自动化仪表在实现油田数字化中的应用

自动化仪表在实现油田数字化中的应用

刘颖

长庆油田分公司第二采油厂岭南作业区  甘肃省庆阳市 745100

【摘要】：信息化时代，各行业的发展水平都大为提升，随着各种先进技术的融入，产业的自动化特征愈发明显，在工业生产中自动化仪表逐渐开始应用。在油田开采生产过程中，这种信息化产品的应用也逐步普遍，使用自动化仪表，不仅提高了油田开采控制效率和精度，为开采提供了极大的便利性，更是确保了开采安全性。为了借助自动化仪表实现数字化油田，仍有许多需要努力的地方。下文就自动化仪表、数字化油田进行了简要介绍，分析了自动化仪表应用要点，希望能有助于充分发挥自动化仪表在数字化油田建设中的价值。

【关键词】：自动化仪表；油田；数字化

引言

当前我国石油行业在积极促成数字化油田建设，以求提升油田开采生产的安全性和产量，提高生产效率和质量，进而使油田事业获得更高的综合收益。为此，在油田生产中，自动化仪表的应用受到了广泛关注和大力推崇。但是在其应用过程中，也面临着一些挑战，需要充分理解自动化仪表运作和数字化油田特点，合理选择自动化仪表，完善操控系统，保障自动化仪表的高效和高精度运作，才能促使自动化仪表在数字化油田中有效融合运用。

1.自动化仪表与数字化油田概述

1.1自动化仪表

自动化仪表的组成较为复杂，需要采用多个零配件，并设置好自动化程序，但是该仪器可以自动记录其要监测的设备的相关运行数据，且数据比较精确，能够为自动预警和管控中心提供准确的依据。因此，自动化仪表可以看作信息传输机器，其雏形是工业仪表，它基于传统的仪表设备，借助当下的信息自动化技术进行了升级改造，从外观、体积、构造、功能等多方面都进行了相当大的改变，从而可以快速收集数据，存储大量的数据。并且性能稳定，在各种环境下都能有效发挥作用，记录的数据准确性也高，因而在油田数字化建设中应用价值较高。

因为油田数字化建设对于石油生产量、开采设备的运行状态等有着准确的记录和计量要求，而应用自动化仪表，减少人员操控，一方面可以方便工作人员全面、及时掌握油田现场生产情况；另一方面基于自动仪表建立的DCS操控系统，可以基于大量的数据基础来指导和控制生产，实现精细化、自动化的管理[1]。

如利用自动化仪表可以获得流量、压力、温度等数据信息，借助网络传输和计算机处理，可以帮助管理人员判定管道泄漏情况，确定泄漏点，然后作出管控决策，发出指令，通过DCS控制系统进行相应的生产控制，保障作业安全。

1.2油田数字化

所谓的油田数字化就是提升油田生产的信息化管理水平，在大数据时代，对油田经营、生产等过程中的各种数据，借助各种技术和设备建立信息管理平台，利用各种监测监控设备快速采集各种数据，借助完善的网络通信渠道进行数据传输、汇总，借助云计算、计算机对数据信息进高效的处理和应用。各方面收集、整合处理后，通过网络传输给中控系统，由控制中心、管理人员基于这些有价值的参考信息对生产设备、开采过程进行管控，远程控制油田生产的安全性，并提高开采效率。

如在油田安全监管中，借助安全监控系统，可以自动化、实时化对生产设备、过程进行监测，确保生产过程中的各项安全隐患能及时发现，有效排除，进而实现安全平稳生产。如在油田生产管理方面，数字化油田的实时显示、自动分析、自动操控和远程操控等优势明显，基于数字化管理平台，可以统一协调油田生产程序，实现集中管控。

2.自动化仪表在实现油田数字化中的应用要点

2.1选择合适的自动化仪表

石油开采全程较为危险，地下原油在开采过程中会因为各方面的原因产生压力变化，容易因此酿成事故。因此，在开采过程中，操作人员不仅要熟悉整套顺序流程，规范开采过程，还要密切监测井口、井下等各处、各个时段的压力值。而一般的压力测量仪表在油田开采这种复杂的环境下容易出现数值误差，采用自动化压力监测仪表，通过其计算功能对测量参数进行纠正，能够提高测量结果准确性。并且可以实现远程和常态化实时监测，能够承受井下高温，也能在这种环境下通过4G/5G/NB-IoT无线网络，将监测到的压力值自动传送给监测中心，为管理部门长期跟踪长停井动态、及时排除安全环保隐患提供了数据支持。

此外，还有自动化温度仪表仪。因为石油属于易燃易爆物质，在开采过程中有着严格的温度控制标准，以防因温度过高导致严重的安全事故。数字化油田建设中，可以采用自动化温度仪表来实现无接触的温度测量和监控，它可以深入人力所无法到达的区域，并且能够精准、实时测量温度，记录温度变化，以便管理人员根据实时温度值和温度变化规律来及时采取事故预防措施[2]。

2.2将DCS控制系统合理融入油气生产管控一体化系统

为了建立各子系统之间的联系，实现一体化自动管控，需要全面收集，并有效整合数据信息。为此，油田建设期间，开采生产前就应布设好各种监测装置，以便现场实时采集数据，保障管理人员整体上掌握采油信息。

另外，油田多在野外空旷地方，信号不稳定，因此网络通信部分是DCS系统中重要组成部分。油田企业需要基于信号基站、以太网、5G等搭建起自动化控制系统的通信网络，建立设备与设备之间、设备与系统之间、系统与系统之间、系统与管控人员之间的联系，以保障各系统与部门间沟通顺利，确保信息传输和发布及时

[3]。

最后要建立监控中心，以便汇集流量、液位、采油温度等监测到的数据，整合后传输到中控服务器，服务器对信息进行分析和归类，依据信息内容和分类再传送给对应人员，从而使管控人员能够全面掌握油田开采现场和各个生产环节。如此才能及时发现问题，避免出现重大安全生产事故。

2.3接入中央控制室与子站

DCS系统必须通过传输信号建立中央控制室和从站之间联系，从站收集和记录相应的数据，汇总到中央控制室进行数据信息展示和利用。如此使得DCS系统可以分类识别复杂数据，不仅可以实时动态化监控油田，还能根据实际管控需要进行重点性、针对性监控，从而可以在现场出现问题时及时准确定位问题点，分析问题原因。

此外，各方面汇集的数据处理会更加简化，各类报表可以自动配置生成，且数据处理结果展示也更加直观清楚，关键性数据可以详尽的方式显示，以折线图的方式展示分析结果，以数据反馈报告进行处理结果汇总和上报。而基于以上特点，与警报系统形成联动后，在油田管理时，基于实时监控系统得到的相关数据，可以在超出规定参数时发出警报，工作人员也可根据数据反馈判断故障节点[4]。

结语

总之，石油企业作为国家重点工业，必须要紧跟时代发展步伐进行行业改革。而数字化油田就是其借助信息技术进行的重大改变，借助各种先进的自动化仪表，可以实时进行油田开采生产监测，提高油田生产管理效率，保障油田开采的安全性和高效率，进而保障油田可持续发展。

而自动化仪表结构更加复杂和精致，使用了许多零配件。为进一步加强油田数字化建设研究，保障自动化仪表稳定发挥作用，需要重视自动化仪表应用中的维护与故障处理，定期检查油田中自动化仪表，了解其运行状态，及时排除故障，保证仪表在运行中灵敏度与精度，降低其使用中的故障几率，最终实现自动化仪表功能应用的最大化。

参考文献

【1】马洪生.自动化仪表在数字化油田中的应用探讨[J].中国设备工程，2021（12）：191-192.

【2】焦寰宇.基于数字化油田生产中自动化仪表的选择应用分析[J].中国设备工程，2021（11）：193-194

【3】常文伟,周成龙.自动化仪表在实现数字化油田中的应用[J].通信电源技术，2020，37（05）：135-136.

【4】张莹.数字化油田建设中自动化仪表的使用与维护研究[J].中国设备工程，2021（13）：34-35.