智能油气田云上SCADA集中监控模式研究

孙国宝，蔡志强，王 伟

（1.北京地航时代科技有限公司，北京 100192； 2.新疆油田公司陆梁油田作业区，新疆 克拉玛依 834000）

0 引言

随着国内油气田生产规模逐步壮大，油气田的生产运行与监控管理模式逐渐成为石油行业关注的核心内容。在油田生产、运行与管理工作的开展中，我国依靠现代化的管理理念与技术，逐步形成了智能化云上数据采集与监控（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）模式，这一集中监控模式在实际生产实践过程中有效提升了油田生产的管理水平。在当前的油田生产中，智能化云上SCADA集中监控模式应用还处在初级探索与应用阶段，需要进一步提升、完善与优化，以便更好地推动油田生产管理的智能化、自动化发展，促进数字化油田建设发展。

1 智能化云上SCADA集中监控模式的应用优势

1.1 有利于管理水平的提高

在油气田的生产实践中，采纳智能化云上SCADA集中监控模式能够迅速提高生产监控的水平。该模式的应用需要明确油田生产过程中管理活动的范围，并制订详细的管理方案，为后期开展管理工作做好制度准备。另外，该模式的应用要求管理人员将监控系统中的各种数据实时收集，并对数据进行整理和分析，结合数据的分析结果，详细了解油田生产的整个过程，包括设备的运行状况、生产情况等。一旦发现数据中存在与标准不一致的现象，要及时寻找原因，有效处理，尽可能减少设备发生故障的次数，确保管理效率。

1.2 有利于优化生产过程

油田开发生产的过程需要使用多种专业的生产设备、生产装置和生产工艺，整个生产过程非常复杂，具有一定难度。如果在油田生产的过程中，系统供油发生故障将很难保证生产正常运行。同时，在此过程中，活塞击液存在撞击作用，会影响系统运行的稳定性，造成电源能耗过多［1］。而应用智能化云上SCADA集中监控模式可以对生产系统中的各种设备开展集中监控，一旦发现设备在运行中存在异常现象，监控系统会在警报系统的结合中发出报警信号，后台的管理人员能够根据报警信号及时做出设备调整，准确掌握油井的情况，有效控制生产过程。在油气生产实际自控过程中，该模式还能逐步推动生产过程持续优化。

1.3 有利于促进稳定生产

油气田实际生产需要的生产设备种类多、数量大，只有对这些生产设备的参数制度进行设定，才能确保生产运行稳定。在智能化云上SCADA集中监控模式的应用中，对油田生产过程中各种设备的运行参数进行自动化设定，如对采油区、注水区、加热区等不同设备进行参数设置，能够保证不同生产区域设备的正常运转，实现自动化的检测和控制。如果出现异常，便可及时通过手动处理或自动处理进行切换，以保障该系统的稳定生产，进而保障油气田生产的稳定［2］。

2 智能化云上SCADA集中监控模式的应用现状

2.1 适应当前油田生产管理要求

在国内外实际运行过程中，智能化、自动化、集成化的集中监控的应用能够逐步适应实际生产的管理要求。在油田生产过程中，生产环境恶劣，生产任务繁重，生产工艺复杂，石油开采难度大。传统的监控系统在监控的准确性和效率上已经难以适应新的监控要求，而智能化云上SCADA集中监控模式是在传统监控系统基础上，结合信息化技术、智能化技术的应用，形成的一种新的监控模式，其更有利于保障生产过程的稳定，真正发挥出了监控系统的作用［3］。在当前的应用过程中，自动化集中监控技术的应用能够有效保证生产过程稳定运行，提升石油企业的综合效益。在该项模式的具体应用中，技术应用表现为无线扩频网络、总线网络、现场测控网络等3种形式。

2.2 应用水平有待提升

在当前我国的石油生产过程中，智能化云上SCADA集中监控模式已经得到认可和重视，但是在实际的应用中还处于初级阶段，与先进的技术应用之间还存在一定距离，需要不断加强研究和完善。比如，在当前的应用过程中，石油开采的规模存在不一致现象，石油生产泵机组的运行效率也高低不一，在生产过程和对外输流量的控制工作中，仍旧使用人工控制的方式，出现了阀门节流问题，浪费了大量能源，也加重了油田生产过程中能源的消耗。

2.3 配套测量技术有待升级

在当前的油田生产过程中，油水比例的测量仍旧使用人工测量的方式，在这种方式的应用过程中，由于各种因素的影响，容易造成测量结果不准确，影响油水界的判断。此外，人工测量需占用大量时间，不利于提高生产效率。而作为自动化集中控制模式应用的重点，测量技术还需要进行不断创新，以实现自动化的测量效果，促进生产质量、生产效率同步提升。

3 智能化云上SCADA集中监控模式的应用路径

3.1 智能化云上SCADA集中监控模式的应用流程

首先，智能化云上SCADA集中监控模式能够对联合站、控制点、检测点等各个生产环节的各类参数信息进行全面检测。在具体监控的过程中，对表现液位、温度、电压、流量等数据进行采集［4］。其次，该模式的应用能够实现生产系统的一体化操作，将各个生产系统的分支结构进行连接，发挥出整体监控管理的效果。再次，使用统一的管理、协调方法，有利于安全生产。同时，故障诊断技术的应用还能够对生产过程中存在的故障设备进行预处理，确保生产设备安全使用。最后，通过对生产数据的集中设置，有效发挥出该模式集中控制的效果。同时在使用自动化监控的过程中，对生产环节状况一目了然，有利于减少生产中对能源的消耗，进一步提升企业的综合效益。

3.2 智能化云上SCADA集中监控模式的应用模块

智能化云上SCADA集中监控模式的应用，需要建立在对自动化监控系统进一步优化完善的基础上。比如，在该模式的系统设置中，需要在监控室中预留网络接口，通过网络，管理者能够第一时间共享数据。由此可见，智能化云上SCADA集中监控模式的应用是在石油企业自动化水平提升的基础上形成的一种更优化的模式应用，能够更好地提升石油生产的安全水平，减少设备的故障隐患，有效达到控制成本、提高生产管理水平与企业整体效益的目的。

油气田生产监控模式的应用模块有以下几点。①自动优化和控制。通过对具体生产过程中的开机数量进行控制，结合变频技术、调速技术的应用，对机泵运行情况实现自动化监控。在这个过程中，同时对外输系统、油罐系统、提升泵系统、分水器系统等各个子系统的闭环工作进行监控，确保石油生产过程中各个系统安全运行［5］。②现场采集数据。结合石油企业的具体生产情况，对生产现场产生的数据进行采集，在采集的过程中，实现自动化处理、计算、分析，将计算后的数据集中显示，通过对这些数据的分析，为后续的工作开展提供更可靠的依据，在石油生产的过程中真正发挥出数据的作用，保障安全生产、高效生产。③数据处理。将现场采集的数据、生产设备运行状况等数据及时上传至控制主站，通过中心控制主站对具体的生产活动进行实时监控，根据数据的变化做出及时的调整，确保中心控制主站的作用得到充分发挥，进一步提高控制、决策的效率。

3.3 智能化云上SCADA集中监控模式实际运用建议

在油田企业开展生产管理工作的过程中，智能化云上SCADA集中监控模式的应用能够达到远程监控的管理效果。通过远程监控的画面分析，可对石油生产过程中的具体开采情况进行分析，并对设备在现场的运行效率进行分析，及时处理设备的安全隐患，保障设备安全运转［6］。这种集中监控模式的应用能够有效减少传统生产管理中的人力成本投入。另外，可通用分组无线服务（General Packet Radio Service，GPRS）技术、传感器设备的使用，对生产过程中的设备位置、作业环境进行检测，有效地对不同机井中的电压情况、油压情况、温度情况进行判断，并做出合理的调整，确保油井安全生产。除此之外，在智能化云上SCADA集中监控模式的应用中，可结合网络技术，自动化完成各种数据的搜集、分析工作，并生成表格、图表，大大提高数据搜集分析工作的效率。自动化搜集过程更好地保证了数据的全面性、准确性、实时性。总之，在石油生产的过程中，使用智能化云上SCADA集中监控模式不仅能够保证石油生产中设备运行安全、技术优化，还能有效发挥出监控系统的作用，保障石油安全生产。

4 结语

在油气田生产过程中，智能化云上SCADA集中监控模式的应用是油田建设过程中数字化、智能化发展的有效探索，真正发挥出监控系统的应用价值，能够促进石油生产工作不断完善，实现石油生产智能化、自动化，进而促进石油生产工作高效、安全开展，最终实现数字油田建设工作顺利进行。