曙光油田稠油数字化建设研究与应用

李明璇（中国石油大学，山东 青岛 266555）

1 概述

曙光油田普通稠油开发始于1979年，1983年开始规模开发，目前部站仍采用“油井-计量接转站-联合站”的大二级部站方式，地面集输工艺采用双管掺液工艺。随着吞吐轮次增加，稠油开采效果逐年变差，传统的工作方式劳动强度大，效率低下，人为误差大，处理故障时间长，安全性低，在日常井筒管理、油井计产、原油外输等方面管理难度增加。为了提高稠油生产及油井管理自动化水平，在1-12#计量接转站开展了数字建设研究与应用工作。

曙光采油厂认真推行“标准化设计、模块化建设、市场化运作、数字化管理”的运行模式，在这样大背景下集成创新、整体优化简化，本项目采用多种先进的信息通讯技术的有线和无线据传输网络，通过高精度的仪器进行数据的采集、传输和远程控制，有效保证了该区域数字化建设的进程。该系统包括硬件和软件两个部分，硬件部分包括数据采集、远程控制系统和生产监测、智能决策系统两个部分，软件部分包括数据综合分析与智能预警系统、生产数据网络发布系统等。

2 主要研究内容及工作原理

2.1 数据采集与远程控制系统

应用站内PLC系统、平台RTU与智能仪表通讯结合的方式进行数据采集和远程控制。完成对站内、站外数据的检测并实现对工艺参数的自动调节。采用一体化温度变送器、智能压力变送器自动采集油井温度、压力数据。

在稠油中首次研究应用了功图法在线计产技术。通过无线示功图传感器采集油井载荷与位移数据，将地面示功图应用杆柱、液柱和油管三维振动数学模型，同时考虑泵挂深度、杆柱组合、油气比、出砂情况、油品性质等边界条件求解，得到井下泵功图，然后应用泵功图识别技术来计算油井产液量。计算公式如下：

研究应用了抽油机远程启、停自动控制技术。通过安装电机测控单元，当接收井场RTU发送的传输数据的命令后，将采集到的电参数据通过无线方式发送给井场RTU，实时接收井场RTU发送的电机启、停命令，发送语音提示，实现抽油机远程自动启动、停止功能；

首次创新研究应用了计量掺液一体化撬装集成装置。该装置真正意义的代替原有的计量间和传统手动掺油、掺水方式，实现油井产出液远程自动计量、掺油掺水自动计量及含水分析等功能。

2.2 生产监测与智能决策系统

研究应用了自动平稳输油技术。通过在缓冲罐上安装导波雷达液位计监测缓冲罐液位，根据缓冲罐液位变化动态调节外输泵变频频率实现自动平稳输油。

研究应用了加热炉熄火安全保护技术。通过在加热炉燃烧器上安装加热炉熄火安全保护装置，根据燃烧器火焰情况，控制管线安全阀，防止燃气在没有燃烧的情况进入加热炉引起安全事故。

2.3 数据综合分析与智能预警系统

建立电子报表生成系统。该系统具有电子报表自动生成功能，实现生产数据自动采集、自动录入，生产规律自动呈现。采用数据对比方式显示各单元生产数据曲线变化情况，方便曲线历史查询与打印。

智能预警系统。根据生产情况综合设定区域报警单元，将井、管线、计量平台、站内数据联合后，统一设定联动数据预警、报警，智能语音报警提示，便于站内综合处理生产异常情况。

3 现场应用及效果分析

2012年至2014年在1-12#计量接转站开展了数字化建设工作，2014年底该站被集团公司确定为辽河油田稠油数字化建设示范站。现场实施了6个平台安装RTU和计量掺液一体化撬装集成装置，51口油井设置数据传输单元，安装示功图测试单元、电机测控单元，实现示功图自动采集；温度、压力超高、超低报警；电机电流异常报警；抽油机异常停井报警，实现抽油机远程自动启、停。51口油井安装SCADA监控系统。2个缓冲罐安装雷达液位计，实现平稳自动输油。5台加热炉安装熄火安全保护装置。整个系统在数据采集、分析、发布和远程控制方面具有实时性、准确性、灵活性的特点。

通过数字化系统的建设，1-12#计量接转站实现油井自动计量、远程控制、无人值守、自动输油，生产管理人员由原22人减少到6人，实现减员16人；原有40km集输管线精简为15km管线，有90%运行15年以上的单井管线得到更新，消除安全、环保隐患点52处，每年节约污染补偿及管线维护费用320万；通过缩短集输管网，降低了单井热损失费用，年节约燃料消耗折合成标准煤580吨，节约燃料费132万元。

4 结语

通过数字化建设的研究与应用，提高了生产效率、油井时率、系统本质安全和自动化水平，实现采油领域的智能监控和自动化控制，降低安全风险和运行成本，能够满足稠油后期边部滚动布井开发需要，节约建设投资、征地面积、降低环保隐患点，经济社会效益明显，在稠油开发后期具有较好的应用前景，对辽河油田稳产千万吨稳产及提高经济效益具有保障作用。

[1]苗青，油田数字化建设中存在的问题及对策.油气田地面工程,2013-09-01.

[2]何毅,夏政,张箭啸,王博.油气田地面工程数字化建设标准探索.石油和化工设备,2014-01-15.