海上平台油井远程监测和分析系统应用研究

张伟

摘 要：本文主要介绍了对海上平台油井远程监测应用研究，在确保海上平台油井生产相关控制系统的安全性、可靠性和稳定性不受影响的基础上，实现对油井生产及其关键设备运行状态的远程实时监测。同时，采用断点续传技术有效解决了海上平台与陆地通讯中断情况下的数据处理问题，切实保障了数据的完整性，为海上平台油井分析提供了有力的数据支撑。

关键词：海上平台；油井；远程监测；安全隔离；断点续传

1 引言

油井的监控水平直接影响到油田正常生产，对油井的生产状态进行有效的监控，获取实时油井生产数据和统计数据，对生产管理、生产调度、产能分析、配产优化等具有重要的指导意义。为此，本文提出通过建设海上油田油井远程监测，提升海上油田生产的远程管控能力。

由于海上平台油井远程监测的主要难点在于油井相关监控系统的数据采集和远程传输方面，因此，本文着重介绍海上平台油井数据实时采集系统，油井远程监测、分析系统主要涉及油井相关数据的专业分析方面内容，受篇幅限制，本文不对该方面内容做具体介绍。

2 海上平台油井相关监控系统分类

海上平台油井相关监控系统主要包括三类：⑴中控系统（DCS系统），主要监测参数包括：套压、回压、井口压力、井口温度；⑵电潜泵控制系统，主要监测参数包括：工作电流、工作电压、漏电流、电泵频率、过载时间、欠载时间、不平衡电流、不平衡时间等；⑶泵工况、井下温度压力监测系统，主要监测参数包括：泵吸入口压力、泵出口压力、泵滑油温度、泵吸入口温度、震动系数、漏电流等。

3 数据实时采集系统

数据实时采集系统是“油井远程监测系统”的生产数据实时采集子系统，主要实现两方面功能：（1）实现对海上平台油井生产实时数据的采集、存储和管理；（2）提供实时数据采集系统的数据访问接口，实现与“远程监测、分析系统”的数据交互。主要实现功能范围如下：⑴海上平台端建立生产数据实时采集系统，实现海上平台油井生产数据实时采集、传输及存储，数据采集涉及的系统包括：1）DCS系统；2）电潜泵控制系统；3）泵工况、井下温度压力监测系统。⑵在确保控制系统安全性、稳定性条件下，实现实时数据传至陆地。⑶陆地端建立实时数据库系统，实现与海上平台数据采集系统实时通信。⑷实现海上平台数据采集系统与陆地实时数据库间数据的同步及断点续传。

3.1 数据实时采集系统组成

结合海上平台通信网络以及现场控制系统的实际情况，为了达到更好地数据采集、集成和系统应用目的，数据实时采集系统分为三个子系统：（1）数据采集子系统；（2）数据远程传输子系统；（3）数据存储子系统。

⑴数据采集子系统。数据采集子系统主要实现对油井相关监控系统数据的实时采集，并将数据实时转至数据远程传输子系统，其核心技术是对现场控制系统数据通信接口的开发、集成。⑵数据远程传输子系统。数据远程传输子系統主要负责在确保不影响控制网安全性和稳定性的基础上，将实时数据由海上平台远传至陆地数据存储子系统，并实现数据完整性要求，其关键在于远传通信方式、路由、安全策略的选择。⑶数据存储子系统。数据存储子系统主要负责对海上平台油井生产实时数据的存储和管理，并提供实时数据采集系统的数据访问接口，实现与“远程监测、分析系统”的数据交互，其核心是实时数据库系统。

3.2 数据采集子系统

数据采集子系统数据采集服务器（IO服务器）以及现场监控系统接口软硬件设备组成，数据采集服务器上部署生产数据实时采集软件，通过现场监控系统接口软硬件设备实现与现场控制系统的实时通信，并将数据实时转至数据远程传输子系统。数据采集子系统与现场监控系统的通信方式是其核心技术所在，通信方式的选择决定了其软硬件设备的架构和选型。

3.3 数据远程传输子系统

⑴数据远程传输子系统组成。数据远程传输子系统数据缓存服务器及相关安全设备组成。数据缓存服务器负责与陆地数据存储子系统实时数据通信以及断点续传，安全设备用来确保控制网的安全性。其关键在于远传通信方式、路由的选择，远传通信方式、路由将决定数据远程传输子系统的安全策略。

⑵数据远程传输方案。由于油井远程监测系统与控制网直接相连，而控制网是整个海上平台生产控制枢纽，一旦控制网出现异常或故障将直接影响到正常生产，甚至导致海上平台停产。因此，数据远程传输方案的设计必须以确保控制网的安全性和稳定性不受影响为前提。

⑶实时数据完整性。为确保数据的完整性，数据实时采集系统将实现断点续传功能。在通信链路中断恢复后，自动将断点后数据恢复到实时数据库，以保证数据的完整性。

3.4 数据存储子系统

数据存储子系统主要负责对海上平台油井生产实时数据的存储和管理，并提供实时数据采集系统的数据访问接口，实现与“远程监测、分析系统”的数据交互，其核心是实时数据库系统。

4 总结

海上平台油井远程监测应用研究有效提升了陆地管理人员对海上平台油井管控能力，为油井生产管理和油藏分析提供了有力的数据支撑。同时，也对海上平台生产数据采集及远程传输方面进行了技术探索和研究，初步形成了海上平台生产数据采集及远程传输系统的架构，为海上平台生产信息化基础性建设奠定了良好的技术基础。