长庆油气田地面工艺技术数字化与智能化实践

胡建国中国石油长庆油田分公司 2019年3月长庆油气田地面工艺技术数字化智能化实践前 言长庆地面建设将以“资源有限、创新无限”的发展思路，紧紧围绕“5000万吨发展”目标为起点，坚持破解“6300万吨目标”问题为导向，攻克“二次加快发展”瓶颈技术为突破，全力推进智慧油田技术创新发展。

攻关向“数字化、信息化、智能化”发展，探索“四化管理”模式，践行“五化建设”模式，利用“工业机器人巡检，无人机巡线技术，智能化检测技术”，强化装备的小型化、集约化、撬装化、立体化、空间化，实现智慧油气田地面工艺技术创新，大力实施“智能油田”三步走发展战略，助推特超低渗透油气田开发上水平，打造国家致密油（气）非常规开发地面建设示范区。

提纲一、长庆油田地面工艺技术的创新与发展二、长庆油田地面建设四化管理模式创建三、长庆油田管道与站场智能化探索实践长庆地处鄂尔多斯盆地，横跨陕甘宁蒙晋5省(区)，面积37万平方公里。

经历了40多年的开发历程，开发油气田36个，形成了“油气并举，协调发展”的格局，成为我国重要的油气生产基地、天然气枢纽中心.构建油气水管道11万公里，约占中石油的1/3.其中原油集输系统占40%，天然气集输系统占35%，供注水系统占25%，管径DN350以下占91%，十年以上运行管道占30%。

建设完成了油气田各类站场3033座，其中油田2634座，气田399座，配套商业储备库，天然气储气库，介质品种多，管线规格多，材料种类多。

一，长庆油田地面工艺技术的创新与发展5油气田开发包括油气藏工程、钻采工程和地面工程。

地面工程以油气集输工程为主线，涵盖从油、气、水井到油、气外输交接（销售）的全过程：包括收集、计量、处理、产品外输以及处理、回注、回用、外排等所有环节；其产品有原油、天然气、凝析油、轻烃、液化气、硫黄、氦气、水等；工程涵盖了油、气、水、电、路、讯等十大系统工程。

主要产品次生产品油 井注水井计量站接转站脱水站原油库注水站污水处理站变电所油气处理厂天然气增压站(集气站)气田气伴生气气 井为各类站库供电为井网供电天然气原 油污 水液化气供电轻 烃硫 黄氦 气清 水水源井污水外排站一、长庆油田地面工艺技术的创新与发展二、长庆油气田完整性管理技术探索“三化设计、四化管理、五化建设”一、长庆油田地面工艺技术的创新与发展特超低渗透油（气）田开发的典范“四化管理”，数字化管理技术是实现油气田规模有效开发的关键技术之一。

数字化建设经历了三个发展阶段：第一阶段：以降低劳动强度，减少用工总量为目的，通过数字化前端设备的研发和应用，实现了数据实时采集、传输、气井紧急截断、远程控制；第二阶段：以自动化控制为目的，通过数据信息共享、远程安全预警，实现了生产运行集中监控、统一调度，井站无人值守和数字化应急指挥；第三阶段：以智能化管理为目的，通过与地质、油气藏、井筒、地面和运行等专业子系统相融合，实现大数据决策支持、智能化管理控制。

依托自主研发的《油气田数字化生产管理系统》，形成了生产指挥中心、采油（气、输油）厂、作业区（处理厂、联合站）；作业区、中心站、无人值守两个三级数字化管理模式，通过“信息共享、统一调度、分级管理”，实现了油气田管理的数字化、智能化，成为工业化、信息化高度融合的典范。

提纲一、长庆油田地面工艺技术的创新与发展二、长庆油田地面建设四化管理模式创建三、长庆油田站场与管道智能化探索实践二、长庆油田地面建设四化管理模式创建鄂尔多斯盆地资源丰富,以典型的“四低”著称，多年来秉承资源开发与利用并重，始终把“创新驱动、安全环保、优化简化、提质增效”贯彻开发各阶段。

油田形成了马岭、安塞、西峰、靖安、姬源、华庆等为代表的低/超渗透（致密油）油田开发地面模式，气田形成了靖边、榆林、苏里格、长北（壳牌）、苏南（道达尔）等为代表的低渗透（致密气）气田开发地面模式，满足了不同时期、不同油气藏规模经济有效开发需要。

创新了以“标准化设计，数字化配套”为龙头的“四化管理”模式，建成了与5000万吨配套的相适应的地面系统工程，为油气田上产和稳产提供强有力的支撑，探索提升与6300万吨智慧油田匹配的地面工艺技术。

二、长庆油田地面建设四化管理模式创建近十年来，结合各油气田开发实际，依托“四化管理”工作和重大专项、现场试验，集成创新了一批成熟、高效技术，研发了一批先进、适用技术，攻关了一批核心、储备技术，形成了以下十大关键技术，支撑油气田数字化智能化建设：l特／超低渗透油气田地面关键技术l致密油(气）田地面关键技术l油气田提高采收率地面配套关键技术l黄土源地面管道水工保护关键技术l气田与矿产资源重叠区管道与站场建设技术l油气田低含硫化氢管道集输工艺关键技术l储气库（储备库）地面关键技术l标准化与撬装化关键技术l油田地面管道完整性管理关键技术l油气田数字化信息化智能化地面关键技术长庆油田标准化设计根据井站的功能和流程，以工艺技术优化简化和模式定型为前提，以三维设计为手段、以模块组合为设计方式，进行工艺流程、平面布局、模块划分、设备选型、配管安装、建设标准的“六统一”。

二、长庆油田地面建设四化管理模式创建技术基础关键手段主要方法核心内容标准化设计技术研究推动低渗透油气田开发地面建设数字化技术创新。

长庆油田标准化设计主要开展了以下“六个方面”的工作,定型了地面工艺模式，奠定了坚实的工作基础，形成了完善的一体化设备集成技术理论和站场撬装化管理体系，推动了“数字化、信息化、智能化”技术进步，成功开发了超低渗透和陇东致密油田及苏里格致密气田开发。

定型工艺模式 奠定标准化设计基础应用模块理论 优化标准化设计方法建立工作体系 规范标准化设计内容引入数字技术 拓展标准化设计内涵研发集成装置 提升标准化设计水平强化科研工作 夯实标准化设计根基二、长庆油田地面建设四化管理模式创建二、长庆油田地面建设四化管理模式创建定型站场 标准模块 标准图集 造价指标一体化装备研究成果全面推广，为站场智能化创新发展提供保障。

长庆油气田制定一体化集成装置研发规划顶层设计，装置种类逐年增多，目前已自主研发形成了5大类60种一体化集成装置，范围覆盖油田集输、气田集输、油气处理、油田供注水和公用工程等专业，研发领域更加全面，形成专有技术22项，专利成果168件，科技成果123项。

2009年装置种类2011年2013年2016年油田集输/16种•清管器收发•油气混输•原油电加热增压•伴生气压缩机增压•原油接转•原油脱水•原油计量•原油两室缓冲•原油外输计量•集油收球加药•集油收球•集油阀组•同步回转混输•原油脱水分离•多相混输计量•气液分离气田集输/9种•天然气集气•含硫天然气集气•移动式分离计量•含硫天然气注醇•闪蒸分液•等熵增压机•井场集气•天然气阀组•含硫气藏加热分离油气处理/9种•天然气凝析油稳定• 三甘醇脱水•含硫天然气三甘醇脱水•井场伴生气回收•轻烃回收•天然气脱水脱重烃•天然气甲醇再生•伴生气脱硫供注水工程/14种•采出水处理•采出水回注•注水•智能增压注水•清水注水•清水配水•清水处理（I型）•清水处理（II型）•泵-泵供水•污泥脱水•污油污水预处理•水源井口增压•生活水供水•稳压供水公用工程/12种•热水供热•三甘醇脱水尾气焚烧•电控•油水加药•35kV变电站•无功补偿•井场数字化监控•大型冷凝炉•原油加热•变压•燃气发电二、长庆油田地面建设四化管理模式创建提纲一、长庆油田地面工艺技术的创新与发展二、长庆油田地面建设四化管理模式创建三、长庆油田站场与管道智能化探索实践三、长庆油田站场与管道智能化探索实践智慧油田的地面技术包含智慧油藏、智慧钻井、智慧压裂、智慧地面、智慧运行决策、智慧应急管理。

将一个统一的数据智能分析控制为一个中心，配套建立数字化工厂与数字化交付系统，结合人工智能、大数据、云计算等技术，通过分析海量数据实时地在全资产范围内资源合理调配、生产优化运行、故障判断、风险预警，实现全部油田资产的智能化开发运营，将开辟“无围墙的智能化工厂”开发油气田的新模式。

(一）物联网的建设架构的顶层设计长庆油气生产物联网，按照油气生产的三个层次，管理业务的五大需求，及必需配套的三类基础保障技术，形成“三端、五系统、三辅助”支撑油田公司业务发展的信息化生产管理系统，从而实现业务流与数据流相统一、行政管理与业务管理相统一的一体化管理。

后端中端前端l油气藏研究决策支持系统（RDMS）l企业资源计划系统（ERP）l管理信息系统（MIS）l生产运行指挥和应急预警系统l作业区生产管理SCADA系统l信息安全管理l基础通信网络l信息交互式高清系统三辅助三、长庆油田站场与管道智能化探索实践三、长庆油田站场与管道智能化探索实践（二）前端建设主要技术系列1,以油气井为单元的物联网生产管理系统1） 抽油机智能化技术数字化抽油机实现自动采集数据、智能调节平衡、自动调节冲次，及远程控制等功能。

针对特低渗透油田特点，采用泵功图诊断技术，自动采集、分析油井生产运行参数，自动优化调整油井抽汲参数，实现抽油机井闭环控制、智能调参。

根据功图诊断结果，自动选择停机报警、调整冲次或切换到间抽方式运行。

抽油机运行参数监视油井工况异常报警三、长庆油田站场与管道智能化探索实践2） 油井场智能化技术u主要技术构成Ø功图计产技术Ø抽油机工况诊断技术Ø注水的稳流配水阀技术Ø视频智能闯入报警技术Ø远程控制技术Ø数据传输技术功图参数采集抽油机数据采集及控制设备注水井参数监测自动投球装置井场RTU、视频监视及通信等设备井场配备的设备三、长庆油田站场与管道智能化探索实践2）气井智能化技术为避免气井生产过程中，地面管线堵塞、节流器失效而引起压力升高，导致地面管线超压；及管道腐蚀或遭到意外破坏，发生泄漏时引起井口压力降低。

设置自立式井口保护截断阀，当井口压力超高或超低时，可就地自动关断。

并配置电磁控制机构，实现远程有计划地开、关井。

自动投球装置4） 管道收发球自动化技术自动投球装置，主要安装于油井井场，完成井组集油管线的清蜡清垢作业。

该装置一次可装15个球，根据井组回压所反应的结蜡状况，设定投球频率自动投球。

该项技术的研究成功，完全代替人工投球作业过程中的停井、倒流程、放空等操作，为实现井场的无人值守，奠定了重要的技术基础。

三、长庆油田站场与管道智能化探索实践（5）小口径管道检测智能化技术管道泄漏检测技术：负压波法、质量流量平衡法和次声波法及光仟预警监测技术；管道本体内检测技术：智能清管漏磁内检测，多相流腐蚀模拟检测、超声导波检测、超声波检测、C扫描检测、瞬变电磁检测、磁力层析检测；小口径管道内防腐检测技术：电磁涡流检测、微泄露智能球检测、全程视频检测和内防腐层测厚检测；2. 以生产作业区为单元的物联网生产管理系统以生产作业区为单元，联合站与作业区合建，并以联合站为核心构建“一级半” 生产管理模式，运行人员集中进行生产管理，实现下辖各井、站（一体化集成装置）无人值守，作业区直接管理到井场，并监控注水、水处理等生产系统。