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油田计量站生产自动化与管理信息系统(下)

jhlu3  发表于 2009/7/8 10:30:41      1298 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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3.计量站SCADA系统 
            对于无人值守的计量站,计量监控的任务全部转移到了中控室SCADA系统完成。中控室SCADA系统既要面向现场RTU,管理实时计量生产,另一方面还要将生产数据和计量结果传送到MIS系统,以便进行数据分析处理。
              3.1 典型的SCADA、MIS系统结构

              3.2 SCADA系统软、硬件规划设计
              对于现场无人值守的计量站系统,SCADA系统的稳定性直接影响实时生产管理,因而应采用足够的软、硬件冗余,提高系统可靠性。
            中控室SCADA系统设备包括SCADA服务器、交换机(或集线器)、打印机等,构成局域网。对于规模较大的SCADA系统,为提高可靠性,一般应采用两台互为热备份的SCADA服务器作为SCADA系统的核心,通过双机热备的主站电台与多个计量站通信。系统通过UPS后备电源供电。
            软件方面,通常选择标准的工控组态软件作为开发平台,如FIX SCADA 软件、Intouch软件、组态王软件等 
            ,在此基础上设计应用程序,以提高标准化程度,便于软件开发和维护。
              组态软件通过通信驱动程序与计量站RTU通信,同时通信驱动程序又将SCADA主服务器和备份服务器连接起来,当其中一台服务器故障时实现双机的平滑切换。
              计量站SCADA应用程序完成计量站数据采集、计量设置、计量流程监控、计量结果上传、报警管理等功能,一般包括如下主要模块和功能:
              自动排序选井模块:完成油井井号的选择及决定单井的计量时间、计量方式等。
              计量过程监视模块:实时监控计量站中各单井阀位状态、计量状态、计时等。
              计量结果显示模块:查询和显示计量结果。
              计量结果上传和存储模块:将动态采集数据(如温度、压力、流量等)、计量结果数据(产液量、产油量、产气量、含水率等)存入MIS系统历史数据库,进行后续分析处理。
              所有计量数据、检测数据上传到中控室。操作管理人员在中控室发出指令,通过通信系统下达到计量站RTU,控制计量站的运行。在中控室停电或发生通信故障时,计量站的RTU能按照先前中控室设置或人机界面设置,独立地完成计量站的自动计量、数据检测和数据存储,待故障排除后,再向中控室传出计量和检测数据。
              计量站SCADA系统典型的技术指标包括:
              通信轮询周期:指各个计量站RTU数据在中控室刷新的最大时间间隔,是决定SCADA系统的实时性的重要指标。
            稳定性和可靠性:一个稳定的SCADA系统应该能够长期、连续运行。中控室电台或SCADA服务器统出现故障后,应能够顺利切换到备份系统运行,以避免影响生产。
            系统的扩展性和适应性:应能够实现动态增减油井、计量站,能够适应油田常见的作业变更(如“串联油井切换”,“抽油井转注水井”等)。
              4.计量站MIS系统
              计量站MIS系统以大型数据库为核心,汇总油井、水井、计量站等油田基础数据,存储现场RTU和SCADA系统上传的生产数据,对现场生产数据进行二次分析处理,并以曲线、报表等格式进行输出,满足油田生产管理的需要。
            由于各个油田具体的生产管理制度不同,对MIS系统的功能要求往往有一定的差异。典型的计量站MIS系统应能够完成以下基本功能:
            系统数据维护。如SCADA系统、MIS系统内部维护所使用的信息,以及中控室操作班组等操作安全信息等。
            油井、水井、计量站基础数据维护。油井信息包括油井的井号、开/关状态、生产方式、管汇等,水井信息包括水井的井号、层系和区块信息等。
            油田生产常常出现增减井、增减计量站、开/关井、“抽油井转注水井”、串联井等情况,基础数据库维护则保证MIS系统内部信息与实际生产情况保持一致。
            动态采集信息。动态采集数据包括各个计量站现场的温度、压力、流量、天然气浓度等历史数据,以及各个油井的产量计量结果等。
            计量数据处理和分析。生成油井、注水井、计量站、不正常井及其它统计日志信息。对于同一天多次计量的油井要进行“产量日汇总”,得出一个平均日产量;对于当日未计量的油井要进行“借产”,保证其产量数据的连续性;对于串联井以及多井合量的油井要进行“分产”,从“多井合量产量”得出“单井产量”......
            报表输出。包括油井生产报表、计量站生产报表、注水井生产报表、断块/层系注水报表、异常情况报警报表等。
            分析各个油井的产量和低产井间歇出油情况,确定合理的油井量油制度。对于东部低产能油井,由于其产量低、间歇出油情况比较严重,若简单地对各个油井均采用同样的计量时间,其计量结果往往不具备代表性,因此MIS系统的“确定油井量油制度”功能尤为必要。
              5.计量站生产自动化的发展趋势
              计量站生产自动化在自然条件恶劣的西部油田应用较早,在东部油田也正在逐步应用推广,并呈现出以下发展趋势:
              改进计量工艺,选用先进可靠的仪表、含水仪、电动阀等现场设备,完善现场RTU功能。
              远程计量监控与工业电视图像无线传输相结合,强化中控室对现场情况的实时监控,并解决防盗问题。
              SCADA系统与WEB数据发布相结合、MIS系统与GIS系统(地理信息系统)相结合,实现生产信息在油田系统内部的共享,提高信息应用和生产管理水平。

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