摘要：油田数字化系统是围绕油田开发而装配的精细化工艺，设计、开发的主要功能有生产监控、视频监控、示功图分析、注水量分析等，本系统的应用已实现单位各级通过登录数字化网站来查看各项生产任务及不正常井的发现，实现了过程控制、工艺可视化、现场监督验收等，大大减轻用工强度，提高工作效率。
关键词：数字化油田；开发；应用
一、项目概况
目前，文明寨油田采油区范围大，油水井地点分散、数量多，抽油机都在野外工作，数据的提取也是靠人工手抄，带来的工作繁琐，工作量大。而且数据不能得到很好的集中统一管理，对设备运行情况不能及时检测、记录和统计，巡视、检维修也相对困难，浪费大量的人力物力，注水井水量的控制相对频繁，且精度不高。
数字油田是油田企业生产、科研、管理和决策的综合基础信息平台，它将对油田信息化建设起着统领和导向的作用。数字油田已经表现出广阔的应用前景：
（1）数字油田建设可以大幅度提高油田勘探开发研究和辅助决策水平，促进油田的可持续发展；
（2）数字油田建设可以优化生产流程，大幅度提升油田生产运行质量；
（3）数字油田建设可以促进油田改革的进一步深化，提高油田经营管理水平。
二、项目完成内容
对全区油井开井185口油井、160口水井安装数字化配套，其数字化技术主体思路是“主要参数实时采集，重要场所视频监控，关键设备远程控制，安全生产智能预警，紧急状况连锁制动”。
（1）井场控制站现有RTU负责采集井场的数据，如压力，流量等等，通过GPRS的方式往计量站发送数据。
（2）计量站装有PC机，安装力控组态软件，采集来自井场的数据，同时在计量站设置RTU采集单元，将一些计量站的信号进行采集并上发。
（3）通过光纤采集若干计量站RTU的数据，同时处理厂装有DCS控制系统，采集本厂的数据。
（4）通过在输油管道关键部位、油气区重点路段和井场、井站安装视频监控、设置电子视频跟踪锁定及传声警示等电子遥控系统，实现异常情况自动报警，监控出入油区的车辆、人员。
（5）在厂调度中心，安装具有很高性能的实时数据库，通过光纤采集计量站的数据以及来自管网的数据，实现统一的管理。
生产监控：
采集抽油机井、电潜泵井、配水间、注水站、油水集输管网、增压站、集输站、罐区等生产场所装置的实时生产数据，包括压力、温度、流量、液位、电流、功率、载荷、冲程、冲次等运行参数数据。并且包括油井的示功图计量数据，将增压站、注水井、联合站等以力控油汽版本软件制作好的工艺画面文件拷贝至数字化平台的工程文件夹中进行快速编译，可达到快速组态的目的，做到管理平台与站控的画面高度统一，实现生产实时、智能监控。
视频监控：
根据每个井场的井口数量的不同，设置不同套数的视频监控设备，以实现对整个井场的实时监控。每套视频监控设备可以对多个固定位置的预制拍摄或取证拍摄，同时具备智能物体行为分析功能，实现对井场的周界报警、非法闯入等事件进行报警并进行广播提示。实时提醒操作人员，操作人员可以根据报警的情况通过手动操作摄像机进行近距离，高清晰取证录像，同时也可以实现自动触发远程录像功能。
智能分析视频服务器占用单台服务器，可实现安全防卫功能，有人员进入井场时，在增压点语音报警，自动变大井场画面，自动拍照、存储。增压点（作业区）值班人员通过变焦操作，对进入井场人员进行识别。通过语音通道播放音频警示文件（或通过麦克风远程语音警示）。通过服务器软件配置使之进行WEB发布，可以通过B/S模式进行画面切换。
注水量分析：
关于供注水分析系统，主要是实时显示供注水管网、注水井、水源井运行状态和相关参数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆各个界面均可显示实时及历史数据；由标准化站控系统完成对注水井及阀组的监控，一方面可以选择需要设定的注水井进行注水量设定，另一方面可以通过设置注水井注水压力和瞬时流量波动上下限，若超限则系统会及时报警。
三、创新内容
1、生产运行系统的实时监控
通过数字化站控中心、调控中心、生产指挥中心将生产运行中主要的生产参数实时监控，实现了生产信息的“统一平台，信息共享，多级监视，分散控制”。
1.1长输管线状态实时监控
以站控系统为基础，通过采集、分析站点外输压力、温度及流量的曲线变化，监控、分析管线是否运行正常，及时对管线泄漏预警并预测泄漏点位置，泄漏点误差±50m。它比较传统的全程步行巡线效率极大提高，减少了原油泄漏损失。
1.2站点运行参数实时监控
通过站控系统将各类站点的重要工艺参数进行采集并显示出来，实现了室内即能巡检全站的生产参数，站内值班人数大幅减少。
1.3功图计量
每隔三十分钟采集油井地面示功图，传送到油井功图计量系统集中处理，通过多边形逼近法和矢量特征法对泵功图进行分析判断，并根据工况严重程度分级预警，计算抽油泵的有效冲程和产量。传统示功图每月采集2次，一些暗躺井不能及时发现，单井计量需配置部分人员、测取功图或量油，而功图计量系统可实时采集功图、智能预警和计量，减少大量车辆、人员和地面设备的配置。
2、图像采集技术
2.1 视频监控
利用摄像机成像技术将重要场所图像进行实时监控，可实现闯入报警、智能跟踪、实时图像抓拍、历史图像查询等功能。
2.2 电子智能执勤
集成图像触发技术、车辆抓拍、车牌识别、数据库技术、GPS车辆安全管理技术等，对进入油区的车辆自动识别，实现车辆抓拍、历史视频查询等功能，对可疑车辆进行预警，并结合GPS车辆安全管理信息对油田内部车辆进行跟踪管理。
视频监控使打击非法盗油有的放矢，井场实现无人值守，驻井人员转移到应急驻点。
3、自动化控制技术
3.1 数字化抽油机
数字化抽油机中的智能控制柜中含有采集传输模块、数据显示模块、工频控制模块、变频控制模块等，除了实现功图、油井状态、冲程、冲次、井口回压实时采集的功能等。
3.2 智能配注
实现了对注水阀组的分水器压力、管压、瞬时流量、累积流量的采集，下步还可以远程调整水井配注量的功能。
四、结论与认识
油田建设的数字化能使企业提高工作效率、提高工作质量、增加企业经济效益和社会效益。通过油田数字化建设各个环节应用系统进行智能化处理、快速整合。使这些信息资源得到最大限度地共享和有效利用，及时为决策者提供依据，促进企业管理水平和运行效率的提高。使油田管理走向科学化和最优化，使企业业务流程规范化、信息资源共享最大化、制度管理科学化。从而促使企业整体水平的提升，增强石油企业在国际市场的竞争力。力控系列产品作为基础的自动化软件平台和数据中心管理平台，为数字化油田基础的数据采集与管理发挥了巨大的作用。
五、效益分析
油井方面：根据巡查功图及时发现不正常井，避免躺井不及时发现，造成原有倒灌、烧电机、皮带等现象。
集输方面：根据各计量站压力，判断单井及支干线异常情况。
监控方面：发现现场跑、冒、滴、漏，井站场范围内非工作人员进入，施工现场的视频安全监护等作用。
六、下步推广应用建议
目前数字化系统运用于正常生产井技术已成熟，下步应应用于长关井、长停井，支干线技术管线，完善电流、电量测取，远程调试、启停等功能。
论文作者:任海科
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第1期
论文发表时间:2020/3/27
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