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人工举升智能化,ABB大规模推动数字油田进程

人工举升智能化,ABB大规模推动数字油田进程

得益于人工举升系统的远程操控功能,开发商在油田采油故障发生时的响应更快、更准确。

来自 | E&P
编译 | 张德凯 影子

在世界范围内,约有95套人工举升系统用于井底压力不足的井中,大幅提高了原油产量。抽油机、螺杆泵(PCP)和电潜泵(ESP)都是常用的人工举升方式,其动力都由马达提供。

如果通过变速控制器(VSD)控制人工举升系统的电机和马达,那么就有机会实现智能人工举升的应用。此外,这还会提升开发商对于泵和控制系统的认知。VSD在设计之初主要用于电机转速控制及系统的开关,随着技术的发展,当前使用的VSD大多都内置了专用于油气开采的高级程序,人工举升系统的控制也达到了前所未有的水平。

根据VSD和传感器的实时操作数据,智能人工举升系统能够及时、主动做出生产优化决策。我们知道,智能油田通过使用数字设备和通讯网络,能够极大的优化油气开采任务,而智能人工举升系统通过使用特殊算法,将在推进智能油田这一概念的发展中发挥重要作用。

ABB公司的Ari Huttunen说:“VSD早就成为了一种数字技术,但直至现在才大规模用于智能人工举升系统,根据获得的实时数据,极大的提高了人工举升效率”。

“对于产能提高来说,这无疑是一个功能强大、价值连城的新工具,我相信任何了解其重要性的开发商都会积极采纳。在油田生产中,收益是第一驱动力。如今,数字化技术不仅提高了产能,还降低了泵的动力成本和故障几率,创造了一个真正的双赢机会。一些快速进步的石油公司已经抓住了这个机遇,同时伴随发生的还有逐步转化为现实的数字油田应用。“

人工举升智能化,ABB大规模推动数字油田进程

将人工举升系统与数字通讯网络连接,配合VSD、传感器实时数据的合理应用,能够显著提升产能、减少停井时间。

为了验证该技术的经济收益,ABB基于实际用户的九口杆式泵井,生成了驱动器测试数据。Huttunen说:“结果表明,新技术将可实现增产50%,同时降低能耗30%。此外,在我们进行的其他测试中,新技术将维护和故障引起的停机时间减少了70%。当然,这些结果并不适用于每口油井,但这些数据表明,只需很少的努力和投资就可以实现高效新技术的应用。“

智能人工举升系统的应用

智能系统的应用优势近日在阿曼Sultanate油田进一步得到了印证,该油田有超过1500口井安装了VSD-PCP系统,其中大部分配备了ABB的智能控制系统。随后,ABB与开发商共同实施了软件开发计划,目的是实现人工举升系统的远程控制。

“早在几年前,该油田的开发商在PCP使用中就遇到了挑战,停泵、出砂、抽油杆转速失常、动力故障和SCADA(数据监测&采集)连接中断等问题时常发生,PCP故障效率较高,产能降低。”

Huttunen解释道:“随着井数量和产量的提升,井筒的监测、优化和故障修正难度逐渐提高,而且也更耗时”。

“为了实现油田产量最大化、降低泵故障几率,该油田的控制团推尝试了多种方法,包括将自动控制概念与抽油杆扭矩、转速、泵吸入口压力结合,同时通过闭合回路集成控制最大化产能。”

“通过大量的测试发现,通过智能&自动生产控制是一种非常有效的增产方法。在此过程中,只需施加极小的人为干预,就能降低HSE风险,同时减少开机时间,产能也随之提高。例如,一口产量500bpd的井,使用该软件后产量可以提高17%。”

深度理解

这些进步说明,智能驱动在数字油田的概念中正在发挥越来越大的作用。其不仅能够加深开发商对于诸多操作方面的认识,还可以根据实时井况及时调整策略,提高产量,降低能耗,保护泵等设备的完整性。

“智能驱动的关键是,根据其获得/产生的数字数据,能够获得设备及程序的深度认识。我们可以形象称之为监测油气开采的耳朵和眼睛,在提高产量和收益的同时,还会通过及时识别不良趋势,维持设备的完整性,防止故障的发生。”

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