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1、 某种气体驱油注入站计算机监控体系设计 和建设 第 1 章绪论石油是每个国家工业发展的重要能源基础。我国的能源消耗中约有 是石油和天然气，仅次十煤炭。随着我国工业水平、科技发展和人 民生活水平的提高，石油、天然气的需求量正在逐年大幅上涨。目 前中国已取代口本成为全球第二大石油消耗国(仅次十美国)，预计 10 年内中国的石油需求将从目前的每口 000 万桶膨胀近一倍至 1150 万桶，到 2020 年预期将有 60%的石油都必须来自进口。一般情况下 一个国家的经济发展速度与其能源供应的增长速度成正比关系，国 民经济的发展速度一定程度上取决十能源的增长速度。因此，要加 快我国现代化建设的步伐，必须
2、加快能源工业的发展。国内石油产量、开采效率的提高，不仅在十勘探、开采等工作，挖 掘现有油田潜力，通过提高石油技术装备水平也是必须给予重视的 方面。基十此，国家设立了科技支撑计划项目“复杂油气田高效开 发技术研究”。本文所述项目就是长春公司承接的从属十该项目课 题之一的“某种气体气驱提高采收率试验研究”油田区块某种气体 驱试验工程地面工程部分的监视和过程控制。1. 1 研究某种气体注入工序监控系统的日的和意义1. 1. 1 某种气体驱油技术的概念和特点简单来说，某种气体驱油技术就是通过将某种气体注入油层，改善 原油物理性质从提高原油采收率的技术。具体来讲就是利用某种气 体在油和水中溶解度都很高的
3、性质，将其大量溶解十原油中，使原 油体积膨胀，勃度下降，同时降低原油与水之间的界面张力，使得 原油流动性等物理性质得到改善并被相对集中，实现原油易十采收 的目的。某种气体驱油技术适用范围广，不仅适用十常规油藏，而 b适用 十低渗、特低渗油藏，对地质条件适应性强;某种气体驱油的成本低， 它所使用的气体主要来自某种气体气井，其余部分则可以从其它化 工企业的尾气得到。不仅节省了成本，降低了原油含水率，同时也 保护了口益珍贵的水资源;使用某种气体驱油在提高原油采收率的同 日寸，实现了温室气体的封藏，减少了对大气环境的影响。1. 1. 2 某种气体驱油技术国内外现状时下，某种气体驱油作为一项口趋成熟的采
4、油技术已受到世界各国的广泛关注。据不完全统计，目前全世界正在实施的某种气体驱油 项目有近 80 个。美国是某种气体驱油项目开展最多的国家。目前， 美国每年注入油藏的某种气体量约为 2000 至 3000 万吨，其中有 300 万吨某种气体十煤气化厂和化肥厂的尾气。某种气体在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。但是，某种气体 驱技术在我国尚未成为研究和应用的主导技术。可以预测，随着技 术的发展和应用范围的扩大，某种气体将成为我国改善油田开发效 果、提高原油采收率的重要资源。1. 1. 3 本项目的背景、作用和意义某种气体驱油技术已经应用在国内某油田区块。本项目从属十国家 科技计划项目“复杂油气田高
5、效开发技术研究”课题之一的“某种 气体气驱提高采收率试验研究”，负责油田区块某种气体驱试验工 程地面工程部分的监视和过程控制。某种气体驱油地面工程由注入 站、计量站组成，其中核心部分是注入站，它负责接收并暂存从气 厂或罐车输送来的液态某种气体，根据试验工艺要求，经加压后向 各个计量站输送。各个计量站通过管道将液态气分别输送到各个采 油井。影响某种气体驱油效果的因素很多，包括原油组成、纯度、油藏温 度等等。最终这些因素反映为对最小混相压力的影响。作为国家科 技计划项目，“某种气体气驱提高采收率试验研究”首先要在试验 室条件下通过计算、模拟等方法，得到理论的不同条件下的混相压 力值，然后才能在实际
6、条件下，也就是本项目所在地面设施上进行 试验，研究如何降低最小混相压力的方法等问题，通过进行驱替实 验，测定不同压力下驱油的采收率、换油率、生产气油比、注气能 力等参数。从以上表述可以看出，试验的关键参数就是混相压力， 而 1000 多米深度油层混相压力的控制需要通过调节地面设施的注 入压力来实现。目前利用某种气体气驱提高采收率的试验以及将来 的实际使用都要求注气压力处十严格的控制中，这也正是本项目所 承担的工作中的重点。另外，油田设备的特点是非常分散，几个计 量站和注入站以及气厂的距离最远达到十多公里，为了实时、全面 的监控调整各个参数就需要实现各个站之间的通讯连接。由十距离 远，设备类型种
7、类较多，所以网络实现也是本项目的一项重要复杂 的工作。摘要 4-6 Abstract 6-8 第 1 章 绪论 12-21 1.1 研究某种气体注入工序监控系统的目的和意义 12-14 1.1.1 某种气 12 1.1.2 某种气体 12-13 1.1.3 本项目的背景、作用和意义 13-14 1.2 监控系统的实现方法及分析 14-20 1.2.1 现代监 14-15 1.2.2 本项目涉 15-18 1.2.3 现场控制器和人机界面 18-19 1.2.4 本项目涉及的执行器 19-20 1.3 本文的研究内容 20-21 第 2 章 监控系统方案设计 21-34 2.1 某种气体驱试验
8、21-26 2.1.1 调节控制功能： 22-23 2.1.2 辅助监控功能： 23-26 2.2 测量元件与执 26-28 2.2.1 测量元件的选择： 26-27 2.2.2 执行器的选择 27-28 2.3 控制器功能设计 28-32 2.3.1 信号采集 28-29 2.3.2 控制系统 29-31 2.3.3 辅助功能设计： 31-32 2.4 人机界面设计 32-34 第 3 章 监控系统实现 34-47 3.1 控制器及 34-36 3.1.1 控制器模板配置 34 3.1.2 各模板配置 34-35 3.1.3 控制器电源配置 35-36 3.2 通讯功能的实现 36-39 3.2.1 PLC 与上 36-37 3.2.2 智能仪表 37-39 3.3 人机交互界面程序开发 39-40 3.3.1 概述 39 3.3.2 上位机 39-40 3.4 软件开发 40-44 3.4.1 OB1 的流程 40-43 3.4.2 OB35 程序功能 43 3.4.3 组织块 OB100： 43-44 3.5 系统验证 44-47 3.5.1 软件系统44 3.5.2 系统动态 44-45 3.5.3 结论 45-47 第 4 章 全文总结 47-48
