油水井措施施工数字化监控平台的设计与实践

颜廷虎

摘要：在当前数字油田建设逐步深化的前提下，整个油田行业当前急需解决的问题就是如何实现油水井措施施工的有效管理。本文充分结合了油田实际的生产状况，并针对当前油、水井措施施工过程中存在的各种问题以及实际开展油水井措施施工的具体需求进行了深入分析，并在此基础上提出了就一定可行性的油水井措施施工数字化监控平台设计方案。希望能够为整个油田行业措施施工提供一定的参考价值。

关键词：油水井;措施施工;数字化管理;监控;设计方案

引言

油田在经过多年的生产开采后，整个油水井生产状况会逐步下降，在这种情况下我必须要针对油水井实施相应的压裂、酸化、堵水等相关作业来进一步提升油田的生产作业效率以及油井的采收率，这也是当前油田进一步提升经济效益的主要方式。但是，由于油田各个生产作业区存在严重分散、通信不通畅等各种问题，使得现场作业人员以及管理人员很难实现对油水井措施施工现场的动态管理，也并不能及时获取油水井生产过程中的各种生产数据，而各种人为因素的影响也导致落实施工生产现场不能得到有效控制。鉴于此，针对整个油田措施施工工艺流程实施严格的信息化监控管理具有非常重要的现实意义。

1 油水井措施施工现状

1.1油水井措施施工存在问题

目前针对油水井开展的措施施工主要有压裂、酸化、堵水等几种作业方式。上述几种施工工艺目前仍然存在以下一些问题：首先，在实际进行压裂酸化施工过程中经常会由于不合理的工艺参数设置，导致井下出现压不开、砂堵、砂卡等事故[1];其次，堵水调剖工艺施工过程中经常会出现由于工艺措施落实不够精确等问题，例如在实际进行堵水调剖过程中调剖剂的用量把握不够合理;再次，在措施施工过程中经常会导致有毒物体泄漏造成人员伤亡事故，对环境造成严重影响;另外，措施施工现场环境恶劣，通信条件相对比较差，不能够实现措施施工的即时数据采集与控制，对突发事件处理能力比较低。

1.2需求分析

针对上述存在问题分析以，油田行业必须要针对措施施工现场建设起完善的措施施工数据采集、视频监控、数据远程传输综合系统，针对措施施工全过程个个关键生产环节数据进行及时采集，并将其统一传输到管理中心，这样就能够实现高效的作业现场信息数据共享、远程专家诊断以及现场监控。

2.油水井措施施工数字化监控平台方案设计

2.1现场数据采集及传输单元

2.1.1现场传感器

在油水井措施施工现场中压力、排量、砂比等数据都是重点的监控和采集参数，必须要在现场通过设置压力传感器、流量计以及专用传感器来进行数据采集，鉴于传感器的精度、可靠性在很大程度上对措施施工现场运行质量会产生巨大影响。因此在方案设计过程中最终选择了电容式压力传感器、电磁式流量计、发射型密度计来进行措施施工现场数据采集[2]。

2.1.2摄像机

施工现场监控影像数据需要实现远程传输，由于受到网络带宽等因素的影响，可以选择低照度感红外一体化标清网络摄像机，根据生产现场实际需求来设置合理的视频监控点位，还可以通过设置自循环功能而实现整个生产作业现场的全覆盖监控。

2.1.3RTU单元

在油田措施施工现场进行数据采集以及传输的过程中RTU最关键的处理器，就能够实现传感器采集数据的顺利接入，但是必须要对通信过程中的数据通信方式进行充分考虑。

2.1.4通讯模块

目前在通讯领域有线以及无线传输方式应用非常广泛，在油田领域中主要应用了内网以及公网两种网络通信方式。充分结合油田措施施工现场实际作业情况。可以通过以下两种通讯方式来实现数据传输：首先，要充分应用油田数字化建设过程中建设完成的通讯网络，建立起工业级别的无线网络桥接方式，以此来实现RTU采集数据与经常网络之间的顺利接入，通过这种无线网络传输方式有效的解决了油田通讯距离远、跨度大的问题;其次，针对一些没有建设数字化通讯网络的偏远地区，可以通过建设完整的GPRS DTU，来充分利用公网实现RTU采集数据顺利接入网络。

2.2远程服务器监控平台

2.2.1操作系统

针对油田措施施工施工现场要具体特征，必须要充分保证整个操作系统的适应性以及驱动程序的完整性，最终选择windows XP SP3版本作为远程服务器的操作系统，并在整个操作系统中额外加装了工业组态软件、DTU驱动、视频驱动、专用接口驱动。

2.2.2组态软件

为了充分保证推进措施施工现场监控系统运行的稳定性，在充分考虑施工现场作业环境后，最终选择了在技术上相对比较成熟、功能上相对比较全面的工业组态软件，这样就使得软件平台以网站发布但整体开发周期进一步缩减，整体开发成本也得到了有效控制;而且后期应用过程中的维护保养难度也进一步降低，也能够实现后期各种功能的进一步扩展。

3.实践应用

我们小区块油田针对其油田作业区块堵水调剖措施施工现场建立起了现场数据采集传输系统，在经过严格的安装调试后，在作业指挥部安装的远程服务器完全达到了预期的远程监控目标。

3.1硬件功能

（1）数据采集 在该油田数字化监控平台建设过程中主要使用了RTU控制器，在该控制器下配备了两路RS485通讯，其中一条通讯路线主要是用来针对作业现场智能流量表的即使已经累积流量数据进行采集;而另一路通行路线主要是用来将采集的数据及时传输到服务器。

（2）视频监控 充分利用其成效將两路不同的视频进行固定，而且集成撬都具备了高度适当调节的功能，并配备了阵列LED灯来实现夜间的灯光，整个视频监控设备充分利用SD卡存储实现了数据本地存储，而且还能够通过油田自身的局域网络来实现数据要及时传输。

3.2 软件部分

（1）RTU软件 其呈现部分能够实现模拟量A/D转换采集，并通过GPRS DTU通讯来进行测试。

（2）服务软件平台 充分利用现代工业级的组态软件平台实现了整个作业现场数据实时显示、指标动态变化趋势、数据报表、异常报警等功能。

4 效果评价

油水井措施施工数字化监控平台在实践中的应用，是对当前油田数字化建设要进一步深化和改造，完全实现了整个油水井措施施工作业现场信息的高度共享，并针对现场实现了实时视频监控，完全达到了油田措施施工现场监控的预期目标。

参考文献：

[1]周锡生，任佳维，郭成，曹晶晶，祖琳，张海霞. 油田水驱精细挖潜措施经济效益评价方法[J]. 大庆石油地质与开发，2016，35（04）：63-67.

[2]王海翠. 利用油水井措施支持决策系统实现方案管理现代化[J]. 内江科技，2009，30（12）：14+25.