丁　飛

中石化華東油氣分公司，山西　臨汾　042100

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煤層氣井自動(dòng)化建設(shè)及管理研究

丁飛*

中石化華東油氣分公司，山西臨汾042100

本文以我國(guó)鄂爾多斯盆地某一煤層氣區(qū)塊井場(chǎng)為切入點(diǎn)，就其井場(chǎng)生產(chǎn)條件與自動(dòng)化建設(shè)需求做闡述分析，并對(duì)具體的煤層氣井自動(dòng)化建設(shè)與管理標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范做細(xì)致的探討研究，期望為我國(guó)煤層氣井自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)改進(jìn)與有效管理提供有益的參考。

煤層氣井；自動(dòng)化；建設(shè)管理

煤層氣指煤層中以甲烷為主要構(gòu)成、吸附于煤基質(zhì)顆粒表面或散布在煤孔隙的烷類氣體，屬于煤層的伴生附屬資源，是繼石油、天然氣后的又一類新興能源類型，伴隨近年來(lái)的開(kāi)采生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大擁有廣泛的發(fā)展前景。煤層氣燃燒后污染較少且產(chǎn)生廢氣量極低，是一類優(yōu)質(zhì)的潔凈資源，其巨大的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)價(jià)值在近年來(lái)逐漸為各國(guó)所重視并著手開(kāi)采，煤層氣井的建設(shè)規(guī)模也隨之逐年擴(kuò)大，需在煤層氣井排采與管控上建立更為規(guī)范與智能的自動(dòng)化系統(tǒng)，以提升氣井的排采安全與監(jiān)管效率。筆者以鄂爾多斯地區(qū)某一煤層氣區(qū)塊井場(chǎng)為研究出發(fā)點(diǎn)，就其自動(dòng)化建設(shè)與管理的策略措施做研究和分析。

一、示例煤層氣區(qū)塊井場(chǎng)的建設(shè)條件與需求

某煤層氣區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地，依照該區(qū)塊煤層氣的生產(chǎn)條件，其煤層氣井的自動(dòng)化排采流程涉及排水工序與采氣工序。在煤層氣井的煤層氣井自動(dòng)化生產(chǎn)與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，其系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展有如下需求。

生產(chǎn)進(jìn)程數(shù)字化。數(shù)字化是自動(dòng)化系統(tǒng)信息傳輸與分析處理的基本需要，與過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)收集的模擬信號(hào)相比，數(shù)字信息具備更高的抗干擾性與轉(zhuǎn)換性，是達(dá)到自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)煤層氣井開(kāi)采做集中信息處理與調(diào)控的先決基礎(chǔ)。因此隨著煤層氣井自動(dòng)化系統(tǒng)性能與需求的提升，其自動(dòng)化生產(chǎn)流程也逐漸從現(xiàn)場(chǎng)控制與模擬信號(hào)向數(shù)字化、遠(yuǎn)程管控的方向發(fā)展轉(zhuǎn)變。

排采管理智能化。實(shí)現(xiàn)煤層氣井的自動(dòng)化排采不僅需要在生產(chǎn)中達(dá)到數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，也需在其基礎(chǔ)上應(yīng)用各類先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)，將煤層氣井的監(jiān)測(cè)、判別、數(shù)據(jù)分析與遠(yuǎn)程控制等管理環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化建設(shè)，通過(guò)生產(chǎn)與管理流程的自動(dòng)化功能建立，有效降低氣井的管理與維護(hù)成本，優(yōu)化煤層氣井排采管理效率。

二、煤層氣井自動(dòng)化建設(shè)與管理研究

依據(jù)該煤層氣區(qū)塊的工程條件，并結(jié)合自動(dòng)化建設(shè)的相應(yīng)需求，該工程煤層氣井場(chǎng)的自動(dòng)化建設(shè)與管理進(jìn)程中，可制定如下原則和標(biāo)準(zhǔn)。

(一)煤層氣井自動(dòng)化排采系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

按照煤層氣井各類型井場(chǎng)的功能與重要性區(qū)別，其各自所需收集的生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)分類如下。

1.采氣井。系統(tǒng)建成對(duì)管壓、氣體溫度、水溫與動(dòng)液面等數(shù)據(jù)的自動(dòng)化收集。

2.自耗氣井站。收集自耗氣溫度、自耗氣壓力及其自耗氣瞬時(shí)流量、累積流量的統(tǒng)計(jì)收集。

3.電動(dòng)抽油機(jī)井站。收集生產(chǎn)進(jìn)程中三相電壓、電流與有功功率、無(wú)功功率數(shù)據(jù)。

(二)煤層氣井自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范

煤層氣井的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)依井場(chǎng)類型的不同而有所區(qū)分，具體為：

1.普通井場(chǎng)：監(jiān)測(cè)煤層氣井的運(yùn)行工作狀況、分離器液面高低、其余排采設(shè)施的工作情況。

2.太陽(yáng)能供電井場(chǎng)：監(jiān)測(cè)視頻監(jiān)控與語(yǔ)音系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、預(yù)防入侵探測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況、照明與通信系統(tǒng)的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。

3.燃?xì)夤╇娋畧?chǎng)：監(jiān)測(cè)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀況、自耗氣瞬時(shí)與累計(jì)流量，所用交流電流量等。同時(shí)在自動(dòng)化建設(shè)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)還應(yīng)做到以下規(guī)范化作業(yè)：

煤層氣井所用監(jiān)測(cè)攝像機(jī)的性能應(yīng)不低于23倍光學(xué)變焦與10倍電子放大。

煤層氣井的視頻監(jiān)測(cè)視頻信號(hào)應(yīng)至少高于480TVL標(biāo)清標(biāo)準(zhǔn)。

煤層氣井與監(jiān)控中心能進(jìn)行實(shí)時(shí)的語(yǔ)音通話聯(lián)系。

(三)煤層氣井自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及管理規(guī)范

1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、管理自動(dòng)化規(guī)范

對(duì)煤層氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采樣收集方法，應(yīng)適用周期性或基于變化的采樣收集手段。同時(shí)，所收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與抓拍圖片應(yīng)儲(chǔ)存在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)中，且生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息一般應(yīng)至少保存3年以上。建設(shè)中構(gòu)造本地緩存功用，以防止在通信中斷情況下對(duì)數(shù)據(jù)信息完整性的破壞，對(duì)關(guān)鍵信息應(yīng)做到每小時(shí)記錄緩存一次，且所記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)至少留存一個(gè)月。

2.生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)化規(guī)范

對(duì)監(jiān)控中心的系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)涵蓋能自動(dòng)生成隔離生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表的功能，同時(shí)針對(duì)各類報(bào)表類型的不同，其包含的生產(chǎn)數(shù)據(jù)也不盡相同。

煤層氣井站日?qǐng)?bào)表：對(duì)井站靜態(tài)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與諸如井口套壓等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)能每日自動(dòng)生成報(bào)表，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出、打印與統(tǒng)計(jì)工作。

煤層氣井站月報(bào)表：格式項(xiàng)目上與日?qǐng)?bào)表基本一致，但所生成的信息主要是匯總統(tǒng)計(jì)本月份煤層氣生產(chǎn)的時(shí)間、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。

煤層氣井站設(shè)施報(bào)表：主要自動(dòng)生成井站設(shè)施的運(yùn)行情況報(bào)表，表中統(tǒng)計(jì)各設(shè)施的具體運(yùn)行數(shù)據(jù)如時(shí)間、功效等，其數(shù)據(jù)可同樣到處并與設(shè)施已有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相整合，制成井站設(shè)施運(yùn)行情況報(bào)表。

3.監(jiān)控調(diào)度自動(dòng)化規(guī)范

煤層氣井監(jiān)控中心的自動(dòng)化建設(shè)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域各井站排采作業(yè)的管控、檢測(cè)與預(yù)警等功能，完成對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采樣、儲(chǔ)存與報(bào)表制成。煤層氣井調(diào)度中心的自動(dòng)化建設(shè)則應(yīng)完成對(duì)相應(yīng)檢測(cè)與調(diào)控功能的構(gòu)建，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、管理的作用。

三、結(jié)束語(yǔ)

煤層氣井的自動(dòng)化建設(shè)管理涉及井站的多個(gè)系統(tǒng)設(shè)施，從排采系統(tǒng)到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)，均需要設(shè)計(jì)施工人員從本煤層氣區(qū)塊的生產(chǎn)實(shí)際條件與開(kāi)采需求出發(fā)，制定科學(xué)合理的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范，推動(dòng)煤層氣井站系統(tǒng)智能自動(dòng)化的建設(shè)，提升企業(yè)煤層氣開(kāi)采效率安全與經(jīng)濟(jì)效益。

[1]鄒宇清，趙鳳坤，黃勇.煤層氣井排采自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制關(guān)鍵儀器設(shè)計(jì)[J].煤田地質(zhì)與勘探，2015，06：49-53.

[2]劉一楠，張賀.柳林地區(qū)煤層氣水平井排采技術(shù)分析[J].中國(guó)煤層氣，2013，06：13-17.

[3]彭懷春，李鑫，佟慧寧.山地地貌環(huán)境煤層氣田自動(dòng)化建設(shè)設(shè)計(jì)研究[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2011，08：1063-1066.

丁飛(1985-)，男，安徽宿州人，本科，中石化華東油氣分公司非常規(guī)勘探開(kāi)發(fā)指揮部第一采氣管理區(qū)，技術(shù)員，研究方向：煤層氣排采技術(shù)管理。

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