通过油气水三相高效分离装置，开展含油污水初步分离工作。利用电脱水器将油中的水及悬浮物等杂质去除后，再经过油水分离装置实现油水混合物的分离。促进原油含水下降，满足了三项分离器的含水要求，再经过电脱水器中进行电化学脱水，生产出的原油含水量能够满足含水标准，再进行下一步输送，促进油田企业的生产效益提升。积极地引进新技术、新工艺，以对现有集输系统中出现的降低运行性能问题进行有效改造，解决能耗高的问题。

3.2油田集输自动化应用策略

油田集输自动化应用是在油气行业中广泛采用的策略，它有助于提高生产效率、降低运营成本、提升安全性，并确保油田集输系统的可靠性。部署传感器网络来实时监测油田的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。采集大量数据，包括井下和地面的数据，以便进行生产分析和决策制定。建立远程监控中心，使操作人员能够从中心地点实时监控和远程控制油田集输系统。使用SCADA（监控和数据采集系统）技术，允许远程控制设备的运行状态，以快速响应问题和优化操作。实施自动化控制系统，以管理生产流程，包括井口生产、处理、储存和输送。利用控制算法来优化生产，减少浪费并提高采油率。使用设备健康监测系统，定期检测和诊断生产设备的状态，以提前预防故障。基于数据驱动的维护策略，降低停机时间和维护成本。部署安全系统，监测和控制潜在危险，如泄漏、火灾和气体泄漏。实施紧急关停和应急响应计划，确保员工和环境安全。利用大数据分析、人工智能和机器学习来分析生产数据，识别趋势和问题，并做出智能决策。优化油田运营，提高产量和降低成本。提供培训以确保操作人员和维护人员能够有效地使用自动化系统。建立技术支持体系，随时解决问题并提供系统升级。定期评估自动化系统的性能，寻找改进的机会，以适应新的技术和市场需求。持续优化生产流程，提高效率和可持续性。油田集输自动化应用的策略涉及多个方面，从实时监测到数据分析，再到远程控制和持续改进。这些策略可以帮助油田提高生产效率、降低成本、提升安全性，并在不断变化的市场环境中保持竞争力。

结语

综上所述，油田集输系统作为油田整体生产中不可缺少的一个重要环节，因其对能源的消耗较大，且运行效率较低，已成为制约我国石油产业发展的瓶颈问题之一。在此背景下，如何有效提高油田集输系统能效是目前需要解决的重要课题。通过分析讨论油田集输系统能耗产生的原因，针对性地采取相应措施进行自动化改造，通过系统优化可以减少油田集输系统能耗，增加油田生产效益。

参考文献：

[1]郝广维.协同注水开发方案的油田地面集输系统运行优化研究[D].东北石油大学，2021.

[2]吴佳泽.JH采油厂集输系统降本增效优化研究[D].中国石油大学(北京)，2021.

[3]刘殊呈.大港第五采油厂集输系统节能改造方案优化[D].中国石油大学(北京)，2020.