油田生产自动化集中监控模式

2020-07-13王一鸣

中国设备工程 2020年13期

王一鸣

（大庆油田第五采油厂，黑龙江大庆 163000）

近年来，随着各个油田生产规模的扩大，为实现科学化、现代化管理，很多油田都逐步引入了自动化集中监控模式，这种模式下，油田生产系统运行的所有环节都处于集中监控系统的实时监控过程中，保障了油田生产系统的高效运转。但是，从油田生产自动化集中监控模式的应用现状来看，其技术发展尚不成熟，在集中监控模式下依旧存在着诸多的问题，在未来的发展中，要推动油田生产的自动化、智能化，各个油田企业还需要切实加强技术改进。

1 自动化集中监控系统构成

1.1 系统结构分析

自动化集中监控模式下，只有保障了自动化集中监控系统的完善性，才能够在油田生产过程中实现全过程、全方位的监督与管理。在自动化监控系统的构成中，为发挥监控系统的作用，需配备相应的软硬件设施，比如，计算机软件、检测仪表等，其系统构成如图1所示。在工业大型自动化计算机系统中，配置了大屏幕显示终端，在油田生产系统的运行过程中，所有的监控结果都可以在该终端上呈现。

图1 自动化集中监控系统构成

1.2 仪表的选用

油田生产过程中，由于油田资源的特殊性，为保障油田资源的顺利开展，在生产的很多环节都需要配备相应的仪表。油田生产系统内，油田界面、联合站油量液位的测量都需要借助于专业的仪表来获得，比如，导纳射频界面仪、液位仪。原油含水量、原油流量等都需要配备专门的仪表。在油田生产系统内，相关人员需结合联合站的具体特征、生产工艺流程，以原有站点为基础，配置相应的可编辑控制器子站点，发挥子站点与联合站在油田生产系统中的相互配合与协调作用。

2 油田生产自动化集中监控模式现状

当前，虽然我国的油田生产自动化监控模式已经开始逐步推广与应用，但是，其应用发展水平十分有限表现如下：（1）在油田生产过程中，生产环境相对恶劣生产系统运行的安全性在很大程度上会受到操作条件、生产环境的影响。对于一些老油田而言，其开采的难度相对较大，传统的监控技术已经难以符合当下的生产需求，必须对原有的监控系统进行改进与更新，才能够彻底转变监控模式，促进油田的高效生产。自动化集中监控模式下，自动化集中监控技术与信息技术的结合，使得自动化集中监控系统的功能更为齐全，有利于实现全方位的生产监控，促进生产的稳步进行。（2）在早期的油田生产系统内，自动化集中监控模式、系统的应用相对较少，即使在近年来此种监控模式逐步得到应用与推广的情况下，自动化集中监控模式的整体应用水平依旧远远落后于发达国家，很多监控系统中依旧采用的人工控制的方式，难以保障油田生产系统运行与控制的可靠性，这种人工控制导致系统常常会受到人为操作失误的影响，造成严重的控制失效、能源浪费。

3 油田生产自动化集中监控模式的应用优势

3.1 管理水平上升

油田生产过程中，自动化集中监控系统的应用优势明显，通过应用此系统，能够进一步提升监控系统的管理水平。为发挥自动化集中监控模式的优势，油田企业需在应用该种监控模式之前，明确油田管理的具体范围，并制定细节化的处理方案，保障在后期的油田生产过程中，能够进一步通过科学管理提高其整体的生产能力。管理人员在自动化集中监控系统的运行过程中，要及时进行相关数据等的收集，并做好数据分析与处理，根据系统运行数据的分析结果，掌握整个油田生产系统内各种设备的运行与使用情况，如果存在数据异常现象，要及时分析异常原因，并针对此异常情况找出对应的设备问题，及时处理设备故障。

3.2 优化生产过程

油田的开发难度相对较大，在生产过程中，往往需借助于专业的生产设备、装置来完成，当在油田生产系统供油状态不佳的生产条件下，将难以保障抽油井的工作能力，而这种情况往往是由于活塞对液面存在撞击作用力，而此作用力将会影响整个生产系统的稳定运行，当系统受到此力的影响以后，系统的电能消耗会大大增加。而自动化集中监控模式下，监控系统能够对整个生产系统内的所有设备进行实时监控，当监控系统在发现相关设备存在异常情况时，监控系统会立即将相应的信息反馈给联合控制站，而后台管理人员能够根据集中监控系统所反馈的信息，判断油井的具体情况，如果发现油井存在异常情况，要及时采取必要的控制措施。因此，从根本上来看，油田生产自动化集中监控模式的应用实现了生产过程的优化。

3.3 实现平稳生产

油田生产系统内不仅涉及诸多的生产设备等要素，还包含各种的工程参数，各种参数的设置同样是油田生产系统管理的重点内容。在自动化集中监控模式的应用过程中，该种监控系统的应用能够自动进行油区、水区与加热炉区等生产参数的设定，并在整个生产系统的运行过程中，实现自动化监测与控制，而在系统内包含的一些重要工序中，可以应用PID闭环控制实现手动与自动的及时切换。通过对整个油田生产区域的全方位监控，有效地保持了油田正常的生产工序。

3.4 社会效益提高

在油田的自动化集中监控模式下，监控系统中融合了自动化、信息化技术，能够在油田生产中实现远程监控，再加上智能化技术在自动化集中监控模式中的应用，有效加快了智能监控体系的构建，有利于提升油田企业的经济与社会效益，自动化集中监控系统的应用使得油田监控方面的人力投入大大降低。

4 自动化集中监控系统的实际运用

从当前油田生产自动化集中监控模式的整体构成来看，自动优化与控制单元、现场数据采集单元、数据处理单元是其中的重要构成，在整个监控系统的运行过程中，这些不同的单元之间相互配合，有效实现了油田生产系统中各个环节的数据采集与管理。自动化控制单元实现了对开机台数的科学控制，变频台数与开机台数的有效结合使得机泵在运行的过程中，能够实现自动化的集中监控。自动化与控制系统还可以对油田生产系统中的外输系统、油罐区系统、提升泵系统、分水器与分离器系统等实现自动闭环控制，大大提升油田生产系统运行的稳定性与安全性。油田生产过程中，自动化集中监控模式的存在使得油田运作与管理突破了传统模式的限制，尤其是油田生产管理部门的管理模式发生了巨大的变化，一部分管理人员虽然依旧采用的是传统的管理模式，但是，有很大一部分管理人员采用的是自动化集中监控系统，该种监控系统的应用使得在油田的生产过程中，管理人员能够根据监控系统所反馈的相关信息，随时掌握油井的生产情况，根据各种监控数据，实现对生产系统的自动化控制与管理，如果在系统运行中发现了相应的故障，有关人员需立即排除故障，在最短时间内恢复正常的生产秩序。比如，在一些油田企业的生产系统中，有关管理人员需充分应用GPRS、传感器等设备，来实现对各种生产设备的精准定位、作业环境与运行环境分析，从而掌握在油田资源开发过程中的各种工作参数，比如，机井电压、工作压力、蒸汽温度等，保持油田生产系统的稳定性与安全性。自动化集中监控系统所反馈的不仅是数据信息，还包含相应的图片与图像信息，通过这些信息的传输与反馈，自动化集中监控系统能够发挥数据采集、集中显示、计算、运行与保护、安全预警等功能，最大程度上为油田资源的开发创造良好的生产条件，促进生产流程的高效、顺利进行。