油田地面工程數字化建設方案優(yōu)化探索

油田地面工程數字化建設方案優(yōu)化探索摘要：油田的生產環(huán)節(jié)是石油企業(yè)管理中的重中之重，由于油田的基礎設施地理分布性較廣，各區(qū)域地理環(huán)境和地質條件差異性較大。因此，生產指揮與決策在已知生產動態(tài)信息的基礎上，與具體的遠程實地三維地理信息相聯系，將大幅提高油田企業(yè)生產管理的科技化程度，達到事半功倍的效果。油田在生產開發(fā)過程中，安全性保障是首要任務，對于各種災害的預案制定與快速反應是減少災損失的關鍵。關鍵詞：地面工程數字化；建設方案；優(yōu)化引言近年來，油田開發(fā)逐步加大數字化建設力度，按照試點先行、規(guī)模推廣、持續(xù)優(yōu)化、深化應用的建設路線推進數字化建設。但是，由于部分油田開發(fā)年限較長，開發(fā)方式及采出液處理工藝復雜，井、間、站場建設周期跨度大且數量多，面臨的生產成本壓力大，數字化應用程度仍處于較低水平。為了緊跟互聯網大數據時代的前進步伐，早日建成數字油田、智能油田、智慧油田，急需加快油田數字化建設步伐，推進建設進程。通過優(yōu)化數字化建設方案，固化數字化建設模式，為大規(guī)模推廣數字化建設積累經驗。1油田地面建設難點剖析油田地面建設經過多年探索與經驗總結，目前已形成自身建設特點。國內頁巖氣田生產早期的壓力和產量較高，短時間內壓力和產量會很快衰減至較低程度，這使頁巖氣地面初期建設的設計規(guī)模難以同時與其早、中、后期等3個生產階段的實際產能相匹配。地面工程總體布局和規(guī)模難以合理設計與確定，生產早期投入的高等級大規(guī)模地面設備在短期內即會面臨功能過剩，容易導致設備投資成本較高和運行效果不理想。因此，地面集輸系統必須具備高度的靈活性和可擴展性，以保證地面設備可以重復利用。同時，頁巖氣的非常規(guī)特性使得滾動開發(fā)時的新井、加密井等接入管網后的產能波動大，地面集輸規(guī)模和站場布置需要進行不斷地調整，以適應產能動態(tài)變化的要求，并且頁巖氣田井站布置選址、集輸規(guī)模和集輸半徑等不確定因素的綜合性影響，導致站場布局和管網形式的確定難度較大。因此，需要針對頁巖氣田地面工程建設進行深度剖析，劃分地面建設界面，采取新的地面建設模式解決地面建設難點及矛盾，以實現地面鉆井、壓裂測試、地面設施建設等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的銜接，便于地面工程統籌規(guī)劃、統一組織管理、地下地面統一，使得頁巖氣田安全、高效和經濟開采運行。2存在的問題（1）單體模型規(guī)模龐大不成體系。完成全廠三維模型，但相對關系無法體現，具體使用還停留在瀏覽階段，不能為生產管理提供指導，（2）設施設備信息單一。只具備圖形數據，站場、單井、道路模型沒有詳細的屬性數據支持，在分析與決策支持方面的能力相對較弱，（3）油田設施不完善。缺乏地下管網的空間信息，不能有效的形成地上地下一體化的管理模式，在油田通用三維空間信息的網絡化與標準化等方面有待進一步完善。3數字化建設思路3.1優(yōu)選井、間數據采集通信技術對于油水井，計量間，閥組間等井、間的數字化建設，需在井場和間內增加壓力變送器、溫度變送器等儀表設備進行相關生產運行數據采集?，F場儀表信號傳送至控制設備的方式有電纜傳輸及無線信號傳輸兩種。根據相關規(guī)范的要求，同時考慮到現場施工及井口作業(yè)的方便性，現場儀表以無線傳輸方式為主。通過對井、間設置的現場無線儀表應用技術進行對比后，優(yōu)選WIA-PA技術（一種面向工業(yè)過程自動化的工業(yè)無線網絡標準技術）和Zigbee技術（一種應用于短距離和低速率下的無線通信技術）作為現場無線儀表采集技術。這兩種技術均為采用2.4GHz頻段的無線網絡通信協議，在現場儀表內嵌入相應Zigbee或WIA-PA通信模塊，通過無線電磁波可以實現數據上傳。3.2埋地管網補充完善利用GPS-RTK測量儀對區(qū)域內的工程數據（單井、管道、電力設施、道路、供排水設施等）進行現場測量和記錄，現場同步收集部分屬性數據，針對站（間）以上管網采取先探測后測繪的方式進行。對管道根據管徑、輸送介質、埋深等信息進行三維建模[根據起點、拐點、終點等空間信息精確定位到影像圖中，反映管線真實走向的同時體現了與周圍自然環(huán)境的關系。3.3采集點位設置2016年12月發(fā)布SY/T7352—2016《油氣田地面工程數據采集與監(jiān)控系統設計規(guī)范》，該規(guī)范主要對石油行業(yè)的井站生產運行數據采集與監(jiān)控要求進行了規(guī)范。站場采集點位依據《油氣田地面工程數據采集與監(jiān)控系統設計規(guī)范》對各類站場具體的檢測和采集參數進行規(guī)定，重要工藝參數全部進入站控系統統一管理。3.4安防能力提升為了探索數字化建設、油田保衛(wèi)技防、生產管理緊密結合的管控模式，將相控雷達與光學成像技術高度融合，根據監(jiān)測管轄范圍內的雷達系統，快速定位偷盜位置，并根據油田路網拓撲圖，快速制定導航路線，監(jiān)測面積在安防雷達全部實施后可達519km2，有效降低盜油盜電案件發(fā)生。3.5優(yōu)化注水井實施方案注水井參數采集實施方案分為采集型和控制型，根據生產的不同需求進行優(yōu)化選用。采集型對注水井油壓、瞬時注入量、累計注入量進行采集及數據上傳；對注水量需實時監(jiān)控和精確調整的注水井，采用控制型，在采集型基礎上，增設注水量實時遠程自動調節(jié)功能。在示范工程建設時，根據生產實際需求進行實施方案優(yōu)選，如，大慶采油五廠數字化建設工程中，由于杏南地區(qū)注水量相對穩(wěn)定，單井調節(jié)頻次較低，因此按照采集型采集注水井單井壓力與流量數據，采用電池供電，降低工程投資；而高臺子油田和太北作業(yè)區(qū)注水井注水量調節(jié)較為頻繁，采用控制型，在對注水井單井壓力與流量數據進行采集的同時，增設流量控制裝置，實現注水量實時遠程自動調節(jié)。結束語油田實現自動感知、預測預警、業(yè)務協同、決策優(yōu)化的智能化應用，需要通過數字化建設，建立各生產環(huán)節(jié)自動化、可視化系統，采集生產實時數據，達到全面感知的目的。智能化應用將在此基礎上，應用以數字技術為基礎的云計算、大數據、人工智能、物聯網、區(qū)塊鏈等新興技術，研發(fā)生產運行、節(jié)能降耗、措施管理、綜合調整、安全預警輔助分析軟件，從而實現生產、開發(fā)的智能一體化管理，推動油田由數字化向智能化轉型。參考文獻[1]張鋒,江飛,董江潔,李英杰,王偉,王佳佳,崔新強.數字化工廠移交系統在油氣田工程建設中的研究和應用[J].油氣田地面工程,2019,38(11):107-111.[2]梅剛.油氣田智能化建設初步構想[J].世界石油工業(yè),201