油气田单井数据采集完善方案研究

高建新

摘要：1980年代以来，中国石油上游信息化建设已经探索和发展30多年，经历了从分散到集中、集中到整合、整合到共享的发展阶段，目前已迈入共享智能新发展阶段。油气田企业数据类型种类繁多，数据组织形式复杂，数据分析应用手段落后，传统的数据存储、管理和应用技术无法最大限度地发挥数据价值基于此，对油气田单井数据采集完善方案进行研究，以供参考。

关键词：油气田；单井数据采集；完善方案

引言

构建油气生产网络系统的总体目标是利用对象网络技术建立复盖地面油气生产所有方面的数据收集和监测系统、数据传输系统和生产管理系统，履行各项职能，支持油气生产过程管理，促进转型，达到“井站一体化管理、生产智能化管控”，“提质增效、管控风险、造福员工”的目标。目前，各个油气田基本实现数字化，正逐步推进向智慧油田发展。但是，各作业区的单井及站场改造量大，若同期对所有的作业区进行物联网建设，容易出现影响生产、投资重复、工程衔接难度大等问题，站场改造工作将会受到影响，油气生产物联网建设难以按期完成。

1油气田企业开发数据

油气田企业开发数据总体可以分为3类：结构化数据、非结构化数据和时序数据。

1.1结构化数据

结构化数据多为表格数据，通过人工填报后提交到系统中，如套管结构数据、岩屑描述记录等，这些数据通过Oracle、SQLserver等关系型数据库存储管理，存储和管理技术相对成熟。但由于油气田企业信息系统众多，各系统之间存在信息“孤岛”现象，各个关系型数据库中的数据存在主数据不统一、数据重复录入等问题。

1.2非结构化数据

油气田企业的非结构化数据分为两类，一类是数量多而单文件小的文件，如文档报告、多媒体PPT等；还有一类是需要专业软件解析的大数据体，如地震数据体、测井曲线数据等，这类数据单文件较大，属于大块非结构化数据。油气田企业一般使用文件传输协议（FileTransferProtocol，FTP）技术对文件进行存储和管理，这种存储方式会导致非结构化数据和企业主数据的管理相脱节，在应用的时候无法有效检索和定位到所需要的非结构化数据，且FTP技术存储效率较低，无法提供良好的应用效果。

1.3时序数据

时序数据为时间序列数据，如井口物联网设备定时产生的数据，这类数据产生的频率快，由时间驱动产生，应用的时候主要是看它们的数据趋势和异常值。对于时序数据管理，根据设备厂商所提供的时序数据库软件对时序数据进行存储和管理，不同的物联网设备会对应不同的时序软件，不同的时序数据库之间有着技术壁垒，不利于数据的集成和应用。

2物联网设备智能管理的意义

2.1提高设备管理效率

在互联网化高度发达的今天，油气田运营过程中也对物联网设备进行了广泛的应用。但是，在物联网设备应用过程中，也必须要对智能管理进行重点关注，只有这样才能提高物联网设备的管理效率。物联网设备是以互联网基础为基础，实现设备为终端的互联网化运行，在这一过程中，应用智能管理可以有效提高设备的管理效率。

2.2降低运营过程中的人力成本

在油气田物联网设备运行过程中应用智能化管理，可以实现设备的自动化运行，而且也可以在物联网设备自动化运行过程中实现智能化自检以及智能化维护。这样，就不需要相关的维护人员定期对油气田内的物联网设备进行维护保养工作，这对于降低油气田物联网设备运营过程中的人力成本有着重要的意义。

3数据采集总体架构

子系统数据采集和监测系统部署在井场至作业区一级，在生产现场收集数据，并执行监测功能等。子数据传输系统部署在作业区的水井一级，以便在水井和作业区之间进行有线和无线数据通信；生产管理分系统部署在油田企业和上级单位，以满足各级人员监测油气生产、分析和诊断、预测和预警的需要。

4数据采集与监控子系统

数据采集监控子系统主要执行生产数据自动采集、连接设备状态采集、生产环境自动监控、生产过程监控、远程控制等功能。(1)生产数据的自动采集是指与地面油气生产有关的所有作业的生产数据采集。(2)对生产环境进行自动监测，可收集和发出警报，如录像、可燃气体、有毒和有害气体浓度等。(3)生产过程监控提供子功能，如油井监控、气井监控、站库现场信息显示、采集网络信息显示、配水网络信息显示、网络信息显示等，以实现模式的实时数据显示和警报。

5单井建设方案

5.1实现功能

（1）实现油气水井井口参数采集并自动上传，无人值守情况下为自动电子巡井提供数据依据。（2）为实现工况诊断及故障分析提供基础数据。（3）为油井的功图求产提供基础数据。

5.2抽油机井建设方案

抽油机井井口采集控制参数包括油压、套压，抽油机载荷、位移，综合电量，抽油机状态，远程停抽油机。（1）检测与过程控制方案井场设备均应适用于高寒、多风沙的特殊环境以及防盗、抗破坏等要求，在-40℃~70℃之间正常运转，具备相应的防爆、防护等级。单井设置的仪器仪表将采集到的数据传送至井场RTU，通过有线或无线传输方式上传到新建处理厂中心控制室。（2）控制信号传输方案单井自动化改造将增加压变、温变、载荷传感器等仪表设备。现场仪表信号传送至远程终端装置RTU的方式有两种：采用电缆传输或采用无线信号传输。实施方案采用井场内有线传输、远距离无线传输。压力检测选用防爆有线压力变送器；综合电量检测选用无线综合电量变送器；载荷检测、位移检测选用防爆无线载荷、位移传感器。

5.3自喷井建设方案

自喷井井口采集控制参数包括油压、套压、回压。检测与过程控制方案、控制信号传输方案与抽油机井井场相同，压力检测选用防爆有线压力变送器。

5.4增注井建设方案

增注井口采集控制参数包括油管压力，套管压力，泵进出口压力，综合电量信号采集。检测与过程控制方案、控制信号传输方案与抽油机井井场相同，压力检测选用无线压力变送器；综合电量检测选用有线综合电量变送器。

5.5数字化井口改造方案

改造井，单井采集参数不全；单井已建RTU老旧故障，上传接口不满足要求，无法接入SCADA系统。对于上述单井，按照《油气生产物联网系统建设规范》的要求补充检测仪表，扩容已建RTU，更换故障的RTU，不能上传的新建数据传输系统，以满足《油气生产物联网系统建设规范》的建设标准及软件量油所需基础数据采集要求。

结束语

油气田作为我国重要的能源开采企业，对于我国的经济进步以及社会发展都有着重要的影响。而且，随着时代的进步和发展，在油气田开采、运营过程中都应用了很多的物联网设备。但是，这些物联网设备的运行效率以及管理能力直接关系到油气田的生产能力以及生产安全，所以，在油气田进步和发展的过程中，要对这些物联网设备开展智能化管理，唯有如此，才能保证物联网设备的高效运行。

参考文献

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