数字化油田无人值守模式

姜雨华(大庆油田第四采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000)

0 引言

无人值守模式是数字化油田建设和发展的重点。目前，很多油田企业都建立了无人值守模式，虽然如此，数字化油田无人值守模式尚未进入成熟的发展阶段，未来还有着广阔的技术发展潜力。

1 发展数字化油田的意义

1.1 持续推进，实现油田管理飞跃

在数字化油田建设中，用数字化管控的方式取代了传统的纯人工模式，符合油田可持续发展的现实要求，且实现了油田管理的创新。在数字化油田系统建成以后，不仅可以实现油水井、站间运行数据的自动化采集、存储、分析与处理，更能够对油田生产中的全部要素加以全过程、全方位监控，这种动态化监控模式，有效保障了生产作业的高效、有序进行，即使在生产作业中遇到了突发情况，数字化系统中的相应模块可以在极短的时间内获得相应的信息，快速预警和反馈[1]。因此，数字化油田实现了管理的智能化，对油田企业的长远发展极为重要。

1.2 生产管理单元实现“有人巡检，无人值守”

数字化油田改变了油田的管理模式，生产管理单元完全实现了“有人巡检、无人值守”的目标。在传统的油田生产作业中，大多以人工作业为主，在数字化油田建成以后，因为其中包含了自动化和数字化模块，也就使得在整个的生产作业中，自动化作业和管控目标得以实现，正是一些自动化机械设备和系统的使用，使得在生产作业中的人力资源投入量大大减少，现场人员的工作量有所降低，机械生产取代人工作业的模式下，油田产能、效率和效益都有所提升。在数字化油田尚未完全实现以前，油田站间的主要生产单元一般需要24 h有人值守，在每天油田企业都需要安排专人对油水井开展两次的巡检。而数字化油田建成以后，完全实现了无人值守的新模式，这就使得在油水井的巡检中，巡检周期有所延长，管理人员数量有所减少。数字化油田模式下，相关作业人员或者管理人员在智能监控系统的辅助下，只需要非常短的时间就可以实现自动停井，注水与集油掺水都可以实现远程控制与调节，保持了高效、稳定的生产作业[2]。

1.3 信息有效共享，生产动态实时管控

数字化油田模式建成以后，因为在油田中的各个生产要素之间建立了紧密的关联，也就使得在一切生产作业的进行过程中，有效保障了一切生产数据的信息共享与集成，这种信息共享，完全实现了对一切生产作业的动态、实时监控，后台管理人员可以直接利用数字化监控系统来实时掌握生产设备的运行状态、生产作业情况[3]。在数字化油田并未完全实现以前，全部的数据都是由人工处理的，因为油田企业的生产规模庞大，产生的数据种类繁多、数量庞大，人工处理的难度系数高，数据处理消耗时间长，没有完全实现数据资源的科学合理利用。而数字化油田建成以后，信息共享下不仅提升了数据处理的效率，更是实现了数据的筛选和剔除，经由各种有效信息的合理利用，实现了生产状态的动态把握。

2 油田无人值守建设内容

2.1 工艺配套建设

无人值守模式作为数字化油田建设中的重点，其建设过程中，数字化技术是关键，为保障无人值守模式在油田生产作业中的优势发挥，各个油田企业还应该完善油田地面工艺配套设施，保持工艺设施与无人值守模式的配套性。油田现场的情况非常复杂，油田企业应安排专业人员来详细分析无人值守模式的建设需求，不断对油田站点加以优化布局。

2.2 数字化升级改造

2.2.1 缓冲罐出口控制、应急切换，来油泄漏检测

油田五人值守模式建设时，数字化升级改造极为重要，在缓冲罐出口进行电动三通球阀的设置，并将该三通球阀与输油泵进口、事故油箱进口之间保持可靠的连接，使得在生产过程中能够维持正常的作业流程，即使出现了生产事故，也可以一键切换[4]。采输来油区域增设可燃气体检测装置。

2.2.2 外输泵远程启停、远程切换，外输紧急截断

数字化油田中的无人值守模式下，外输泵远程启停和远程切换是关键的构成要素，将外输泵出口设置为压力远传，出口采取电动阀的方式，使得在整个的生产作业中，完全可以实现储罐高低液位、外输高低压停泵的目标，多泵远程控制更为便捷和高效。

2.2.3 加热炉熄火保护、恒温控制，低水位报警

加热炉膨胀水箱安装相应的液位计，在此设计下，有效实现了对液位的连续、实时监测，当液位低于正常标准时，系统中的报警模块会立即启动预警。加热炉上安装气动燃烧器或者全自动燃烧器，有效实现了熄火保护，根据生产的现实需求来实现负荷的灵活调整。

3 数字化油田无人值守模式的建设技术

3.1 智能机器人巡检

智能巡检机器人可以辅助无人值守目标的实现，因为智能机器人中存在视觉导航功能，在多传感器信息融合、三维信息感知、激光扫描测距等的融合基础上，伴随着油田生产作业的推进，所采集到的各类信息与数据都可以及时、快速上传到数控中心，后台管理人员在数据接收和分析的基础上，也就实现了对场站的全面巡检。智能机器人中的智能化模块，可以自主提取有用的信息，在整合基础上形成巡检报表，帮助油田企业完成场站巡检。智能机器人在油田巡检中的功能、优势非常突出，定时、定点的巡检目标都得以实现，克服了传统人工巡检下的弊端，巡检效率大大提升。此外，因为在智能机器人中兼具视频监控的功能，这一功能使得在巡检的同时，可以通过视频显示来清晰了解场站现场的具体情况，当发现了异常信息以后，系统会快速启动声光报警，及时提醒现场相关人员来处理。

3.2 场站智能检测

油田无人值守模式下，场站的智能检测极为重要，智能检测中综合了多种的传感器技术，在传感器和计算机技术的有效结合下，系统完全可以实现对数据的自动采集与分析，这一检测具有智能化特征。油田生产作业的现场条件极为复杂，人工检测方面存在着诸多的技术局限，而智能检测技术的优势非常突出，通过远红外技术，可以直接对管道内泄漏的气体和液体实现实时探测，一旦检测到存在气体和液体泄漏的现象，会立即进行相应的处理。相比较而言，智能检测下对场站内气体、液体泄漏的检测更为高效和科学，完全可以在检测的同时发挥该技术的自动提示、及时报警优势，相关人员在对此类突发事故的处理方面，不仅可以实现故障的精准定位，更为故障处理争取了时间。此外，热敏电阻技术对作业区的温度变化信息采集十分高效，安全预警得以实现，通过安全隐患识别和预警，有效促进了油田安全生产目标的实现。

3.3 数据虚拟化

数据虚拟化同样是无人值守模式下的重要技术，在数据虚拟化下，通过数据库、大数据技术、传感技术等的融合下，各种操作集中到了同一环境中，虽然如此，但在运营的过程中互相之间不存在明显的干扰，伴随着油田生产作业的推进，无论是生产环节还是决策中环节，都可以达到智能优化和整合的目标。油田生产作业中产生的数据信息非常多，数据虚拟化技术可以将相应的生产数据和信息实施分类管理，在分类整合的基础上筛选出有用的信息，用信息化指导油田现场的生产作业。数据虚拟化系统的科学配置，可以辅助油田企业的生产决策、故障处理和安全预警，知识库中集成了全部的信息，知识库相应信息的利用，相关人员可以快速进行突发事件的处理和决策。因此，从油田数字化的总体发展来看，数据虚拟化技术下的数据管理运营成本得到了有效的控制，符合油田现代化发展的目标。

3.4 远程操作技术

远程操作技术在油田数字化领域的应用具有突出的优势，可以辅助远程控制，改善油田的生产管理模式。抽油机中的数据采集和控制装置安装以后，在计算机技术的辅助下，有效实现了对全部数据与信息的智能分析，后台管理人员在远程控制下，抽油机运行的过程中，状态监测的全面监测更为高效。在油田配水间通过自动控制注水仪的安装，在一系列的生产流程执行中，各类传感器可以直接将其所采集到的信息全部上传到综合管理平台，在该平台内，监控中心人员可以根据生产的现实需求来进行注水参数的调整，将相应的信息与历史数据对比以后，开展有针对性的规划和统筹，实现对注水量的远程控制，这一远程控制过程不仅仅体现在对相应参数和操作的控制方面，更保持了整个生产系统的可靠、稳定运转。

4 结语

近年来，伴随着各个油田企业生产规模的日渐扩大，很多油田在生产推进的过程中，都在积极探索数字化发展路径，但数字化建设的过程中，对于新型技术的使用标准非常高，如果要达到数字化建设的良好效果，专业人员应加强先进技术在生产环节的利用，推进无人值守模式的形成，发挥该模式在油田生产作业中的优势，为油田企业创造更高的经济和社会效益。