油田偏远油井生产监控与管理平台应用研究

宋秀艳1朱广海2王丽萍3

1大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿712队163000；

2大庆油田有限责任公司第四采油厂第二油矿四区六队163000；

3大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿717队163000

摘要：随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，油田数字化油田建设逐步完善并迈向智慧化油田，油田还存在部分地理位置偏远、基础设施不完善的偏远油井，其偏僻落后、环境闭塞、交通通信不便，成为实施数字化油田建设与完善的难点和重点。因此，本文对油田偏远油井生产监控以及管理平台进行了深入的研究，希望能够有效实现数字化油田建设。

关键词：油田偏远油井；生产监控；管理平台

引言：目前，很多油田数字化建设对能够供电和集输的井场实现了生产管理方式自动化、信息化覆盖。但是，偏远油井仍然处于传统采油的模式，这阻碍了油田数字化的建设脚步。偏远油井数字化油田建设的困难和问题：偏远油井目前的生产管理方式依旧采用耗时费力的人工巡井模式，难以实现油田生产监控管理中心对其进行集中统一监管，且井与井之间信息流通不便，数据难以共享，这些对偏远油井的数字化建设造成阻碍。不论是从提高油田信息化整体水平的角度出发，还是为了实现油田偏远油井自身长久稳定发展，实施偏远油井的自动化、信息化监管是解决问题的重要手段。

1.偏远油井生产监控管理系统需求

1.1油井数据监测

系统采用支持无线传输的检测仪表需要对每个作业区的偏远油井进行集中监测，每口偏远油井需要监测抽油机示功图、油井动液面、产液量、柴油量等，能够及时发现每口油井在采油运行时存在的问题。由于抽油机产出的原油存储在储油罐中，所以可以通过监测储油罐中的液位变化计算出油井产液量，原油计产是生产监控中的重要内容；监测柴油箱液位不仅可以防止因柴油补给不足造成的生产停井，也可以通过计算柴油消耗量对柴油用量进行管理。

1.2现场视频监控

通过定时采集现场生产画面，可以有效提高对偏远油井的监管力度。受现场信号强度的影响，在保障生产监视功能的前提下，为使监控画面上传流畅不卡顿，则要求全天范围内，每10分钟定时采集一次现场图像，并具备断点续传功能。同时，当出现人员进入监视范围时，监视设备应具有自动拍摄功能；在监控管理中心，生产管理人员可远程下发抓图指令，从而实现对生产现场的有力监视。

1.3油井生产管理

通过开发偏远油井生产监控管理系统应用软件，将生产数据、设备状态信息等与图形界面相结合，搭建功能全面、画面简洁、操作便捷的监控管理系统。系统采用冗余存储，对偏远油井各类生产数据的长期记录与保存；对偏远井场的油井生产运行（柴油量、产液量）、设备状态等数据进行统计分析，利用标准、规格统一的报表和曲线图，生产管理系统可通过油井生产趋势曲线进行相关分析，实现对生产过程的管理和报警管理，并且能够进行间抽时间预测。

2.偏远油井生产与管理现状

很多采油厂，由于基础设备差没有供电网络，井场采用粗犷的管理方式，并无对油井状态和抽油机的运作状态进行有效的监控，采用周期性的人工巡井方式对于每个区块所属的油井进行监管。从众多油田采油厂偏远油井的管理现状来看存在以下问题：

（1）采油厂对于偏远作业区块的生产监控只停留在生产报表的反馈，偏远油井的生产监控无法统一管理；（2）作业区块采用周期性人工巡井的方式进行偏远油井的日常管理，员工劳动强度大，且井场的柴油消耗和原油产量采用人工估算的方式进行反馈，数据不准确，无规律地进行柴油补给和原油转运，容易造成资源浪费；（3）单井生产管理，由于未安装油井生产检测相关传感器，故无法对油井生产情况进行监控，不能及时对采油设备发生故障进行处理。

3.偏远油井生产监控管理系统方案

从偏远油井生产监控管理的实际需求出发，结合生产现场实际条件，提出偏远油井生产监控管理系统物联网架构，从而设计一套具有稳定性、实用性、开放性且低功耗的偏远油井生产监控管理系统方案。

3.1系统总体方案设计

采用物联网技术对偏远油井生产监控管理系统进行总体方案设计，结合生产现场实际条件，提出基于B/S模式的偏远油井生产监控管理系统物联网架构。系统主要分为生产信息采集子系统、生产信息传输子系统和监控管理平台三个部分。提供通过IE浏览器的方式访问偏远油井生产监控管理系统，以满足油田管理人员在任何地方对生产过程进行实时监控的需求，由此设计一套具有稳定性、实用性、开放性且低功耗的偏远油井生产监控管理系统方案。

3.2生产信息采集子系统

生产信息采集子系统是偏远油井生产监控管理系统实现的基础，要完成油田采油偏远油井作业区的油井生产信息（冲程、冲次、载荷、动液面深度值、套压值、原液位值和柴油液位值）和油井生产现场视频图像的采集。油井生产信息通过的各种传感器以ZigBee的方式[56]上传至多协议无线转换器，视频信息以TCP/IP上传至多协议无线通讯转换器。

3.3生产信息传输子系统

生产信息传输子系统是连接生产信息采集子系统与监控管理平台的桥梁。采用稳定、安全、低功耗的传输网络是实现现场生产信息实时、准确上传到偏远油井监控管理平台的保障。结合现场实际信号覆盖情况，最终选用VPDN虚拟通信网络实现数据传输。通过现场拨号方式，进入采油虚拟专用网中，从而建立生产现场与采油指挥中心之间的数据通讯通道。通过输入设定好的用户名和密码进入虚拟网络内部，将现场所有信息进行封包与加密处理后通过VPDN虚拟传输通道进入指定IP的服务器中，完成数据传输。

3.4监控管理平台

监控管理平台是偏远油井生产监控管理系统的核心，采用B/S模式搭建监控管理平台可以实现多级用户的在线同步访问，数据实时共享程度高。用户仅利用浏览器寻址访问的方式就可在异地完成对生产数据的查询与存取。同时，基于B/S模式的监控管理平台具有开发与维护简单、扩展性好，信息共享度高等优点。监控管理平台体系结构如图：

结语：基于物联网的偏远油井生产监控管理系统具有重要的显示意义，对油田偏远油井统一监控管理具有很高的应用价值。通过现场环境的实际测试发现，偏远油井生产监控管理系统解决了当前油田管理阶层对偏远油井监管困难的现状，实现了管理人员对偏远油井的生产信息的实时采集、归纳与管理，并且各井区间的数据信息也有了交互共享，打破了偏远油井信息封闭，互不相通的局面。偏远油井生产监控管理系统的应用有利于油田管理中心对闭塞落后井场实施统一规范化监管，在建设数字化油田的进程中起到了良好的推动作用。

参考文献：

[1]韩光，韩凌，薛广超.油田生产远程无线计量系统研究与应用[J].中国管理信息化，2016，19（4）：73-74.

[2]沈杰鹏.试论油田自动化系统中的油井监控技术应用[J].化工管理，2017（20）.