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油田工程建设论文
油田工程建设论文 一、地面工艺建设 1.1集油工艺。在阿尔油田187口油井的集油工艺采用了环状集油、末端掺 水、井口连续计量的集油流程，共建设了13个环，该集油流程最大的好处就减少 了管线的铺设、不用建计量站，降低建设费用，缺点是：一是无法采用传统的方 式对单井参量进行计量；二是需要对二个端点的掺水量进行控制，以防掺水量不 平衡，造成管线冻堵；
三是对混合液的温度（阀池）需要进行监测，以此来调整 端点的掺水量。对于以上问题的解决，靠人工来完成有很大的困难，只有采用先 进的自动化技术来实现，对此采用了目前在华北油田已成功应用的油井无线监控 技术和软件计量技术，实现示功图、井口压力、电参量等生产参数的采集和人工 远程启停抽油机，实现了示功图井口连续计量和抽油机井系统效率的在线测试；
为了提高示功图计量的精度，配套了计量标定车和油井示功仪在线标定设备，对 算产误差大的井进行标定，利用示功仪在线标定设备对示功仪进行定期标定，以 保证平均计量误差≤10%。对阀池的温度采集，通过无线将温度数据传输到就近 的一口油井的自动化设备上，与油井参数一同上传。
1.2注水工艺。在阿尔油田127口注水井的工艺采用了支状串联注水、井口 调控的注水流程，该集油流程最大的好处就减少了管线的铺设、不用建配水间， 降低建设费用。缺点是：一是无法采用传统的方式对单井注水量进行计量；
二是 无法对单井注水量根据配注进行调整；
在井口安装高压流量自控仪，通过注水井 监控系统把单井生产数据上传，并接受监控中心下发的注水量调控命令，实现注 水井的自动监控。
1.3站场工艺。在阿尔油田建有2座阀组间、1座联合站。阀组间工艺包括 掺水分配计量、混合液回站计量、压力、温度、可燃气体监测与排风扇联动控制 等；
联合站工艺包括集油、分离、伴生气处理、掺水、外输、污水处理、注水、 消防、加热、天然气发电等工艺流程。原油处理采用密闭处理流程；
利用两相分 离、三相分离和大罐抽气最大限度的收集天然气，用于加热炉燃烧和天然气发 电；
污水经过沉降、过滤后注入地下，采用了14台套集成撬装设备，简化了工艺 流程。阀组间数据采集：温度、流量、压力、可燃气体和视频等生产数据和图像 等的实时采集；
排风扇与可燃气体报警联动，实现无人值守。联合站自动化监控：
对生产过程进行动态、实时、逼真的显示；
能够对监测的结果自动存储入库；
能 够对异常的情况及时准确的进行报警；
并且能够根据需要进行报表打印等功能；
在控制方面实现了：回水罐自动补水控制，污水灌液位控制，三相分离器油室、 水室、气室的液位、压力自动PID调节控制、注水泵变频控制、电动阀远程开关 控制、泵启停控制。从而能够使整个联合站的各设备的运行情况和生产流程，实 现远程监测和控制。阿尔联合站监控点约4000余点，接入第三方设备的控制系统 14台套。
二、自动化系统设计 2.1结构设计。阿尔油田的自动化建设，以联合站为中控室为监控中心， 以单井、阀组间和联合站等各个生产单元为节点，构成一个二级SCADA自动化 监控管理系统。各生产单元采用远程终端单元（RTU）或PLC等检控装置，实现 数据的自动采集和控制，并通过无线和有线方式实现数据通讯，自动化系统结构。
抽油机井生产现场的示功图、压力、温度等监控仪表，全部采用433MHz短距离 无线通讯技术，实现信号的无线传输，最大限度减少了对草原的破挖。单井与监 控中心采用McWell无线宽带通讯系统，McWiLL是一种基于全IP移动宽带无线接 入系统，能提供超大容量的移动宽带数据和移动语音业务，可以为油田单井的视 频监控和数据采集提供无线宽带接入方式。解决了偏远地区的数据、图像和语音 的通讯问题。
2.2监控中心。根据油田的规模，在阿尔联合站建设属于站场一级的监控 中心，按照《油气田地面工程数字化建设规定（试行）》的要求，应具有以下功 能：
（1）对站内与所辖井、站（厂）、管道的工艺参数进行数据采集、处理；
动态工艺流程显示；
报警、事件管理及报表的自动生成打印；
（2）实时和历史数据的存储、归档、管理以及趋势图显示；
（3）PID控制、批量控制、逻辑控制和紧急停车；
（4）单井计量管理；
（5）站场可燃（有毒）气体、火灾报警和安全状况监视；
（6）经通信接口与第三方的监控系统或智能设备交换信息；
（7）为上一级计算机控制系统提供有关数据并接受其调度指令。2.3软件系统设计。对照监控中心所具有的功能要求，油田生产自动化系 统的上位机软件主要由组态软件、实时数据库和应用软件等构成。
2.3.1组态软件。采用美国Wonderware公司的Intouch人机组态软件包。是 实现人机界面生成最快捷和最容易的一款软件，充分利用其提供的各种绘图工具 和动画连接技术，使图形、文字等与现场的数据相关联，创建以窗口为界面的工 艺流程动态显示。
2.3.2实时数据库系统。采用美国Wonderware公司的InSQLServer实时数据 库系统。可实现实时数据的秒级存储，对后期工艺过程进行优化控制和在线分析， 及时调整工艺参数和大数据分析，打下良好基础。
2.3.3示功图量油软件系统。在采集的地面示功图时，同步对电参量（电流、 功率等）进行采集，实现油井产液量计量、系统效率的自动计算、油井工况诊断、 优化决策、数据网络查询等功能。
三、结论 油田地面流程建设中，应用一级（一级半）布站，采用相应的自动化技术 来支持地面生产工艺流程，与常规三级部站对比，节省建设投资约30%，同时实 现数据采集、流程控制、安全监控、自动报警等功能，为系统优化、节能降耗和 安全生产起到一定的支撑作用，提高了管理水平，降低了劳动强度。
作者:李鑫 杜勇 贾永良 罗铁军 张姿 单位:华北油田采油工程研究院
