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大慶油田合川區(qū)塊智能間開控制系統(tǒng)實(shí)施方案

一、概述

根據(jù)對大慶油田重慶采氣分公司合川區(qū)塊氣井考察，該區(qū)塊氣井生產(chǎn)多年，產(chǎn)量低、水量大，大部分氣井產(chǎn)量低于臨界攜液流量，氣井不能連續(xù)自噴生產(chǎn)。該方案對于產(chǎn)量低于臨界攜液流量的積液氣井，通過自動間開生產(chǎn)，使氣井生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)氣量始終大于臨界攜液流量，充分利用氣井能力有效排液，實(shí)現(xiàn)氣井增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。對于低壓氣井，由于油壓接近或低于輸壓，產(chǎn)量很低或停噴，通過間開生產(chǎn)，可使氣井維持自噴生產(chǎn)。

二、試驗(yàn)井況

大慶油田合川區(qū)塊氣井生產(chǎn)多年，很大一部分氣井的產(chǎn)量小于臨界攜液流量。選出的試驗(yàn)井為合川001-70井組3口井。三口井日產(chǎn)氣量分別為0.2 X 10⁴m³/d 、0.2 X 10⁴m³/d 和0 ，它們都遠(yuǎn)低于1.6 X 10⁴m³/d最小臨界攜液流量，氣井不能排液；生產(chǎn)井油套壓差分別為9.78MPa、11.56MPa和12.00MPa井筒液面較高，積液嚴(yán)重。

三、安裝施工方案

1. 間開系統(tǒng)井場布局

圖1 自動間開井場布局

2. 間開閥的安裝

合川區(qū)塊氣井的流程為：采氣樹生產(chǎn)閘閥、緊急切斷閥、調(diào)節(jié)角閥、匯管、安全閥。緊急切斷閥測壓點(diǎn)在角閥之后，角閥出口的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)緊急切斷閥將自動切斷，安全閥在壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)自動開啟，安全閥的設(shè)置壓力比緊急切斷閥的設(shè)置壓力略高。間開控制系統(tǒng)的間開閥采用法蘭連接，安裝在緊急切斷閥之后，直接替換采氣樹角閥，安裝施工不需要動火。法蘭按采氣樹閥門配套。具體施工步驟如下：

圖2 采氣樹角閥

關(guān)生產(chǎn)閥、外輸閥；松角閥法蘭螺栓泄壓；
用氣體檢測器距離角閥1m檢測不報(bào)警;
拆除角閥；
安裝電動間開閥;
開生產(chǎn)閥充氣、試漏；有泄漏，緊固法蘭螺栓，至無泄漏。

3. 油壓、套壓變送器安裝

合川區(qū)塊氣井采氣樹除了安裝了油壓表和套壓表以外，還安裝有油壓套壓數(shù)字變送器。間開控制系統(tǒng)的油壓、套壓變送器，采用太陽能供電，Lora無局域網(wǎng)通信，數(shù)據(jù)無線采集。變送器通過三通，與現(xiàn)場油壓、套壓表并聯(lián)安裝。施工步驟：

關(guān)油壓、套壓考克閥，拆下油套壓表；
安裝三通，安裝油壓表套壓表，安裝油壓套壓變送器；
開考克閥門，試漏；

4. 太陽能板、電池組、中心控制器安裝

太陽能板、電池組、中心控制器放置原角閥側(cè)距離采氣樹4m，配置電纜長度6m;
立豎桿，安裝太陽能板、調(diào)節(jié)方位角；
在太陽能板下方固定中心控制器，調(diào)整天線，使信號強(qiáng)度最好；
電池箱放置在豎桿下（地埋箱設(shè)計(jì)、暫不地埋）;
電源電纜穿防爆管，通過2”鍍鋅管，地埋至采氣樹，接電動閥。

5. 油田網(wǎng)絡(luò)接入

合川區(qū)塊井場基本上都有用于數(shù)據(jù)采集的RTU，而SGS50-22間開控制系統(tǒng)也配有D485標(biāo)準(zhǔn)總線接口，可與井場RTU連接通信?？赏ㄟ^合川區(qū)塊氣井后臺軟件讀取、控制SGS50-22間開控制系統(tǒng)。

四、遠(yuǎn)程通訊及網(wǎng)絡(luò)安全

1. GPRS通訊

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊，通過中移動3/4G網(wǎng)絡(luò)傳輸，上傳至阿里云服務(wù)器。數(shù)據(jù)存儲、讀取、控制、參數(shù)設(shè)置通過登錄服務(wù)器操作。

2. 網(wǎng)絡(luò)安全及措施

服務(wù)器用阿里云服務(wù)器，其安全性為行業(yè)內(nèi)頂尖位置，遠(yuǎn)高于企業(yè)服務(wù)器。根據(jù)全球知名咨詢機(jī)構(gòu)IDC發(fā)布《IDC MarketScape：中國云服務(wù)提供商，2017廠商安全評估》。阿里云以其在安全上的綜合實(shí)力和戰(zhàn)略前瞻性，位居領(lǐng)導(dǎo)者區(qū)間，在安全能力和安全投入上絕對領(lǐng)先。具體安全措施如下：

1) 態(tài)勢感知: 是一個(gè)大數(shù)據(jù)安全分析技術(shù)，能對云上所有資產(chǎn)進(jìn)行安全告警，并用機(jī)器學(xué)習(xí)來發(fā)現(xiàn)潛在的入侵和高隱蔽性攻擊，回溯攻擊歷史，收集企業(yè) 20 種原始日志和網(wǎng)絡(luò)空間威脅情報(bào)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)還原已發(fā)生的攻擊，預(yù)測即將發(fā)生的安全事件。
2) 安騎士: 是一款服務(wù)器安全軟件，通過安裝在云服務(wù)器上輕量級的軟件和云端安全中心的聯(lián)動，提供漏洞管理、基線檢查和入侵告警等功能。
3) Web 應(yīng)用防火墻: 阿里云基于10余年攻防經(jīng)驗(yàn)完全自主研發(fā)的安全產(chǎn)品。其基于云安全大數(shù)據(jù)能力實(shí)現(xiàn)，通過防御SQL注入、XSS跨站腳本、常見Web服務(wù)器插件漏洞、木馬上傳、非授權(quán)核心資源訪問等 OWASP常見攻擊，過濾海量惡意訪問，避免網(wǎng)站資產(chǎn)數(shù)據(jù)泄露，保障網(wǎng)站的安全與可用性。
4) 云盾 DDoS 高防 IP: 是針對阿里云主機(jī)在遭受大流量的DDoS攻擊后導(dǎo)致服務(wù)不可用的情況下，推出的防護(hù)服務(wù)，用戶可以通過配置高防IP，將攻擊流量引流到高防IP，確保源站的穩(wěn)定可靠。我公司使用阿里云服務(wù)器，間開系統(tǒng)近百套、氣舉設(shè)備4套，未發(fā)生一起網(wǎng)絡(luò)安全事故。

3. 網(wǎng)絡(luò)安全傷害分析

1) 高壓直接開閥: 間開系統(tǒng)主要功能為氣井開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)傷害最大風(fēng)險(xiǎn)為高壓情況下直接開井，高壓沖擊下游。由于氣井均有緊急切斷閥，測壓點(diǎn)在間開閥下游，如果發(fā)生高壓直接開閥，壓力超壓觸動緊急閥切斷，不會造成下游高壓沖擊。
2) 閥門不能控制: 非高壓情況，不會造成傷害，只能使間開功能失效。
3) 數(shù)據(jù)被盜: 定期導(dǎo)出數(shù)據(jù)，短期數(shù)據(jù)不具有傷害性。

4. 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性

由于各井區(qū)信號強(qiáng)度等因素，保持在線時(shí)間是網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的重要指標(biāo)。本系統(tǒng)采取下列措施，保證系統(tǒng)在線率：

信號強(qiáng)度弱的井區(qū)，加裝信號增益放大器;
系統(tǒng)采用心跳包軟件技術(shù)，持續(xù)跟蹤在線情況，掉線后及時(shí)主動連線;
定時(shí)主動連線。

四、運(yùn)行、參數(shù)優(yōu)化

實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測，根據(jù)各井氣、液井況，優(yōu)化間開參數(shù)，達(dá)到排液最優(yōu)，提高和穩(wěn)定產(chǎn)氣量。根據(jù)氣井壓力、壓力遞減、壓力恢復(fù)等井況參數(shù)，分析判斷氣井積液、排液情況，優(yōu)化間開控制系統(tǒng)參數(shù)、間開工藝參數(shù)。