油氣田信息化自動(dòng)控制分析

袁風(fēng)賓

摘 要：信息化自動(dòng)控制技術(shù)在油氣田行業(yè)的應(yīng)用順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，提高油氣田企業(yè)的管理效率，保證企業(yè)實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。基于此，本文對(duì)油氣田信息化自動(dòng)控制的概念進(jìn)行闡述，對(duì)自動(dòng)控制的具體內(nèi)容進(jìn)行分析，著重對(duì)信息化自動(dòng)控制在油氣田中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望給更多人帶來(lái)參考意義。

關(guān)鍵詞：油氣田;信息化;自動(dòng)控制

引言：大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)快速發(fā)展，信息化自動(dòng)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。油氣田企業(yè)跟隨時(shí)代的步伐，逐漸走向信息化，通過(guò)數(shù)據(jù)信息與生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)合，推動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)操作、生產(chǎn)管理、經(jīng)營(yíng)管理多方面呈信息化自動(dòng)控制方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理和監(jiān)控一體化管理，進(jìn)一步提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1油氣田信息化自動(dòng)控制的概念

油氣田信息自動(dòng)化控制是指借助實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控、自動(dòng)化檢測(cè)修復(fù)、模型分析等技術(shù)對(duì)油氣田的相關(guān)設(shè)施儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，對(duì)信息控制流程進(jìn)行完善，保證設(shè)備儀器的處理效率的過(guò)程。其主要包括油污泥處理、油井測(cè)試、堿液調(diào)配以及分離除砂等裝置的處理，以信息技術(shù)手段為核心，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備、資產(chǎn)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、分析，通過(guò)模型進(jìn)行科學(xué)解釋及模擬，貫徹于整個(gè)過(guò)程中，形成閉環(huán)，保證油氣田逐漸向自動(dòng)化以及可視化的方向發(fā)展。另外，信息化自動(dòng)控制在油氣田中的應(yīng)用，可以有效協(xié)助管理人員及工作人員對(duì)油田中各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)作出相應(yīng)的處理工作，為建設(shè)虛擬智能化油田系統(tǒng)奠定良好基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

2油氣田信息化自動(dòng)控制的具體內(nèi)容

2.1生產(chǎn)操作信息化

信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息通信、自動(dòng)化控制、視頻監(jiān)控等信息技術(shù)在油氣田生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、生產(chǎn)管理、自動(dòng)化控制的應(yīng)用進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作信息化，保證油氣田內(nèi)的各系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)。油氣田生產(chǎn)區(qū)域由于環(huán)境較為復(fù)雜，生產(chǎn)較為艱難，無(wú)法保證人力作業(yè)的有效開(kāi)展，數(shù)字化信息建設(shè)的介入有效改善這一問(wèn)題，通過(guò)對(duì)油氣田的井場(chǎng)、庫(kù)站安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備，對(duì)油氣田生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮生產(chǎn)中心和控制中心的生產(chǎn)操作，對(duì)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、匯總，借助數(shù)據(jù)信息的支持做出正確的生產(chǎn)指揮決策，進(jìn)一步提高生產(chǎn)操作的規(guī)范性和可視性（如圖1）。但值得注意的是，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須對(duì)設(shè)備的視頻信號(hào)嚴(yán)格把控[1]。

2.2生產(chǎn)管理信息化

油氣田企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式不符合企業(yè)的發(fā)展要求，生產(chǎn)管理信息化將信息技術(shù)與自動(dòng)控制設(shè)施相結(jié)合，圍繞著油氣田的井庫(kù)和站庫(kù)，對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)階段進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)取締了傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式，對(duì)信息生產(chǎn)管理有效開(kāi)展具有重要意義。首先，自動(dòng)化采集井口的壓力、電流量、載荷等相應(yīng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，保證對(duì)整體生產(chǎn)流程進(jìn)行有效監(jiān)控。其次，根據(jù)井口、井下所收到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，完善數(shù)字化管理模式，實(shí)現(xiàn)最大化效益，推動(dòng)生產(chǎn)數(shù)字信息化的進(jìn)展。另外，對(duì)油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻控制，可以對(duì)油田企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)察巡井、遠(yuǎn)程運(yùn)輸?shù)刃畔?shí)時(shí)進(jìn)行收集，推動(dòng)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制等功能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸，實(shí)現(xiàn)信息管理中自動(dòng)預(yù)警監(jiān)控，不僅優(yōu)化指揮決策，還最大化地提高油氣的收采率。

2.3經(jīng)營(yíng)管理信息化

在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，物聯(lián)網(wǎng)占重要的地位，在油氣田生產(chǎn)中被大范圍應(yīng)用。在應(yīng)用時(shí)，以油田生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)為前提條件，計(jì)算和控制設(shè)備運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，拓展油田業(yè)務(wù)和技術(shù)應(yīng)用的范圍。一方面，促進(jìn)油田設(shè)備管理系統(tǒng)的建立，該系統(tǒng)主要借助傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)監(jiān)督與管理設(shè)備運(yùn)行中的所有數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的整合能力。另一方面，促進(jìn)設(shè)備監(jiān)控中心的建立，在數(shù)字化油田建設(shè)中，通過(guò)專業(yè)人員對(duì)數(shù)據(jù)的管理，可以實(shí)現(xiàn)跨地域協(xié)同工作，提高內(nèi)部信息溝通能力，保證生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密連接。

3油氣田信息化自動(dòng)控制的應(yīng)用

3.1工程案例

某油田管理處A試采作業(yè)區(qū)3#壓縮機(jī)三級(jí)排氣壓力由原來(lái)的4.231MPa升高到5.856MPa，三級(jí)換熱器后管束箱封頭出現(xiàn)水分滲漏情況，由于設(shè)置的報(bào)警限制為5.90MPa，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，分離器中控制系統(tǒng)采集到異常數(shù)據(jù)，觸發(fā)警報(bào)，相關(guān)人員立即停機(jī)，組織人員查看，發(fā)現(xiàn)是三級(jí)換熱器后管束封頭絲堵內(nèi)存在冰堵情況，及時(shí)進(jìn)行解堵作業(yè)。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，減少安全事故的發(fā)生。

3.2安全管理軟硬件配置方面

在對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)時(shí)，必須保證上位監(jiān)控站的穩(wěn)定性以及安全性，通過(guò)上位監(jiān)控站的使用，借助其功能畫(huà)面對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)視及控制，借助報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，滿足石油開(kāi)采要求被廣泛使用，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，依據(jù)系統(tǒng)高低標(biāo)準(zhǔn)，確定異常數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行處理，減少安全隱患。除上位監(jiān)控站外，中心服務(wù)器、前置數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等模塊在油田管理中也被廣泛應(yīng)用，通過(guò)中心服務(wù)器可以進(jìn)行油田安全管理的數(shù)據(jù)備份，提高自動(dòng)化管理的便捷性和高效性;前置數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)的應(yīng)用根據(jù)選擇計(jì)算機(jī)型號(hào)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可視性;數(shù)據(jù)傳輸模塊的應(yīng)用，主要包括電臺(tái)、GPRS方式以及WCF全雙工運(yùn)輸方式，通過(guò)特有的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。

3.3安全管理系統(tǒng)驗(yàn)證方面

進(jìn)行油氣田開(kāi)采時(shí)，首先對(duì)開(kāi)采瞬時(shí)速度進(jìn)行設(shè)置，一般控制在1.0153/s，實(shí)驗(yàn)時(shí)間控制在1h，對(duì)于開(kāi)采誤差一般控制在0.010mm左右，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，對(duì)氣體進(jìn)行勘測(cè)，同時(shí)設(shè)置觸發(fā)機(jī)制，在信號(hào)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制信號(hào)后，將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)及云服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行電子門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)置，保證其自動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)門(mén)禁系統(tǒng)開(kāi)時(shí)，觸發(fā)的報(bào)警信號(hào)會(huì)傳輸?shù)较嚓P(guān)技術(shù)人員手機(jī)或PC端，工作人員可及時(shí)進(jìn)行處理。

3.4安全管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面

從上述中案例中可以看出，自動(dòng)化安全管理的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少故障危害程度，對(duì)油田開(kāi)采作業(yè)的實(shí)施具有重要的保障作用。信息化自動(dòng)控制在油氣田安全管理中的應(yīng)用，主要以過(guò)程控制為主，以過(guò)程控制理論為核心內(nèi)容，借助計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)用控制系統(tǒng)，對(duì)油田進(jìn)行全過(guò)程控制，保證現(xiàn)場(chǎng)信息采集的順利開(kāi)展及系統(tǒng)通信的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5油田安全管理系統(tǒng)應(yīng)用拓展方面

為提高油田的開(kāi)采效率，還可將其應(yīng)用到聯(lián)合站、油氣處理廠、計(jì)量站、轉(zhuǎn)油站、注水站中，進(jìn)一步提高對(duì)井口設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔保存管理。另外，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)急設(shè)備管控機(jī)構(gòu)有重要的意義，不僅為工作人員提供了便利，減少工作量，還進(jìn)一步提高了工作效率。

結(jié)論：總而言之，在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，油氣田信息化自動(dòng)控制的應(yīng)用對(duì)石油企業(yè)具有至關(guān)重要的作用，不僅可以及時(shí)收集油氣田設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)其監(jiān)測(cè)，減少安全事故發(fā)生，還進(jìn)一步提高石油開(kāi)采效率。因此，必須重視自動(dòng)化控制技術(shù)，合理利用，嚴(yán)格控制自動(dòng)化安全管理系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮油氣田信息化自動(dòng)控制的最優(yōu)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡權(quán).油氣田信息化自動(dòng)控制研究[J].中國(guó)管理信息化，2020，24（04）：104-105.