調(diào)驅(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)研究與應(yīng)用

李江波

【摘要】目前，文留油田大多數(shù)油藏已進(jìn)入高含水開發(fā)后期，長期注水開發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性加劇，注入水沿高滲條帶竄流和層內(nèi)繞流嚴(yán)重，平面、剖面矛盾突出，使中、低滲透層的剩余油難以有效動(dòng)用。深部調(diào)驅(qū)技術(shù)是油藏進(jìn)入高含水開發(fā)期后提高采收率的一種重要措施，起到調(diào)和驅(qū)的雙重作用，能有效改善油藏非均質(zhì)性，為提高高含水油田后期開發(fā)效果提供了可靠、有效的技術(shù)保障，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】油藏、動(dòng)態(tài)、調(diào)整、數(shù)據(jù)分析

目前文留采油廠調(diào)驅(qū)施工現(xiàn)場主要還是采用單人值守管理的方式，由于這種粗放的管理模式，給安全生產(chǎn)帶來了諸多問題：首先由于調(diào)驅(qū)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，單人值守存在一定不安全因素;調(diào)驅(qū)設(shè)備管線流程壓力較高，值守人員定時(shí)抄表，對(duì)值守人員有一定人身安全隱患?，F(xiàn)場無實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，一旦發(fā)生安全事故，不能得到及時(shí)響應(yīng);其次，由于不能實(shí)時(shí)上傳壓力、液位、泵運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無法及時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，安全風(fēng)險(xiǎn)增加，同時(shí)由于無法調(diào)取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，技術(shù)人員也不能及時(shí)分析數(shù)據(jù)及合理調(diào)整生產(chǎn)措施，給精細(xì)化管理帶來很大難度。

一、完成的主要工作量及工作內(nèi)容

根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，調(diào)驅(qū)施工周期短，設(shè)備經(jīng)常移動(dòng)，本次提升改造采用無線網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場自組網(wǎng)，各數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)無線連接，RTU模塊對(duì)各終端數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，通過附近油井的局域網(wǎng)，接入數(shù)字化平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)調(diào)驅(qū)現(xiàn)場數(shù)據(jù)可網(wǎng)上錄入、實(shí)時(shí)在線、生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)分析，可實(shí)時(shí)計(jì)算某時(shí)間段注入量，根據(jù)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)調(diào)整調(diào)驅(qū)參數(shù)。

二、結(jié)構(gòu)、工藝流程或工作原理，創(chuàng)新點(diǎn)，設(shè)計(jì)及工藝圖表

1、工作原理

在調(diào)驅(qū)現(xiàn)場新建RTU控制柜，由信號(hào)輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

注入過程中，RTU（遠(yuǎn)程終端單元）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)恒流自控裝置、流量傳感器，智能壓力變送器傳輸?shù)淖⑺?、注入壓力、注入流量等?shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)異常或需要調(diào)整時(shí)RTU通過軟件系統(tǒng)與注水泵連接的變頻器通信，變頻器接收來自RTU系統(tǒng)給出的控制信號(hào)，通過改變注入泵的頻率，繼而調(diào)節(jié)注入泵柱塞推動(dòng)隔膜的頻率快慢來控制單位時(shí)間內(nèi)的加藥量。在母液罐上安裝磁翻板液位計(jì)，當(dāng)液位低于或高于警戒線時(shí)，在系統(tǒng)控制下，及時(shí)開啟或關(guān)閉加藥開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常預(yù)警、變頻調(diào)參等;解決了生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法及時(shí)掌握的問題，可以使工藝人員及時(shí)跟蹤生產(chǎn)參數(shù)并對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整。

安裝無線終端一套，采集的各種視頻、數(shù)據(jù)通過無線終端傳輸至附近油井的數(shù)據(jù)采集柜中，借助原有局域網(wǎng)絡(luò)將視頻、數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)驅(qū)施工動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)。

2、整體思路及框架圖

3、創(chuàng)新點(diǎn)

（1）現(xiàn)場大罐出水管線上安裝恒流自控裝置，支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注水壓力及注水量，實(shí)現(xiàn)了注水井生產(chǎn)平穩(wěn)性。

（2）母液罐液位檢測(cè)及參數(shù)上傳。

實(shí)現(xiàn)高低液位報(bào)警及低液位連鎖停注入泵。現(xiàn)場安裝磁翻板液位計(jì)于母液罐高度為一米左右，且上下已預(yù)留取壓口，因此安裝方便，且不與母液罐中液體直接接觸，避免了腐蝕性，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，在現(xiàn)場監(jiān)測(cè)液位的同時(shí)，將液位的變化通過變送傳感器、線纜及儀表傳到中控室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。

（3）注入泵出口壓力及母液注入量檢測(cè)及參數(shù)上傳。

現(xiàn)場注水泵出口處安裝流量傳感器及壓力變送器，便于技術(shù)人員遠(yuǎn)程及時(shí)監(jiān)測(cè)流量及泵出口壓力，保障注入藥液的準(zhǔn)確性。

（4）上位機(jī)通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場RTU系統(tǒng)進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)在線顯示等功能。

（5）可實(shí)現(xiàn)調(diào)驅(qū)參數(shù)網(wǎng)上錄入、全過程跟蹤、油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，參數(shù)及時(shí)調(diào)整，連續(xù)監(jiān)測(cè)、實(shí)現(xiàn)預(yù)警，會(huì)議紀(jì)要上傳、下發(fā)通知、技術(shù)交流等;能夠系統(tǒng)化的整理近年來針對(duì)不同油藏類型而實(shí)施的調(diào)剖調(diào)驅(qū)施工相關(guān)內(nèi)容和數(shù)據(jù);建立詳細(xì)的工藝檔案，為工程方案編寫人員提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)材料。

三、現(xiàn)場應(yīng)用

2020年，現(xiàn)場接入應(yīng)用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)5井次，實(shí)現(xiàn)累增油938.5噸。應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳及異常報(bào)警，優(yōu)化了調(diào)驅(qū)的施工工藝，降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了現(xiàn)場管理的效率及調(diào)驅(qū)效果。

四、達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及效益分析

效益分析

（1）投入費(fèi)用：單套設(shè)備改造費(fèi)：10.55萬元;設(shè)備調(diào)試費(fèi)：3.8萬元;

調(diào)驅(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置5套改造費(fèi)用合計(jì)：10.55×5+3.8=56.55萬元。

（2）經(jīng)濟(jì)效益：

累計(jì)增油938.5噸，增油按3393元/噸;

創(chuàng)產(chǎn)值：3393×938.5=318.4萬元。

（3）社會(huì)效益：降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行隱患，提高了現(xiàn)場管理的效率，確保了生產(chǎn)正常運(yùn)行。

五、結(jié)論：包括技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、項(xiàng)目評(píng)價(jià)、推廣應(yīng)用前景、存在問題及建議等

1、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）RTU系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、采集及遠(yuǎn)傳，技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控調(diào)驅(qū)現(xiàn)場、監(jiān)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，及時(shí)跟蹤調(diào)驅(qū)效果。

（2）調(diào)驅(qū)井動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)驅(qū)現(xiàn)場數(shù)據(jù)可網(wǎng)上錄入、實(shí)時(shí)在線、生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)分析，可實(shí)時(shí)計(jì)算某時(shí)間段注入量，根據(jù)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)調(diào)整調(diào)驅(qū)參數(shù);

能夠系統(tǒng)化的整理近年來針對(duì)不同油藏類型而實(shí)施的調(diào)剖調(diào)驅(qū)施工相關(guān)內(nèi)容和數(shù)據(jù);建立詳細(xì)的工藝檔案，為工程方案編寫人員提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)材料。

（3）研發(fā)裝置通過監(jiān)測(cè)壓力、流量、液位等參數(shù)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際工況，實(shí)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，優(yōu)化參數(shù)，利用變頻器節(jié)約電能，降低成本。

2、項(xiàng)目評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

針對(duì)油田后期開發(fā)階段，層間層內(nèi)矛盾突出，調(diào)驅(qū)工藝技術(shù)大范圍推廣應(yīng)用，調(diào)驅(qū)施工遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)研究為我廠調(diào)驅(qū)大規(guī)模現(xiàn)場應(yīng)用提供了有力的保障，該裝置優(yōu)化了調(diào)驅(qū)的施工工藝，降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了現(xiàn)場管理的效率，也使文留采油廠管理水平方面再上了一個(gè)新臺(tái)階。

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