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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
大數(shù)據(jù)平臺(tái)
油水井
摘要：通過(guò)對(duì)青海油田、油水井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。
通過(guò)對(duì)青海油田、油水井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。
只需輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，油井現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)就可以在電腦上自動(dòng)生成報(bào)表，一目了然。
這樣的一幕從今年開(kāi)始發(fā)生在青海油田中的英東油田里面。該油田歷經(jīng) 3年，按照中國(guó)石油油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)范建設(shè)的數(shù)字化油田正式建成。而上述一幕則是由油井?dāng)?shù)據(jù)自動(dòng)采集操作程序自動(dòng)完成的。
青海油田是我國(guó)最早開(kāi)發(fā)的油田之一，是青海、西藏兩省區(qū)重要的產(chǎn)油、供油基地。近年來(lái)，隨著油田開(kāi)發(fā)程度的加深，油井的采收率開(kāi)始下降，同時(shí)也存在著能耗高，設(shè)備故障率高的問(wèn)題。為此，該油田著力進(jìn)行整體信息化升級(jí)改造，以建設(shè)一個(gè)更加高效、智能化的新油田。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，正是油田實(shí)現(xiàn)信息化的關(guān)鍵！
智能化 ,油田的未來(lái)
石油，是世界上最重要的化石能源，更是工業(yè)發(fā)展的動(dòng)脈。目前，我國(guó)已存在的陸上主力油田大都已經(jīng)進(jìn)入到了中后期開(kāi)發(fā)階段，包括大慶油田、遼河油田、勝利油田在內(nèi)的多個(gè)油田產(chǎn)量遞減，近 10年來(lái)已累積減產(chǎn) 1000萬(wàn)噸以上。油田普遍存在著油井等設(shè)備老化、故障率高，對(duì)周邊環(huán)境有一定的污染等問(wèn)題。
以青海油田的油井為例，近年來(lái)，青海油田采油廠(chǎng)雖然已經(jīng)不同程度地進(jìn)行了油井監(jiān)控的試點(diǎn)工作，但還存在很多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在油井現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性差，可維護(hù)性差，不能承受油井現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）。數(shù)據(jù)開(kāi)放性不夠，往往是各個(gè)儀表廠(chǎng)家互不兼容，軟件數(shù)據(jù)不能共享等。
而目前所探明的可采資源，大部分都是低滲或特低滲油、重油、稠油和埋深大于 3500米的油田，資源賦存特點(diǎn)決定了很難通過(guò)新增油田來(lái)彌補(bǔ)出油量的缺失。
在石油行業(yè)，包括中石油、中石化以及中海油等企業(yè)一直在致力于提升石油開(kāi)采的整體水平。如在 1999年大慶油田就提出了數(shù)字油田的概念。再到現(xiàn)在的智能油田，石油行業(yè)一直在推動(dòng)石油工業(yè)不斷向前發(fā)展。
按照石油石化行業(yè)的規(guī)劃，未來(lái)的油田將是能夠自動(dòng)操控、智能化管理的新型油田。為此，包括采油在內(nèi)的油田整體勢(shì)必要有一番大的改造升級(jí)動(dòng)作。
智能油田要求主動(dòng)性更強(qiáng)，即通過(guò)專(zhuān)家知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)管理油田，實(shí)現(xiàn)可全面感知、自動(dòng)操控，并能夠預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)、優(yōu)化決策的管理模式。
“信息技術(shù)的發(fā)展為石油工業(yè)全面邁進(jìn)智能油田時(shí)代提供了專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持。”北京雅丹石油技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人檀朝鑾介紹說(shuō)。所在的雅丹公司為青海油田項(xiàng)目實(shí)施了自動(dòng)化系統(tǒng)集成解決方案，成為該油田實(shí)現(xiàn)智能化的重要力量。
實(shí)現(xiàn)智能油田，不僅可提高油田的生產(chǎn)時(shí)效、勞動(dòng)生產(chǎn)力和管理水平，最終達(dá)到油田高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)步發(fā)展的目的，也是解決油氣生產(chǎn)和環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展的一項(xiàng)新的技術(shù)手段。
“這其中的關(guān)鍵就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。”檀朝鑾解釋說(shuō)，智能油田的建設(shè)實(shí)質(zhì)就是 IT技術(shù)和傳統(tǒng)工業(yè)的深度融合，這一過(guò)程涉及人的知識(shí)結(jié)構(gòu)更新、組織及生產(chǎn)流程的變更、考核制度的變更等，需要通過(guò)數(shù)字油田實(shí)施過(guò)程中獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，轉(zhuǎn)化成有用的知識(shí)和成果，因此就需要依靠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。
井口數(shù)據(jù)高度集成
油井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要的工作任務(wù)是采集油井現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量、壓力等數(shù)據(jù)，是采油工作中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，也是油田升級(jí)改造的重要部分。
青海油田采油廠(chǎng)原有的系統(tǒng)并非智能系統(tǒng)，多采用現(xiàn)場(chǎng)儀表，不能實(shí)現(xiàn)智能化，每天都需要人工定時(shí)去每個(gè)井口進(jìn)行人工抄表，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且經(jīng)常出錯(cuò)和延誤時(shí)間，生產(chǎn)效率非常低下。同時(shí)設(shè)備過(guò)于老化，存在著可靠性差、可維護(hù)性差、不能承受油井現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）等問(wèn)題。若想改造，卻由于各種儀表分屬不同廠(chǎng)家生產(chǎn)，不能兼容，軟件數(shù)據(jù)無(wú)法共享，是典型的自動(dòng)化孤島現(xiàn)象。
在經(jīng)過(guò)仔細(xì)的勘察和精心的判斷后，北京雅丹石油技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司給出了該系統(tǒng)的升級(jí)改造“藥方”，應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，改造可采集并實(shí)施通訊的主控單元 (RTU)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與上位系統(tǒng)控制中心相連，數(shù)據(jù)上傳，真正實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化。
在改造中，雅丹根據(jù)系統(tǒng)的要求特點(diǎn)，采用了研華物聯(lián)網(wǎng)智能終端ADAM- 3600作為主控單元(RTU)，通過(guò)其與現(xiàn)場(chǎng) ZigBee儀表通訊，運(yùn)行采集和邏輯處理程序，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量、壓力、功圖等數(shù)據(jù)，并完成初期數(shù)據(jù)的分析和打包，再通過(guò)內(nèi)置的 4G通訊模塊和接入專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的主控上位系統(tǒng)通訊。
同時(shí)，使用研華 IPC-610H工控機(jī)作為系統(tǒng)上位機(jī)，并安裝 WebAccess專(zhuān)業(yè)版軟件實(shí)現(xiàn)上位軟件監(jiān)控，分析處理現(xiàn)場(chǎng) RTU上發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過(guò)圖表、報(bào)表等方式存檔和顯示，并進(jìn)行報(bào)警管理。
讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)一目了然
通過(guò)對(duì)青海油田油水井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的升級(jí)改造，該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化，可以全自動(dòng)化地對(duì)油水井現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，改變了以前每天都需要人工定時(shí)去每個(gè)井口進(jìn)行人工抄表的模式，提升了勞動(dòng)效率，也降低了錯(cuò)誤率的發(fā)生，縮短了延誤時(shí)間，提升了生產(chǎn)效率。
相比舊有系統(tǒng)，在新的系統(tǒng)正式使用后，公司管理人員可通過(guò)研華WebAccess專(zhuān)業(yè)版軟件實(shí)現(xiàn)上位軟件監(jiān)控、分析并處理現(xiàn)場(chǎng) RTU上發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過(guò)圖表、報(bào)表等方式存檔和顯示，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)分析，從而有效降低運(yùn)營(yíng)成本。
此外，通過(guò)智能型 RTU，身處后端的監(jiān)控人員可通過(guò)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)的模式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和管理，不必再到現(xiàn)場(chǎng)就可以完成操作，彈性地滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控需求。 RTU其獨(dú)特的斷點(diǎn)續(xù)傳功能也為客戶(hù)的數(shù)據(jù)安全帶來(lái)保障與更多的便捷。
對(duì)油水井的升級(jí)改造只是油田實(shí)現(xiàn)智能化的一部分。隨著升級(jí)改造工作的不斷進(jìn)行，在“十二五”期間，中石油、中石化已經(jīng)有意識(shí)地在生產(chǎn)上布局并形成了一個(gè)統(tǒng)一而有聯(lián)系的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，為智能油田的實(shí)現(xiàn)打下了良好的基礎(chǔ)。
至今為止，石油行業(yè)大部分油水井、場(chǎng)站基本都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)可視化，重點(diǎn)關(guān)鍵部分也實(shí)現(xiàn)了智能控制。而在“十三五”期間，通過(guò)大數(shù)據(jù)的整合、分析、處理，進(jìn)而采取一系列手段提升效能，提高采收率，降低能耗將是油田下一步發(fā)展的重點(diǎn)。而物聯(lián)網(wǎng)，依然是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的核心支撐平臺(tái)！
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