基于数字化油田生产中自动化仪表的选择应用分析

焦寰宇

（大庆油田第六采油厂工程技术大队，黑龙江 大庆 163114）

科技的发展日新月异，我国油田的生产也朝着数字化的方向不断迈进。近年来，在各种新技术、新工艺的不断应用中，仪表自动化技术也得到了普及，且在油田的数字化建设中得到了广泛应用，不断促进了我国油田开采装备的更新和升级，为提高我国油田的生产效率提供了重要技术支持。数字化信息技术是当今社会发展的必然趋势，油田生产开采技术能否同步更新直接关系着油田建设事业的成败。为此，如何选择应用合适的自动化仪表就显得尤为重要，也是当前要研究的重要课题。

1 油田生产中自动化仪表的应用现状分析

信息技术的发展，对油田生产的自动化程度提出了越来越高的要求，如生产时流量、温度、压力等参数等都需要达到精准的测量和控制，自动化仪表的应用无疑适应了当前生产的需要，并在油田数字化建设中得到了广泛应用，这不但降低了作业人员的工作强度，还能进一步地防止由于测量不精确、控制不精准等带来的不必要损失，并且还大大提高了数据采集和分析处理的工作效率，为提高油田的产能和生产的安全性提供了保障。尽管自动化仪表的性能卓越，但是，在实际使用中由于其种类繁多，所适用的条件也有所差别，此外，还受成本控制以及用户操作水平的制约，由于仪表错误使用而引起误差过大的情况也经常出现，使自动化仪表系统的准确度和稳定性大打折扣。所以，如果要减少测量误差的发生，就应结合作业环境以及测量参数需要正确选用所需仪表，以保证其可以工作在自身所允许的范围内。举个例子，当口径大于150 mm时按标准可选取高精度的超声波流量计，但是，如果测量容易受环境影响并且存在泄漏风险的水管流量时，就该选取涡流流量计。为此，要充分发挥自动化仪表系统的性能，就必须正确合理地选用自动化仪表，以保障测量的准确性。

2 油田生产中自动化仪表的选用原则

油田生产中所使用的仪器仪表自身也是带有误差的，但其一般是以绝对误差、相对误差以及传导误差来表现的。由于油田的生产环境的差异，不仅受外部环境的干扰，其内部因素同样制约着油田的生产作业，这种种因素均会影响仪器仪表工作的稳定性，造成其不可避免地出现一定的误差。为此，为解决上述存在的问题，就应该在仪器仪表的选择上认真考量，并根据相关原则方法正确选用仪器仪表。

2.1 精确性和经济性兼顾原则

对于油田生产作业而言，其整个过程均是相对比较复杂的，如果不能很好地了解油田储存开采状况和生产运行状态并进行有效分析，进一步做出最合适的开发方案，同时，还需不断地优化生产工艺以及调整完善设备运行参数，否则，就无法提高油田的产能以及生产的安全性。故在进行自动化仪表选用过程中，我们首先要考虑其精确度，并根据油田生产自身情况、计量的环境、介质特性以及精度要求等，从而筛选出可以在此条件下正确计量仪表。但是，如果筛选出的仪表均存在精度等级相当的情况时，就应该考虑其经济成本的问题，再从其中筛选出经济性与技术性两者都兼顾的仪表，排除成本高、功能繁多而不符合油田生产与管理所需的仪表。

2.2 安全性和可靠性兼顾原则

做好安全生产工作是我国大力推行的一项举措，同时，也是企业生产管理必须严格遵守的一项重要规定，油田的安全生产也不例外。为此，在自动化仪表的选择上，除了考虑其卓越的性能外，还要把其安全性考虑其中。一般而言，一些新研发的仪器仪表设备由于缺乏长期实际使用的验证，在其使用上还是会存在安全性的疑虑。信息技术在快速发展，旧的自动化仪器仪表设备逐步被淘汰，新的仪器仪表设备也在不断涌现，但在自动化仪表的选择上，只要其所采用的技术可以符合特定参数测量需要就行，并在其中优先选用经过实践长期验证的、安全耐用的仪表，此外，还应当根据仪表安装说明和规定正确安装，检查管道内是否存在杂物和焊渣未并清理干净，以为仪表的正常测量提供保证。

3 油田生产中自动化仪表的选择应用

在油田生产作业过程中，温度、压力、流量、液位等均是比较重要的参数，基于前文所论述的两项原则，现根据油田生产作业各种情况下简要介绍自动化仪表的选择。

3.1 温度测量仪表的选择

温度是影响油田生产的一项重要指标，正确有效地监测其生产环境温度的变化就显得尤为重要。一般在选用自动化仪表系统测量温度时，推荐采用金属温度仪表作为就地指示仪表，同时，把它的精度调整到1.0～1.5级，测量幅度控制在-80～500℃。若介质的温度小于-8℃又或无法有效实现接触性测量，就应采用低温压力温度计。

3.2 压力测量仪表的选择

除了温度测量外，油田作业时，另一项必须高度关注的工作就是压力测量。对于不同特性的介质来说，通常其压力状态也是不尽相同的，而且地下环境相对复杂多变，其压力也会发生变化的，所以为了尽可能降低压力测量的误差，则需结合介质本身的特性从而选用合适的压力仪表。比如，如果所需测量的介质黏度相对比较高时，推荐采用1.5～2.5级的隔膜式压力仪表；若介质是带有固体颗粒状腐蚀性的，推荐采用法兰膜片式压力变送器；如果测量的是剧烈振动的介质，此时，测量仪表就推荐采用数字压力变送器。

3.3 流量和液位计量仪表的选择

和温度测量、压力测量一样，油井产液量和液位等参数都需要自动化仪表系统进行测量。测量介质一般可以分为原油、轻质油、地下水池、污油池以及易液化等五种。为此，在流量和液位计量仪的选择上就需要结合介质特性进行筛选，如表1、表2所示。如果介质是原油时，其计量仪表推荐采用涡街流量计、双转子流量计等，而液位测量则推荐采用浮球液位计；如果介质的是黏度小于5mps的轻质油，其测量仪表则推荐采用涡轮流量计和玻璃板液位仪；如果介质是污水、注入水或地下水池，其计量仪表则推荐采用涡轮流量计、电磁流量计，而采用顶装式浮球液位计、深度计测量液位；如果介质是污油池，其测量仪表则推荐采用电容液位计，如果是易液化介质时，其液位测量仪表则推荐采用掺了乙二醇水溶液的隔离容器。

表1 流量计量仪表根据不同介质的选择

表2 液位测量仪表根据不同介质的选择

4 结语

随着油田生产自动化程度的不断提高，对自动化仪表的选择应用提出了更高的要求，根据精确性和经济性兼顾、安全性和可靠性兼顾等两个原则科学合理地选择自动化仪表，不仅可以显著提升油田生产作业的效率，还能避免因仪表选择不当带来的不必要损失，有利于进一步提高油田企业的经济效益。为此，在数字化油田建设中，仪器仪表设备的更新换代需结合油田生产作业条件正确选择应用，不应盲目追求新设备的应用，为此才能实现油田生产作业过程中的精准测量，满足自动化生产的需要。