深圳乐满油气技术有限公司---致力于排水采气和油气田增产

大庆油田合川区块智能间开控制系统实施方案

一、 概述

根据对大庆油田重庆采气分公司合川区块气井考察,该区块气井生产多年,产量低、水量大,大部分气井产量低于临界携液流量,气井不能连续自喷生产。该方案对于产量低于临界携液流量的积液气井,通过自动间开生产,使气井生产时产气量始终大于临界携液流量,充分利用气井能力有效排液,实现气井增产、稳产。对于低压气井,由于油压接近或低于输压,产量很低或停喷,通过间开生产,可使气井维持自喷生产。

二、 试验井况

大庆油田合川区块气井生产多年,很大一部分气井的产量小于临界携液流量。选出的试验井为合川001-70井组3口井。三口井日产气量分别为0.2 X 104m3/d 、0.2 X 104m3/d 和0 ,它们都远低于1.6 X 104m3/d最小临界携液流量,气井不能排液;生产井油套压差分别为9.78MPa、11.56MPa和12.00MPa井筒液面较高,积液严重。

三、 安装施工方案

1. 间开系统井场布局

自动间开井场布局

图1 自动间开井场布局

2. 间开阀的安装

合川区块气井的流程为:采气树生产闸阀、紧急切断阀、调节角阀、汇管、安全阀。紧急切断阀测压点在角阀之后,角阀出口的压力达到预设值时紧急切断阀将自动切断,安全阀在压力达到预设值时自动开启,安全阀的设置压力比紧急切断阀的设置压力略高。间开控制系统的间开阀采用法兰连接,安装在紧急切断阀之后,直接替换采气树角阀,安装施工不需要动火。法兰按采气树阀门配套。具体施工步骤如下:

采气树角阀

图2 采气树角阀

  1. 关生产阀、外输阀;松角阀法兰螺栓泄压;
  2. 用气体检测器距离角阀1m检测不报警;
  3. 拆除角阀;
  4. 安装电动间开阀;
  5. 开生产阀充气、试漏;有泄漏,紧固法兰螺栓,至无泄漏。

3. 油压、套压变送器安装

合川区块气井采气树除了安装了油压表和套压表以外,还安装有油压套压数字变送器。间开控制系统的油压、套压变送器,采用太阳能供电,Lora无局域网通信,数据无线采集。变送器通过三通,与现场油压、套压表并联安装。施工步骤:

  1. 关油压、套压考克阀,拆下油套压表;
  2. 安装三通,安装油压表套压表,安装油压套压变送器;
  3. 开考克阀门,试漏;

4. 太阳能板、电池组、中心控制器安装

  1. 太阳能板、电池组、中心控制器放置原角阀侧距离采气树4m,配置电缆长度6m;
  2. 立竖杆,安装太阳能板、调节方位角;
  3. 在太阳能板下方固定中心控制器,调整天线,使信号强度最好;
  4. 电池箱放置在竖杆下(地埋箱设计、暂不地埋);
  5. 电源电缆穿防爆管,通过2”镀锌管,地埋至采气树,接电动阀。

5. 油田网络接入

合川区块井场基本上都有用于数据采集的RTU,而SGS50-22间开控制系统也配有D485标准总线接口,可与井场RTU连接通信。可通过合川区块气井后台软件读取、控制SGS50-22间开控制系统。

四、 远程通讯及网络安全

1. GPRS通讯

远程数据通讯,通过中移动3/4G网络传输,上传至阿里云服务器。数据存储、读取、控制、参数设置通过登录服务器操作。

2. 网络安全及措施

服务器用阿里云服务器,其安全性为行业内顶尖位置,远高于企业服务器。根据全球知名咨询机构IDC发布《IDC MarketScape:中国云服务提供商,2017厂商安全评估》。阿里云以其在安全上的综合实力和战略前瞻性,位居领导者区间,在安全能力和安全投入上绝对领先。具体安全措施如下:

1) 态势感知
是一个大数据安全分析技术,能对云上所有资产进行安全告警,并用机器学习来发现潜在的入侵和高隐蔽性攻击,回溯攻击历史,收集企业 20 种原始日志和网络空间威胁情报,利用机器学习还原已发生的攻击,预测即将发生的安全事件。
2) 安骑士
是一款服务器安全软件,通过安装在云服务器上轻量级的软件和云端安全中心的联动,提供漏洞管理、基线检查和入侵告警等功能。
3) Web 应用防火墙
阿里云基于10余年攻防经验完全自主研发的安全产品。其基于云安全大数据能力实现,通过防御SQL注入、XSS跨站脚本、常见Web服务器插件漏洞、木马上传、非授权核心资源访问等 OWASP常见攻击,过滤海量恶意访问,避免网站资产数据泄露,保障网站的安全与可用性。
4) 云盾 DDoS 高防 IP
是针对阿里云主机在遭受大流量的DDoS攻击后导致服务不可用的情况下,推出的防护服务,用户可以通过配置高防IP,将攻击流量引流到高防IP,确保源站的稳定可靠。我公司使用阿里云服务器,间开系统近百套、气举设备4套,未发生一起网络安全事故。

3. 网络安全伤害分析

1) 高压直接开阀
间开系统主要功能为气井开关,网络伤害最大风险为高压情况下直接开井,高压冲击下游。由于气井均有紧急切断阀,测压点在间开阀下游,如果发生高压直接开阀,压力超压触动紧急阀切断,不会造成下游高压冲击。
2) 阀门不能控制
非高压情况,不会造成伤害,只能使间开功能失效。
3) 数据被盗
定期导出数据,短期数据不具有伤害性。

4. 网络稳定性

由于各井区信号强度等因素,保持在线时间是网络稳定的重要指标。本系统采取下列措施,保证系统在线率:

  1. 信号强度弱的井区,加装信号增益放大器;
  2. 系统采用心跳包软件技术,持续跟踪在线情况,掉线后及时主动连线;
  3. 定时主动连线。

四、 运行、参数优化

实时运行监测,根据各井气、液井况,优化间开参数,达到排液最优,提高和稳定产气量。 根据气井压力、压力递减、压力恢复等井况参数,分析判断气井积液、排液情况,优化间开控制系统参数、间开工艺参数。

五、 电源保障

根据当地日照数据,11月至2月长期日照不足,为保证电源供应,拟采用下列方案:

  1. 配备相应比例备用电池、充电器,远程监控系统电池电压,充电不足时, 及时更换备用电池。备用电池一次充满,可工作7~10天;
  2. 井场通电后,改用农电供电;
  3. 测试天然气管道气流发电系统,可行后,可推广使用。

六、 附件

  1. 实用新型智能间开采气系统专利证;
  2. 气井生产数据自动监测和分析软件登记证书。
  3. 防爆合格证;
  4. 防冻堵调节阀检测报告;
智能间开采气系统专利证书
软件著作权登记证书
执行器防爆合格证
调节阀检验报告 调节阀检验报告


关于智能间开控制系统信息参考>>>>