文／馬獻(xiàn)珍 閆志洪 仝 玲

華北油氣分公司采氣二廠推進(jìn)智能氣田建設(shè)，大幅降低綜合成本。

用機(jī)器取代人工完成重復(fù)性體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、設(shè)備精準(zhǔn)執(zhí)行、模型智能決策，為員工增智，令企業(yè)增效，大幅降低綜合成本——智能化應(yīng)用帶來的巨大變化，連華北油氣人自己也沒預(yù)料到。

以華北油氣分公司采氣二廠原采氣管理二區(qū)為例。投產(chǎn)井?dāng)?shù)由2017 年的98口增加至現(xiàn)在的364 口，天然氣產(chǎn)量增加了近6 倍，而管理人數(shù)維持基本不變，千方氣操作成本下降17.6%，真正實(shí)現(xiàn)了“增產(chǎn)增效不增人”。這正是采氣二廠推進(jìn)智能化氣田建設(shè)取得的成果。

井站運(yùn)行實(shí)現(xiàn)無人區(qū)

在J58-2-1 智能化井場(chǎng)可以看到，風(fēng)光互補(bǔ)供電、智能控制、數(shù)據(jù)采集、通訊傳輸四大智能化應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)無人值守。

風(fēng)光互補(bǔ)供電，利用大自然的風(fēng)、光資源發(fā)電，滿足井場(chǎng)自動(dòng)化裝置、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)妊b置的用電。

智能控制裝置，根據(jù)設(shè)定好的壓力值，當(dāng)輸氣管道出現(xiàn)高壓超過4.5 兆帕、低壓低于0.5 兆帕的異常情況時(shí)自動(dòng)關(guān)停。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況需要關(guān)井時(shí)，在中控室便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷，確保氣井安全。

數(shù)據(jù)采集裝置，在現(xiàn)場(chǎng)可以完成油壓、套壓、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，由通信傳輸裝置把采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至中控室。300 多口氣井的生產(chǎn)狀況在中控室顯示屏上一目了然。值班人員一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)通知巡檢班到現(xiàn)場(chǎng)處理。巡檢班員工有針對(duì)性地解決問題，避免了盲目巡檢造成的人力物力浪費(fèi)。

在智能化集氣站里，單井輸氣管線進(jìn)入的天然氣，計(jì)量、保溫、外輸、氣液分離等功能全部由一體化集成橇完成，大幅度壓減了設(shè)備數(shù)量。站內(nèi)自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)具有氣液自動(dòng)分離排液、超壓自動(dòng)放空、高壓自動(dòng)停機(jī)、生產(chǎn)異常自動(dòng)報(bào)警、緊急情況下可全站關(guān)斷等功能，確保生產(chǎn)安全。

集氣站內(nèi)裝有站控系統(tǒng)。單井進(jìn)站的天然氣經(jīng)過三通閥后，可以遠(yuǎn)程操控三通閥的開啟或關(guān)閉。氣液分離的調(diào)節(jié)閥的開關(guān)、調(diào)節(jié)開度大小，在中控室點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成。輸氣的壓力、溫度等相關(guān)參數(shù)，在中控室也可了如指掌，取代了員工到現(xiàn)場(chǎng)抄表、扳開閥門作業(yè)。

站內(nèi)的壓縮機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備，裝有自動(dòng)報(bào)警裝置，提醒員工及時(shí)排除故障，恢復(fù)生產(chǎn)?！跋乱徊?，我們要給壓縮機(jī)裝上自動(dòng)故障預(yù)警系統(tǒng)，變事后報(bào)警為事前預(yù)警，防止故障發(fā)生，讓壓縮機(jī)無故障運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)?！比A北采氣二廠信息室副主任王鈞雍說。

另外，集氣站內(nèi)的安防系統(tǒng)，包括圍界報(bào)警裝置、視頻監(jiān)控、語音對(duì)講、門禁系統(tǒng)等，與中控室實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)、一體化運(yùn)行，保證站內(nèi)不受外界干擾。

模式變化壓扁管理層

華北采氣二廠智能氣田信息管理專家袁磊將傳統(tǒng)的氣田管理模式與無人值守模式進(jìn)行了對(duì)比。

傳統(tǒng)的單座集氣站需要工作人員6～8人；單井每4 小時(shí)、單站每2 小時(shí)需要巡檢一次，需要配備專用巡檢車輛；資料錄取每周一次，生產(chǎn)報(bào)表人工填寫，需要人工開井，設(shè)備人工巡檢，被動(dòng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患。

實(shí)施無人值守模式后，單座集氣站不需駐井工人。單井單站巡檢實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電子巡檢，不需配備專用巡檢車輛。集中管理，節(jié)省了費(fèi)用，資料錄取可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集，實(shí)時(shí)展示，生產(chǎn)報(bào)表在屏幕上自動(dòng)生成。人工開井變?yōu)樽詣?dòng)開井，人工巡檢設(shè)備變成在線監(jiān)測(cè)、預(yù)防維護(hù)，巡檢中被動(dòng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患變成主動(dòng)提示報(bào)警。

傳統(tǒng)生產(chǎn)模式成立的采氣管理區(qū)，最大的作用就是負(fù)責(zé)集氣站與單井的管理。相比3 年前，華北采氣二廠原采氣管理二區(qū)的集氣站增加了10 多座。按照傳統(tǒng)管理模式應(yīng)該增加100 多名員工，但集氣站實(shí)現(xiàn)無人值守后，員工人數(shù)基本不變。

“這就好比把線下的集氣站搬到了線上中控室的電腦屏幕上，采氣管理區(qū)自然就沒有必要存在了，催生了廠直接管理采氣班組模式。目前，全廠基本上就是按照這種模式運(yùn)行的。”袁磊介紹說。

華北采氣二廠剛成立不久的生產(chǎn)指揮中心里，管理人員在生產(chǎn)指揮平臺(tái)上整合各類生產(chǎn)信息，實(shí)行內(nèi)外操的管理模式。由此壓扁管理層級(jí)，定員增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)“百人十億方”的目標(biāo)不是夢(mèng)想。

●智能氣田讓技術(shù)人員的工作更精準(zhǔn)。 攝影/馬獻(xiàn)珍

培育氣田會(huì)診聰明腦

“目前我們的智能氣田還處于初級(jí)階段，具備了眼睛、四肢和大腦，但這個(gè)大腦還不夠聰明。我們的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)更加聰明的大腦?！痹谡f。

他們想象中的智能氣田，有一個(gè)氣井的工況診斷模型。以氣井油、套壓、氣量、液量、液面等為基礎(chǔ)參數(shù)，結(jié)合氣藏特征以及管線運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井筒積液、水淹等多種異常工況的診斷，推送措施建議，讓技術(shù)人員由“赤腳醫(yī)生”轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)驗(yàn)豐富的“門診大夫”，給出精準(zhǔn)的診斷方案。

未來的智能氣田能根據(jù)依托井筒工況與管網(wǎng)壓力模型，得出氣井配產(chǎn)條件下管柱最佳攜液壓差和出口回壓。通過變頻裝置對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力的有效調(diào)節(jié)，最后聯(lián)動(dòng)控制井口采氣樹針閥開度大小，讓氣井在最佳生產(chǎn)狀態(tài)下生產(chǎn)。如此便能實(shí)現(xiàn)氣藏動(dòng)態(tài)分析、井筒積液診斷、管線運(yùn)行監(jiān)測(cè)、壓縮機(jī)變頻控制“四位一體”的氣井生產(chǎn)控制，大幅度提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

通過建立集成人工智能工藝管控平臺(tái)，對(duì)動(dòng)設(shè)備（壓縮機(jī)、智能加藥清管裝置）的有效調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜設(shè)備（氣井、管線、分離器）的優(yōu)化控制，形成從氣藏、采氣到管輸系統(tǒng)化智能管控。

例如，天然氣處理廠的大型往復(fù)式壓縮機(jī)，由于天然氣進(jìn)站氣量的變化，壓縮機(jī)在工作過程中會(huì)出現(xiàn)“打回流”現(xiàn)象，造成壓縮機(jī)做無用功，浪費(fèi)電能。“我們計(jì)劃對(duì)壓縮機(jī)增加無極流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)進(jìn)氣量大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功率輸出，節(jié)能降耗，避免浪費(fèi)?！痹诮榻B說。

“下一步，我們將通過持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，堅(jiān)決走智能化之路，向‘智慧氣田’邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)‘百人十億方’的愿景目標(biāo)?！痹谡f。