試論自動化儀表在數(shù)字化油田中的應(yīng)用

吳海濤

（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

市場競爭的日益加劇，給石油企業(yè)帶來了嚴峻考驗。對石油企業(yè)而言，提高石油開采效率，節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本，已迫在眉捷。石油企業(yè)已認識到石油開采工作的重要性，為了保證原油開采的便捷性、安全性，提高工作中相關(guān)參數(shù)的準確性，儀表自動化技術(shù)得到了應(yīng)用。隨著信息化的普及，企業(yè)也認識到自動化儀表的重大作用，由于石油開采中的情況復(fù)雜，如果不實現(xiàn)自動化技術(shù)，將極大增加人員的強度。油田企業(yè)要對自動化儀表技術(shù)的進行研究，并將其納入重點發(fā)展方向。企業(yè)在應(yīng)用中要不斷完善自動化儀表技術(shù)水平，滿足企業(yè)數(shù)字化發(fā)展的需要。

1 油田的數(shù)字化建設(shè)意義

由于石油產(chǎn)品的特性所致，油田企業(yè)開采過程非常復(fù)雜，在開采中單靠人工很難進行操作完成，就這需要借助自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用。在油田的生產(chǎn)過程中，通過對于系統(tǒng)化、智能化的儀表設(shè)備進行有效應(yīng)用，能夠獲取到油田處理站、油水井等重要設(shè)施運轉(zhuǎn)中的準確數(shù)據(jù)，使工作人員實時掌握油田生產(chǎn)運轉(zhuǎn)情況。通過自動化儀表的運行，同時可以提高了石油企業(yè)的開采自動化水平，也極大降低了人員的工作量，提高了采油的工作效率。通過自動化儀表的應(yīng)用，使企業(yè)在較低成本的前提下，可以得到更高的采油收益，極大地促進了企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。通過自動化儀表的使用，能夠?qū)ο嚓P(guān)的壓力及溫度信息進行測量，據(jù)此可建立完善的信息網(wǎng)絡(luò)，使企業(yè)部門之間溝通更加順暢。

2 油田使用自動化儀表存在的問題

當(dāng)前石油開采過程中，自動化控制系統(tǒng)已占有很大比重。相較于傳統(tǒng)儀表，自動化儀表有較多的技術(shù)優(yōu)勢，但在實際使用過程中仍存在很多不足。首先自動化儀表的功能很多，但在實際油田開采中，有很多功能使用起來并沒有達到預(yù)期效果，甚至有些功能一直未使用，自動化儀表功能與企業(yè)的實際需要不匹配，造成了一定的資源浪費。自動化儀表在監(jiān)測站點的設(shè)置上出現(xiàn)不合理的情況，設(shè)置后無法為企業(yè)的經(jīng)營利潤做出貢獻，不但造成了投資成本過大的情況，也影響到石油企業(yè)的經(jīng)濟效益。

自動化儀表的在使用過程中由于過度依賴現(xiàn)實情況，智能儀表受外在惡劣環(huán)境影響時，非常容易出現(xiàn)設(shè)備故障，導(dǎo)致傳輸信息不準，給企業(yè)相關(guān)人員提供錯誤信息，造成企業(yè)的經(jīng)濟損失。儀表設(shè)備由于自動化程度較高，儀表設(shè)備要定期進行維護，但由于企業(yè)缺乏專業(yè)的技術(shù)人員，導(dǎo)致后期維護難度大、費用高，給企業(yè)的經(jīng)濟造成了一定的壓力，也影響了自動化儀表設(shè)備的正常使用。

3 自動化儀表在實現(xiàn)數(shù)字化油田的應(yīng)用措施

3.1 將DCS 控制體系與石油生產(chǎn)控制結(jié)合

儀表自動化技術(shù)的作用可以實現(xiàn)采油設(shè)備的自動化，降低采油中的勞動成本，提高開采效率。自動化儀表核心的零部件是變速器，可以實時監(jiān)控企業(yè)運轉(zhuǎn)中的信息變化值，構(gòu)建完整的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)。目前，DCS 系統(tǒng)已成為油田企業(yè)自動化控制系統(tǒng)的主要部分，DCS 系統(tǒng)系統(tǒng)比較先進，可以滿足企業(yè)的多種功能需要，由于其運行速快，技術(shù)穩(wěn)定已成為自動化控制的優(yōu)勢。油田企業(yè)在設(shè)備運行過程中要現(xiàn)場采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并進行整合，通過DCS 系統(tǒng)對于采油過程中的信息進行調(diào)控，以保證原油開采的質(zhì)量合格。在油田企業(yè)的實際應(yīng)用中，DCS 系統(tǒng)對于企業(yè)的開采中工藝流程進行實時監(jiān)控，還可以進行動態(tài)的模擬展示，使企業(yè)管理人員更直觀地進行監(jiān)管，給管理工作帶來了極大的便利性。開采過程中傳遞的現(xiàn)場數(shù)據(jù)還可以自動進行歸集、保存，通過圖形狀態(tài)進行展示，使數(shù)據(jù)傳遞工作更加直觀。DCS 系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于信息流通，使信息更快、更準地傳遞出去，這樣加強企業(yè)部門間的信息資源共享，打破傳統(tǒng)方式的制約，從而提升企業(yè)的切身利益。DCS 信息還具有遠程控制的作用，由于油田規(guī)模比較龐大，通過遠程控制可以掌控企業(yè)的中的所有情況，發(fā)現(xiàn)問題及時進行警報，還可以自動進行信號的保存、傳遞。在石油企業(yè)開采中，目前最常使用是以DCS 控制為主，油田企業(yè)要充分利用DCS 系統(tǒng)的優(yōu)勢，與現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有效發(fā)揮DCS 系統(tǒng)的控制與指揮作用。

3.2 信息監(jiān)管系統(tǒng)在油田中的應(yīng)用

自動化儀表中的重要作用是監(jiān)管。監(jiān)管中心是控制系統(tǒng)的重要組成部分。采油過程中，會實時監(jiān)控開采原油的溫度、采油量等信息。油田企業(yè)得到數(shù)據(jù)后，首先對于數(shù)據(jù)進行分類處理、整合，將分類后的信息傳遞給相關(guān)部門和人員。這樣經(jīng)過專業(yè)人員研究分析后，可以第一時間發(fā)現(xiàn)開采中的風(fēng)險，及時進行預(yù)防，保證開采的質(zhì)量。信息監(jiān)管系統(tǒng)，改變了原信息采集過程中信息反饋不及時的問題。通過信息監(jiān)管系統(tǒng)，也使得企業(yè)的人員和產(chǎn)出得到最優(yōu)配置，提升了工作效率和工作質(zhì)量，使自動化儀表在油田開采中得到充分利用。

3.3 通過大數(shù)據(jù)分析采油工程管理應(yīng)用

自動化儀表在實現(xiàn)數(shù)字化油田的應(yīng)用中有大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)了對油田的不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的作業(yè)數(shù)據(jù)有效收集和運用，避免由于缺乏大數(shù)據(jù)管理造成的生產(chǎn)作業(yè)統(tǒng)計分析中出現(xiàn)誤差。大數(shù)據(jù)管理可以對油田企業(yè)的原始數(shù)據(jù)進行整合分析，為企業(yè)的分析決策提供幫助。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)管理自動可以生成開采中的預(yù)計曲線圖，極大地降低了工作人員人工收集作業(yè)數(shù)據(jù)的工作量，減輕了人員的工作強度。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式不夠全面，而大數(shù)據(jù)提供的數(shù)據(jù)更加準確、快捷，也提高了數(shù)據(jù)的采集效率。通過大數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理，使統(tǒng)計分析變得更加直觀，為企業(yè)的井檢管理周期提供科學(xué)的數(shù)字支持。

3.4 中央控制室與系統(tǒng)子站連接

在油田的開采工作中，企業(yè)可以采用通過中央控制室得到DCS 子站的數(shù)據(jù)，將其與自動化儀表進行檢驗，同時還通過DCS 子站將通信的路線與其連接。對于獲取的數(shù)據(jù)進行整合后加以分析，使DCS 在運行過程中，可以實現(xiàn)對企業(yè)系統(tǒng)的操控。通過中央控制室與系統(tǒng)子站的連接，這樣可以使相關(guān)的工作人員實現(xiàn)在線或離開狀態(tài)時進行修改DCS 子站系統(tǒng)，提高了中央控制室人員的管理水平。企業(yè)對于數(shù)據(jù)的處理工作要制定規(guī)范的操作程序，通過該項技術(shù)實現(xiàn)了石油企業(yè)的信息數(shù)據(jù)與企業(yè)人員的科學(xué)管理，對于企業(yè)所需要的信息模型可以進行動態(tài)展示。

油田企業(yè)的建設(shè)離不開DCS 體系的運作，在中央控制室與系統(tǒng)子站進行連接時，對數(shù)據(jù)進行分析，可以通過對信息的后期整合形成數(shù)據(jù)變化的圖形，這樣企業(yè)可以根據(jù)分析結(jié)果更好的開展工作。石油企業(yè)的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)比較龐大，企業(yè)的管理人員要做到有效管理運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，需要借助DCS 系統(tǒng)，借助先進的系統(tǒng)可以實時進行監(jiān)督與管理，可以給管理人員提供決策的依據(jù)，也為企業(yè)的操作人員提供便利。以上可以看出，通過中央控制室與系統(tǒng)子站進行連接，在實現(xiàn)數(shù)字化油田工作中起到重要作用。

4 結(jié)語

綜上所述，自動化儀表技術(shù)已日趨成熟和穩(wěn)定，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，自動化儀表優(yōu)勢明顯，通過自動化儀表的使用對于油田的數(shù)字化發(fā)展方向有重要推動作用。油田企業(yè)要順應(yīng)當(dāng)今時代發(fā)展的趨勢，積極運用自動化儀表，提高企業(yè)的開采效率。當(dāng)前油田企業(yè)要認識到自動化儀表帶來的工作模式變革，不斷加強自動化儀表的實際應(yīng)用，在實際工作中要不斷引進自動化儀表技術(shù)，不斷創(chuàng)新應(yīng)用手段，將自動化儀表應(yīng)用在油田的各個環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)油田的數(shù)字化管理。針對目前自動化儀表使用比較繁瑣，后期維護成本高等問題，企業(yè)在使用過程中要不斷研究解決方法，對自動化儀表技術(shù)進行優(yōu)化、改良。油田企業(yè)要加大對大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用推廣，通過科學(xué)的數(shù)據(jù)分析為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供科學(xué)、準確的數(shù)字支撐。