油井监控技术的应用分析

何伟民

摘 要：随着数字化油田的发展，油井监控技术得到了广泛应用，本文从油井监控系统的组成、功能及特点出发，介绍了自喷采油和机械采油方式下油井监控技术的应用。

关键词： 油井  监控技术 组成 应用

目前，我国各大油田都在稳步推进油田数字化项目，油井自动化监控系统作为数字化项目的一部分，可以帮助生产单位了解油井生产工况、运行参数、井场环境变化，能大大提高油田生产效率，尤其是机采系统效率能提高5个百分点以上，节电率可达30%。

1、油井监控技术的组成及功能

作为数字化油田的重要组成部分，油井监控技术的数字化、智能化发展水平对油田的自动化生产起着至关重要的作用。一般來说，油井监控系统主要包括：关断阀、传感器、变送器、控制阀、传送器、SCADA系统、RTU装置、 及其相应的系统软件等。油井监控系统的自主运行分为三层框架――系统终端、网络传输、信息中心。系统终端用于采集现场互感器、传感器、变换器等数据信息，通过有线网络或GPRS无线网络传输数据，信息中心利用单片机等设备统计、处理、分析传输而来的监控数据，实现对油井工作状态实时监控。

油井监控技术具备设备数据检测功能，油井间数据共享功能，油井事故辅助分析功能，报警与权限功能等。这些功能的实现都离不开油田中央监控自动化系统，又称为油田监控SCADA系统。该系统配备高性能计算机和不间断UPS电源。该系统由现场测控单元和测控中心组成。测控中心对系统配置、维护、管理及报警处理进行集中监控，属于系统的核心部分。构成该系统的基本要素是现场测控单元，一般情况下由PLC或者RTU组成，实现对本地I/O点的数据采集及控制。检测、存储计量站RTU与油井RTU的数据是中央监控系统的主要任务。运用系统查询功能获得相关数据，对监控人员进行系统报警提示，有利于最快时间对现场故障进行排查。

2、油田自动化系统中应用油井监控技术的特点

2.1 提高监控质量与效率

在油田自动化系统中应用油井监控技术，可以帮助管理人员实时监控油井生产情况，及时掌握每个油井的采油电压、工作压力和蒸汽温度等各项数据信息，在提高油井监控质量与效率的同时，保障油井生产的稳定性与安全性。

2.2 节约人力资源，降低监控风险

在油井生产过程中，很多工作区域为高温高压的危险区域，对这些区域采取智能化和自动化的监控，可以有效降低监控的风险，避免管理人员身处险境。同时，利用油井监控技术可以掌握油井的配电情况，对资源进行全面整合与优化配置，这样既可以节约人力资源，又可以降低油田的运营成本。

2.3 操作简单易行，延长设备寿命

油井监控系统的操作简单易行，各组成系统的功能健全，通过模块化和图形化的设计，可以顺利完成数据的比对、分析和处理工作。同时，随着监控技术的发展，可以对监控系统的软件进行不断升级，可以按照油田开发的不同阶段，采取不同的作业方式，高效完成油井各项数据的采集与控制工作，在一定程度上延长了油井设备的使用寿命。

3、不同采油方法下的油井监控技术

采油方法主要有自喷采油和人工举升两种，其中人工举升方法包括气举法、抽油机法、电潜泵法及螺杆泵法等。下面对不同采油方法下的油井监控系统进行介绍。

3.1 自喷井的监控

自喷井的监控系统主要采集温度、油压、套压、回压等油井内数据。为控制油嘴的开度，依据电动油嘴的调节性，选择性采集油嘴阀位数据。变送器将采集的模拟信号传至井场RTU，经分析处理后传至MTU进行运算。油嘴的开度依据MTU发出的指令进行控制，间接控制油田的产量。此系统快捷的响应减少了无效率的浪费。

3.2 气举井的监控

气举井是从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举升方式，对油井监控技术的应用体现在注气举气的控制，以实现原油的开采。监控系统运作原理如下：电动调节阀气举气入口流量的控制是通过RTU，MTU对RTU传输的数据进行科学运算，输出改变电动可调节阀开度的指令，间接控制油田开采进度。

3.3 抽油井的监控

抽油井的监控系统包括电机控制柜、井场RTU、变送器、传感器等。抽油机的控制通过电机控制柜实现，对油井的油压、油温、套压、负荷及抽油杆的位移实时采集。抽油机的运转状态数据经变送器传至RTU装置，实现数据的存储和分析，比照常规液位水平值，将油井液位控制在常规范围内。当抽油机停止运转，示功图将实时绘制输出。示功图能够反应部件及设备的运行状态，减少故障、降低损失、节约能源。

3.4 电潜泵井的监控

电潜泵井的监控系统包括电潜泵远程装置、RTU、MTU、变速驱动器组成。其中，变速驱动器是电潜泵控制的核心，模拟型号、开关型号、脉冲信号的搜集通过RTU完成，RTU通过对电机频率、电机电流等数据分析，判断驱动器工作状态，输出信号传递至MTU，实现对电潜泵油井的远程监控。如果无需远程控制，变速驱动器将自动根据井底压力传感器反馈的信息实现对电潜泵的控制，保障井底压力的稳定。

3.5 螺杆泵井的监控

螺杆泵井的控制采用螺杆泵动态控制图实现。螺杆泵动态控制图是用来了解螺杆泵井工况的一种手段，并对生产实况进行宏观监控，用以指导生产。螺杆泵井的实时监控原理如下：螺杆泵井的参数调整依据控制图，令其符合螺杆泵井的工况，依不同区域的螺杆泵井，制定相应的控制方案。

4 结束语

总之，油井自动化系统中的油井监控技术应用，在节约油井人力资源和保障油井生产质量与效率中起着重要的作用。只有充分发挥油井监控技术的优势，做好油井在不同开采方式下的监控工作，才能真正保证油井生产的顺利进行。

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