摘   要： 采用山东力创科技有限公司的宽限高压免维护计量箱、9033电参数采集模块、抽油机测控终端、GPRS等终端设备,在胜利采油厂一排东线实施机采耗能过程实时监测，根据监测结果，通过专家决策系统，找出影响机采系统效率的主要因素，提出改进措施，达到节能降耗的目的，并逐渐完善和优化专家决策系统，为机采系统效率的提高提供切实可行的办法。
　　关键词： 实时监测； 节能； 优化决策支持

　　目前，胜利油田进入特高含水期，开采难度加大，采油成本上升。节能已成为采油厂成本控制的主要因素，并将成为油田新的经济增长点，用现代科技提高油田运行效益已成为共识。电耗大约占油田运行成本的50%，机采系统电能消耗占采油厂电能消耗的30%。我国有杆抽油系统的效率不足20%，在用抽油机约10万台，若每台抽油机实用功率按20kW计，每天耗电4 800万度，合人民币2640万元。若能将有杆抽油系统的效率提高5%，则每天可节约240万度电，节约132万元，这不仅节约了大量能源，还可缓解油田用电紧张状况，既有经济效益又有社会效益。
　　影响机采系统效率的因素主要是供电线路损耗、变压器损耗、电机控制柜损耗、机械系统损耗等，尽快提高机采系统管理水平、降低油井能耗是油田开发工作的重要任务。为此结合油田现状，在胜利采油厂一排东线实施了机采耗能过程实时监测及节能优化决策支持系统，通过运行总结出了部分提高机采系统效率的切实可行的办法，以此来降低吨油能耗，提高机采系统综合效益。
　　系统构架主要由两部分组成:机采能耗过程实时监测系统和节能优化决策支持系统。
1 机采耗能过程实时监测系统
1.1 系统构成及功能
　　提高机采系统效率是一个系统工程，它涉及地面、油藏、井筒、地层等多个环节的协调配合，具体到人工举油，最关心的是电耗，自一排东线变压器出口端测起，直至各油井出油管为止，各种采集参数的布置如图1所示。系统人为地将高压供电线路进行分段，从区块总出口处高压计量箱G1开始到各采油井，电能逐级损耗，从各测量控制点测到的参数，可计算出电能损耗的分布情况，及时掌握系统效率。

　　机采耗能过程实时监测系统，通过GPRS网络的无线监控，对供电线路、变压器、抽油机等设备进行实时运行数据的采集、处理和分析。监测系统主要分为供电线路自动计量系统和抽油机监控系统两大部分。
供电线路自动计量系统主要功能如下：
　　(1) 根据计量箱的功能，实现电流、电压、有/无功功率、功率因数及有/无功电量在尖、峰、平、谷各时段的抄收及数据存储。
　　(2) 线路线损及分支线损的计算：　
　　线路线损=(总电量－各用电点的电量)/总电量
　　分支线路线损＝(分支线路总电量－分支各用电点的电量)/分支线路总电量
　　变压器损耗＝（高压计量箱电量－低压计量箱电量）/高压计量箱电量
　　(3) 抄表方式可以灵活设置，可通过计算机自动抄收，可以设置抄表时间或抄表间隔时间，可以手工即时抄表，也可以手工抄收某一台表，可以对某一台表实时定时监测，并记录监测数据。
　　(4) 系统设有一般用户、管理员用户、超级用户等多种用户权限。一般用户只可以进行一般的数据查询、对表的简单抄收，查询历史数据等；管理员用户可以进行安装点的增加及维护，数据库的管理、电表的定时监测及一般用户的权限；超级用户具有全部的操作权限，具有对电表的配置功能。
　　(5) 数据查询、报表打印，可以查某一类用户，某一单位的电表，可以根据某一段时间的用电量进行分类。根据查询结果，形成报表打印。
　　(6) 网上数据发布，将每次的抄收数据发布到网上，通过网页看到的数据即为实际数据，不需要再经过计算。
　　(7) 线路及安装点示意图，并且与计量箱信息相关联。
　　供电线路自动计量系统主要相关产品如图2所示。

　　抽油机监控系统主要功能如下：
　　(1)多线程数据实时采集，40秒实现400口井的参数采集，定时磁盘备份，备份期限为1年。
　　(2) 报警故障记录，系统通讯时进行报警监测，对抽油机进行实时报警监测，同时将报警的参数项进行记录，以备查询和报表打印。
　　(3) 报表打印功能包括：抽油机故障报表打印，示功图打印，电参数打印。
　　(4) 历史数据查询，要求有数据，有曲线。
　　(5) Web发布功能，用户要求有实时数据的参数网页显示、历史数据及相应曲线的网页查询功能。
　　抽油机监控系统主要相关产品如图3所示。

　　1.2 系统的主要创新点
　　本文所述系统主要有以下创新点：
 　　(1) 实现变压器高低压侧、供电线路出口及分支的实时在线监测，结合油井单井用电计量，实现油井用电的全方位立体化监测。
　　(2) 实现数据的自动采集、传输和处理。经过信号转换，通过GPRS将采集的单井及站内数据传至信息中心数据库，利用监控终端程序查看抽油机的示功图和提取工况诊断所需参数，从而实现数据的自动采集、传输和处理。
　　(3) 实时采集示功图，监控终端可及时监测油井工况。信息中心24小时全天候采集油井示功图数据，通过数据远程无线传输，终端可直接观察到每口井的示功图及油井工况，并能随时发出指令进行示功图远程测量，如发现异常情况可及时提醒管理人员采取相应措施。
　　(4) 单井故障实时报警。监控软件设定多项规则，能实时反馈监控油井的故障，停机、缺相、断皮带等能自动判断并通过声光报警，及时通知生产人员解决故障，减少停机停抽造成的产量损失。
1.3 监控系统的应用效果
　　(1) 现场巡检，降低了劳动强度，提高了巡检效率。原来油井现场巡检主要采取例行巡检制度，通过看、听、嗅、摸等方式，对油井进行简单定性生产状况分析，即出油与否、设备是否运行正常。油井远程监控投运后，油井工况监测间隔约40s，调度、作业区所设监控终端，能及时发现生产异常问题。目前在人工巡检的基础上，根据自动监测结果，由调度安排对异常井进行巡查，巡检目的性强，效率高，巡检方式变被动为主动。
　　(2) 油井资料录取快捷，查询方便，故障井发现及时、准确，提高了油井开井时率与工况正常率。通过自动监测系统，连续监测油井工况变化，能及时发现停井、工况异常井等；通过新型的油井管理方式，停井时间与工况异常时间大量缩短，从而提高了开井时率与工况正常时间及油井的综合利用率。油井平均检泵周期延长了26天，节约油井维护费用约40万元。
　　(3) 利用自动监测系统连续性特点，根据特征参数变化及时掌握产状变化、作业现状，适时采取措施。以胜S3234井为例，7月29日调整冲次(3.7次/min调整到5次/min)，7月29日～8月8日各参数变化情况如图4所示，日液由32.1吨提高到38.2吨，日油由2.2吨提高到3.2吨，动液面相应由711m升高到1 098m，因为液量的提高，所以回压以及日耗电量均有所上升。调整参数一个月后，示功图开始显示供液不足，可以判断地层能量欠缺。根据采集数据配合区块地层地质资料，下一步措施从改善注水效果来保证产量。

参考文献
[1] 关成尧,檀朝东,余金泽，等.大港油田抽油机井典型示功图分析[J]. 中国石油和化工，2007，（20）：57-62.