信息化技术助力智能油田建设

时间:2020-09-25 11:01 来源:杂志 作者:朱益飞 胜利油田

随着油田“四化”建设步伐的推进,以及数字技术的迅速发展和广泛应用,信息化、数字化和智能化等一批新技术、新装备技术在油田生产中得到不断应用,不仅可以提高油气开发生产效率,而且又能有效解决传统油气生产中存在的信息化、自动化手段与工业化融合程度不够,生产规模不断扩大与用工总量控制的矛盾突出等一些开采技术难题。为此,国内各油田开展了许多有益的实践与探索,以及开展技术攻关与现场应用试验,取得了很好的研究与应用效果。
 
智能腐蚀远程监测系统
 
该系统主要针对油田管道及设备腐蚀在线监测而研发。油田管道及设备腐蚀是一个无法避免的过程,长久以来,因腐蚀造成的安全环保风险始终影响着油田的开发生产。智能腐蚀监测系统以智能化在线监测技术为主体,在规定局域网内,便可实现远距离数据读取,打破常规人工取放分析的局限,对监测点进行连续、实时腐蚀速率监测,监测频次最短仅为2分钟/次,最长无上限,其灵敏度可达0~250微米,数据采集只需1分钟,满足了不同情况下对监测的需求。通过数据跟踪,实现风险早提醒,可谓是“人在屋内坐,看到千里外;键盘轻轻敲,数据远方来。”
 
该系统在满足获取腐蚀速率的同时,系统还可对其腐蚀程度及安全风险进行评估,一次安装后,便可长期通过数据传输获取信息。经测评,5年内配套硬件不需进行带压更换,即降低了安全风险和污染隐患,又节约了人力物力成本,如在油田范围内全面应用,可节省可观的直接经济效益。该系统于2019年在某油田二号联合站污水系统的成功应用,连续运行三个月不间断获取数据1200余组,准确率达99.3%,凭借其远程数据处理、腐蚀风险预测的独特优势,开启了油田腐蚀监测的新时代,下步将在油气系统开展推广应用,逐步实现全油田智能化监测。
 
数字化油井检测技术
 
该技术将连续油管制氮车压力管线与试油队的数采设备直接连接,通过数采曲线观察到泵压数值,可随时精准实现对地层动态的管控。该技术只需通过数采曲线变化即可在第一时间观察井底流体是否“启动”,改变了过去通过泵车上观察泵压、结合油压、出液情况及温度变化等多项指标才可以判断出井下流体的“启动”情况,规避井控风险的同时,大大方便了试油现场检测,提高了作业时效,提高了油气井产能。
 
2020年年初,该技术在顺北1-23H井首次实现了在完井试油现场将连续油管制氮车压力与试油队的数采直接连接,直接在数采曲线上观察到制氮车的泵压曲线,直观反映出井下流体的启动情况。该井属超深、高压、高温“三高”井,设计斜深8314.72米,垂深8090米,是一口重点开发井。它的成功应用,不仅为储层的开采提供了新的思路,同时也为完井测试提速提效提供了技术支持。
 
燃料气系统自动化控制技术
 
该技术主要采用站场SCADA系统,并将火炬燃料气吹扫截止阀更换为精度更高的电动调节阀,将该电动调节阀门信号接入SCADA系统,从而实现人机界面远程手动或自动调节火炬吹扫气瞬时流量,进一步精细管控站场燃料气使用,实现远程控制,在站控室里通过人机界面便可精准调节火炬燃料气吹扫气量。它与手动手动操作阀门来调整燃料气吹扫量相比,更加安全,调节更加精准,更加省时省力,具有更高的工作效率。
 
该技术于2019年年底在普光气田成功投入现场应用,实现了燃料气系统自动化控制的实现,不仅提高了职工的工作效率、和站场火炬系统及燃料气系统的安全性,还可在汽提塔工作时利用汽提气代替火炬吹扫气,从而进一步保持火炬系统工作持续的稳定工作。每天能节约近400方清洁燃料气,每年节约成本近30万。
 
钻柱扭转控制系统
 
该技术是针对油田钻机在滑动钻进过程中,由于钻柱和井壁静摩擦导致摩阻升高,钻进效率降低的现象。随着井斜和位移的增加,托压现象愈加明显,给钻井作业带来安全风险的问题而提出来的。该技术主要是研发一套地面电气控制系统及操作软件,可精确控制顶驱或转盘电机实现钻柱双向扭转,让上部大部分钻柱扭转起来,最大程度抵消摩阻,达到降阻提速、提高轨迹控制效率的目标。该技术通过不断完善,进一步优化系统安装、通讯切换及操作界面,推出便携式扭转控制系统,并成功地在樊159-斜11井上试验成功,降低摩阻达75%,有效减轻了定向托压现象,显著提升钻进时效。
 
该井设计井深3628米,属于难动用项目井。钻进施工中,面对摩阻400千牛、复合钻进扭矩20000牛米,钻井液密度1.45克/立方厘米,以及地层油气侵等多种不利因素,使用扭转系统后降低摩阻达75%,保证了滑动钻进的定向效果,减少了滑动钻进进尺,提高钻进时效,节约建井周期约2天,同时节省了钻井液润滑剂用量。它的应用成功,标志着基于电动转盘的钻柱扭转控制系统基本成熟定型,为下一步推广应用奠定了良好基础。
 
设备管理信息平台技术
 
该设备管理信息平台建有8大模块,具有移动端、考核分析、统计分析、特种设备检验预警、异常预警、闲置资产识别等多项功能。借助于该平台,设备管理人员通过创建的设备档案库、设备动态运行库、设备选型标准等设备运维大数据,可以实现基础数据报表自动生成,日常维护预警提示等,提升设备管理效率和运行的安全性。该技术通过对所有设备进行“身份认证”,建立统一信息模板的数据库。对每台设备的原始台账和设备所属单位、设备类别、运行状态、使用状态、运行参数、以往维修情况等七个方面20多项数据进行录入,并结合运行实际对相关数据进行及时更新,为设备的实时监控和预知维修提供参考和依据。
 
 
胜利油田孤东采油厂利用该技术可以优化设备运行,保障安全生产,实现抽油机远程自动停机。2020年一季度,该厂先后有4口油井因压力变化实施远程自动停机,有效规避了安全风险。该厂通过开展设备综合利用率筛查分析,清理出闲置物资400余项,闲置设备170余台,将全部闲置资产纳入管理平台,根据价值大小分类处置。一是设立资产超市,与油田其它单位调剂共享,如金额较大的抽油机、高架罐、管线等,除新井产能建设充分利旧以外,还在全油田范围内进行资产调剂,充分发挥设备最大效能,提升使用效率。二是与生产厂家联系沟通,进行“等值置换”,将不常用的阀门、钢圈等置换成常用阀门、钢圈,有效盘活资产。2020年一季度,该厂盘活闲置设备资产200多万元。
 
激光熔覆油管抗磨技术
 
该技术是针对在油井生产中,抽油杆及其接箍与油管内壁发生刮擦,造成油管磨损,导致油井无法正常生产。胜利油田桩西采油厂对于泵深大于2000米、井斜大的深抽井,在防偏磨治理方面,一直存在下井管柱工具耐温难题,特别是内衬油管,为了延期生产周期,只能应用耐超高温的内衬油管,且必须与耐磨接箍配套使用,治理成本费用较高。
 
该技术采用激光熔覆油管,这种油管承压、耐磨,还兼具高防腐蚀性、防结蜡性、防结垢性、抗井下高温、耐用性好、适应能力强等特点。该技术于2019年8月在桩129-斜2井投入现场应用。该井泵深达2400米,在没有采取其它防偏磨措施情况下,目前已服役209天,取得显著防偏磨效果。这标志着胜利油田桩西在杆管偏磨类躺井治理上不仅应用激光熔覆油管工艺试验获得成功,并具有良好的推广应用前景。
 
 
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