油田动态监测系统分析

油田动态监测系统分析（精选8篇）

油田动态监测系统分析 第1篇

第八采油厂第四油矿管辖宋芳屯、永乐、肇州三个油田, 开发目的层主要是葡萄花油层, 其次是扶余油层, 均具有渗透率低、储量丰度低、单井产量低的特点。随着油田开发的不断深入, 地下油水分布越来越复杂, 加上大庆外围低渗透油田储层发育较差, 砂体分布零散, 给油田动态分析和动态调整造成一定困难。为了提高油田动态分析的正确性、了解油层动用状况、制定科学合理的综合调整方案及优选油田挖潜措施, 近年来, 我们在不断优化油水井监测系统的基础上, 不断提高油水井监测资料的应用水平。

2 监测资料的应用

2.1 油井测压资料在油田动态分析中的应用

受储层平面非均质性影响, 油田在平面上各点之间压力分布不均衡, 各方向上注水波及不均匀, 局部地区地层压力高, 采出程度高, 油井含水上升快;局部地区地层压力低, 采出程度低, 油井动用较差, 应用测压资料分析注采关系, 及时进行注采系统调整, 指导油田合理有效开发。

如永108-106井区投产于99年11月, 共有油井37口, 水井18口, 油水井数比2.06:1, 采出程度11.5%, 累计注采比1.64, 采油速度3.17%。根据井区3口井2003年测压结果, 平均地层压力为13.48M P a, 总压差为-0.87M P a, 其中1口井为压力特低井, 平面上压力差异较大, 分析主要是井区地层条件差异和注采关系差异。

为改善开发状况, 2003年7月转注永104-112、112-106、112-110、108-106和110-118五口油井, 达到了压力系统调整和改善开发效果目的。

2.2 水井分层测压资料在动态分析中的应用

2.2.1 为措施选井选层及评价措施效果提供依据

目前我矿老区块措施潜力逐年变小、措施选井选层也越来越困难, 而分层段试井解释所得到的压力、渗透率和表皮系数等资料可以为措施井选层及评价措施效果提供依据。

2.2.2 为分析套损和控制套损提供资料[3]

地层内孔隙压力不均衡是套损的条件之一, 油水井发生套损时, 并不需要所有的层压力都高, 只要存在少数几个高压层, 造成地层孔隙压力不均衡, 就能使岩体发生位移, 分层压力资料表明层间压差较大, 在有进水通道的情况下, 易形成成片套损区。因此可以依据分层测压资料分析套损、控制套损。

利用分层段压力资料, 我们了解了各类油层的压力差异, 可以采取注采结构调整工作, 努力减小层间、平面的压力差异, 控制套管损坏程度。

2.3 产液剖面和吸水剖面资料在油田开发中的应用

2.3.1 应用两个剖面资料, 分析油藏平面上和纵向上的注采矛盾及调整效果

我矿油田油层发育较差、厚度薄、非均质性严重, 注水开发过程中, 对夹层薄, 无法细分的注水井, 结合注水剖面资料, 加大了水井调剖力度, 取得了一定的效果。

例如永118-108井组, 全井射开砂岩厚度7.2m, 有效厚度3.0m, 分两段注水, 由于层间矛盾, 造成单层突进, 从吸水剖面资料看出, P I41层为主力吸水层, 相对吸水量为74.97%, 与之相连通的油井含水上升, 但该井PI41与PI42层夹层薄, 无法进行细分调整, 因此该井2003年4月实施全井调剖, 调剖效果较好, 调剖后该井各层的吸水状况得到改善, 吸水层位增加1个 (PⅠ2) , 增加吸水砂岩厚度1.6m, PⅠ41层的吸水量由调剖前的74.94%下降到调后的54.25%, 下降了20.69个百分点, 而PⅠ42的吸水量由调剖前的7.09%上升到26.09%, 上升了19.0个百分点。而PⅠ3层的吸水量调剖前后波动不大。统计连通较好的3口井, 见到了比较明显的调剖效果, 日产液由15.6t/d下降到14.8t/d, 日产油由6.2t/d上升到6.8t/d, 含水由60.3%下降到54.1%, 下降了6.2个百分点, 动液面稳定在1470-1466m (表1、表2) 。

2.3.2 根据吸水剖面资料, 适时进行注水井动态调整

动态调整的目的就是扩大水驱波及范围, 提高动用差层供液能力, 满足注采平衡需要。在油田开发过程中, 每个季度都要对井组进行动态分析, 对地下动态变化大的区域, 重点利用同位素吸水剖面测试成果, 结合油井产液剖面以及其它油水井动静态资料, 研究区分强弱水淹层, 确定注水井的加强层和限制层, 进行合理调整。

3 认识与结论

(1) 充分利用油水井测压资料, 指导注水调整和注采系统调整工作, 对改善压力水平较低区块和平面压力严重不均衡区块的开发效果有重要意义。

(2) 水井分层测压可以为措施选井选层及评价措施效果提供依据, 为分析套损和控制套损提供依据。

(3) 有效地利用产液、吸水剖面等资料, 分析油藏平面上和纵向上的注采矛盾, 指导油田注水结构和产液结构调整。

参考文献

[1]缪飞, 赵建华.储层伤害诊断技术研究与应用.断块油气田, 2000.[1]缪飞, 赵建华.储层伤害诊断技术研究与应用.断块油气田, 2000.

[2]王树海.注水井分层测压资料应用.石油仪器, 2004.[2]王树海.注水井分层测压资料应用.石油仪器, 2004.

油田联合站注水系统实时监测与控制 第2篇

作者：北京理工大学化工与材料学院（１０００８１）陈祥光 来源：《电子技术应用》

摘要：为了提高油田联合站的自动化管理水平，确保注水系统的安全性和可靠性 采用ＰＣ－工业控制计算机和ＡＤＡＭ ４０００系列及ＡＤＡＭ ５０００系列智能模块，对油田联合站注水系统进行自动化控制，对污水罐液位、注水泵和电机的温度、输出水压力和流量以及润滑油压力和流量进行实时检测与控制。检测与控制信号通过ＲＳ４８５总线与工控主机连接，研制完成的多功能管理软件已成功地应用在注水过程的自动控制系统中。关键词：注水系统 过程控制 智能模块 ＡＤＡＭ系列 ＰＣ－工控机 油田注水是采油生产中最重要的工作之一，但它是油田耗电大户，一般占油田生产耗电的３０～４０％。在油田联合站的注水系统中，注水泵机组是采油生产过程中的主要设备，是保证原油高产、稳产的关键设备。目前的一些联合站注水泵机组均无监控系统，致使水泵抽空、电机和泵轴承以及轴瓦过热烧损、泵体振动过大等事故时有发生，影响了正常生产。因此研制注水过程自动控制系统、推广应用注水系统的自动监控技术对于提高注水效率、保证安全生产具有十分重要的意义。

１ 注水系统工艺流程及监测点的确定

某油田联合站注水系统工艺流程图（总控图）如图１所示。

其工艺流程为：来自新、老联合站的污水，经过沉降过滤处理后，用泵打入污水储罐，依据生产指标要求，来水经高压注水泵增压后，通过干线输至配水间，再经控制、计量后分配至各注水井。系统主菜单如下所示： 系统设置 储水罐监测 注水泵电机控制 报表输出 数据管理 数据通讯 系统帮助 退出系统 根据现场运行的实际情况，以及生产过程中可能出现的问题，选取以下各参数进行实时监测与控制：

（１）污水储罐

①１号储罐液位实时监测及上、下限报警； ②２号储罐液位实时监测及上、下限报警； ③３号储罐液位实时监测及上、下限报警。（２）注水电机

①电机前后轴承温度； ②电机定子（机身）温度。（３）注水泵

①注水泵前后轴承温度； ②注水泵进出口压力。（４）公共参数 ①汇管压力、流量； ②润滑油压力、流量。

２ 储水罐液位自动监测系统

储水罐的工艺指标是水位高度保持在５～８米之间，当液位高于８．５米时，发出上限报警信号；当液位低于４．５米时，发出下限报警信号。储水罐液位自动监测系统如图２所示。

３ 注水泵、电机自动监控系统

注水泵、电机自动监控系统是通过实时检测泵进出口压力，泵和电机的轴承、轴瓦温度，以及润滑油的压力、流量来控制电机的正常运行，对温度、压力及流量均设有报警信号。注水泵、电机自动监控系统如图３所示。

４ 自动控制系统硬件设计 本自动控制系统硬件采用ＡＤＡＭ ４０００ 系列和ＡＤＡＭ ５０００系列智能模块，主机选用研华ＰＣ－工业控制机。该系统连接框图如图４所示。

模块定义如下：（１）“４０８０”计数器输入模块共３块，每块具有两个独立的３２位计数器，分别检测１～５台污水进口流量计脉冲信号和１台润滑流量计脉冲信号。

（２）“５０１７”８通道Ａ／Ｄ转换模块共６块，分别检测３个储水罐的上下限检测信号、每台注水泵的输入／输出压力信号、注水泵和电机的温度检测信号以及润滑油的压力信号等。

（３）“５０６８”８通道继电器输出模块共１块，分别控制５个注水电机的启停。（４）“５０５１”１６通道数字量输出模块共１块，１～８通道输入“４０４８”模块的报警输出信号，９～１６通道分别输入注水泵、电机等的开启状态。

（５）“５０００”可编程控制器共２块，第１块包含３块“５０１７”、１块“５０６８”；第２块包含３块“５０１７”、１块“５０５１”。其主要功能是将“５０１７”、“５０５１”、“５０６８”的检测信号通过ＲＳ４８５总线传送至工控主机。

５ 自动控制系统软件设计

注水过程自动监控系统软件由主控图、储水罐控制图、注水泵和电机控制图、系统设置、报表输出、数据通讯、系统帮助、退出系统等８大部分组成，大小画面共几十幅，系统软件结构图如图５所示。系统画面功能大致可归纳为以下几点：

（１）主控图

主控图画面包括３个储水罐、５套注水泵和电机以及相应管网、阀门等，实时计量各储罐进水流量数值；实时检测各注水泵进出口压力、泵和电机各点温度、以及润滑油的压力和流量等；实时显示各注水泵、电机的的启停状态。在画面上通过鼠标单击有关按钮可对各注水泵、电机进行开关控制。

（２）系统设置

系统设置画面的主要功能是：操作员登录、配置用户及密码修改，并可对各注水泵、电机的优先启停进行设置，同时还可以设置工艺过程的有关参数。

（３）储水罐监测

在储水罐控制画面上可实时显示储水罐的液位状态，对１、２、３号储水罐的液位上、下限设有报警功能。当某储水罐液位越限时，工控主机将发出报警信号，画面上相应位置有报警灯闪烁，以及时提示操作人员采取相应措施。

（４）注水泵、电机控制

注水泵、电机控制画面显示５个编号按钮，单击其中某一按钮，即进入到相应的注水泵、电机画面三级画面，该画面显示注水泵、电机的运行状态。正常工况下，注水泵、电机日夜不停地运转。当温度信号越限时，工控主机发出报警信号，如果温度继续上升，直至超过上上限时，主机将输出信号切断电机电源。当测到润滑油流量不足或无流量信号时，主机也发出相应报警信号，以提示操作人员及时处理。

（５）报表输出

报表输出画面可供选择的报表打印按钮有：打印即时数据报表、打印历史数据报表、打印单日注水量清单、打印单月注水量清单等。用户可根据需要单击相应的按钮。

（６）数据通讯

用户通过选择数据通讯画面上的相应按钮，可将实时数据文件或历史数据文件传至信息中心或上层计算机管理系统。

（７）系统帮助 系统帮助包括一级画面、二级画面及三级画面的操作说明，以及紧急停机和事故处理操作说明，其目的是帮助用户尽快掌握和应用该系统软件的全部操作功能。

（８）退出系统

若用户要求退出监控系统，可进入到退出系统画面，在单击退出系统按钮时，系统将检查操作员的权限，只有达到退出系统的权限时，才能正确退出系统。

国内油田动态监测技术进展研究 第3篇

1“十五”阶段动态监测技术的新发展

1.1 生产测井技术的发展

1.1.1 产出剖面测井技术

阻抗式产出剖面测井与电导式相关流量测井等技术的研发, 进一步满足了国内油田高含水期时提出的剖面测井要求, 为油水井的堵水、压裂峰措施提供了可靠的参考资料, 已经成为国内油田中主要使用的技术。

1.1.2 地层参数测井技术

较之与单源距仪器相比, 双源距碳氧比能谱测井仪器的研发进一步提高了环境适应性, 且在现场的施工过程中无需刮蜡与清水洗井等工作, 分辨率的提高也进一步降低了噪声。

1.1.3 注入剖面测井技术

主要针对水驱注入剖面测井, 着重在提高剖面资料精准性以及完善测井技术方面为攻克点, 新型同位素载体的研发提高了测井质量, 在国内油田中得到广泛应用;无参数组合测井技术的进一步发展、完善, 更是提高了相关资料内容的精准性;中子氧活化与示踪相关测井技术, 则提升了配注井中分层吸水量的测量准确程度。

1.2 开发试井技术的发展

1.2.1 光纤压力测量

光纤压力测量中的内容主要包括地面解调仪、传输光纤以及井下传感器桑方面。在此基础上, 针对地层压力的测试问题, 电缆地层压力测试技术随之被研发出来, 可以起到求取地层压力的作用, 为油田产嫩评价提供了一定的坚实基础;针对当前国内油田开发试井技术的特点, Sun-flower试井软件平台也随之被发开出来, 可以实现对诸多文本数据的读取、浏览、筛选工作, 具有重要的使用价值。

1.2.2 光纤温度测量

以光纤本身就具有的散射现象作为依据, 将某一波长的激光脉冲注入光纤中, 将所产生的三种Raman、Brillouin、Rayleign可以随着时间变化而变化的后向散射光波进行处理, 实现分布式的温度测量, 再依据其中所产生的频率差将测点温度值计算出来。

2 当前动态监测技术面临的巨大挑战

2.1 就生产测井技术方面来说

首先, 由于低渗透率油田单井注入量不高, 且伴随较多的开发层数, 现行注入剖面测井技术无法满足测量要求;另外, 对于水平井、深层气井与三元符合驱测试工艺技术来说, 需要进一步加强其组合水准, 解决井下仪器与电缆的防腐问题。

其次, 聚合物驱注产剖面测井技术还未能紧跟油田开发的需求, 由于中子氧活化测井仪受到仪器外径的限制, 无法与聚合物驱配注工艺管柱实现有效适应, 且由于受到井中流体具有一定的黏度问题, 示踪相关流量测井的测量误差也很大。

最后, 对于工程测井技术的集成与定量方面来说, 需要进一步完善, 发展、完善方位测井功能, 加强对定量解释方法的研究。

2.2 就开发试井技术方面来说

首先, 就试井评价技术来说, 需要加强对温度资料的进一步利用, 并深入研究深层气井配套的解释方法, 提高对分层测试技术的利用效率。

其次, 就资料录取技术来说, 不仅不具备可靠性的耐高温、高压的桥塞、封隔器等井下工具, 而且环保试油、试采方面的工艺流程还未能满足环保要求, 存在着回收与处理等方面的难点, 无法及时根据井下压力资料制定决策。

3“十一五”动态监测技术的进展方向

动态监测技术的研究在以先进性、实用性等原则为根本的基础上, 促进其向着集成、分层方面发展, 不断提高监测技术水平, 加强信息化建设, 实现测试资料的有效利用。

3.1 生产测井技术的进展方向

首先, 进一步推动针对各不相同油田开发的生育油饱和度配套技术, 针对螺杆泵井等无测试通道井的永久监测技术, 实现其不断的发展、完善, 更好的应用到油田动态监测中去。

其次, 努力实现水泥胶结状况检测、井下套管的精细化检测向着可视化方向发展, 确保其及时性与精准性特点。

最后, 对低产液、油气水三相流方面的测量问题、高温深层气井产出剖面测井等问题予以解决;同时, 努力促进生产测井仪器模块化与系列化的实现, 实现各个参数之间的互补, 提高相关资料的精准性。

3.2 开发试井技术发展方向

首先, 着重加强对气井试井评价与复杂储层产能评价的深入研究, 实现对热效应影响的识别, 提高模型识别及解释结果的精准性。

其次, 加强对聚合物驱及三元复合驱试井的深入评价方法研究, 加强对间歇井、提捞井的深入研究, 满足生产的根本需求。

最后, 进一步完善深层试气的配套技术, 解决试气地层资料采集等技术难题, 满足深井及超深井的试气需求。

4 结语

国内油田动态监测技术的发展必须要以油田的生产实际作为基础, 并开展大刀阔斧的改革, 攻克技术难关, 解决生产过程中的瓶颈问题, 满足油田生产的实际需要, 为国内油田的可持续发展提供可靠的技术保证。

参考文献

[1]王卓.浅析脉冲试井在油田动态监测中的应用[J].中国石油和化工标准与质量, 2012 (16) .

[2]马国伦.中子水流氧活化测井技术在油田动态监测中的应用[J].河南科技, 2013 (02) .

[3]王勇, 张晓培, 牛建军等.动态电位法技术在注水油田监测中的应用[J].石油物探, 2010 (06) .

油田动态监测系统分析 第4篇

基于GIS油田环境监测信息管理系统的研究和应用

以大庆油田为例,通过在区域环境安全信息管理与建筑物环境安全信息管理系统中采用环境地理信息系统(EGIS),构建大庆油田环境地理信息系(DOFESIMS),并阐述了其技术结构、数学模型、功能及功能扩展,为区域环境安全信息管理的规划与实现提供科学依据.在实现对油田环境有效管理的`基础上,对大庆油田污染物排放进行了预测与分析,并将结果进行空间可视化展示,以此证明环境地理信息系统可有效解决区域环境安全的信息管理.

作 者：管友海 张媛 王耀 Guan Youhai Zhang Yuan Wang Yao 作者单位：中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院刊 名：油气田环境保护 ISTIC英文刊名：ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS年，卷(期)：201020(2)分类号：X8关键词：信息管理 环境监测 数据管理 环境地理信息系统 大庆油田

油田动态监测系统分析 第5篇

1 系统组成

在油井现场安装数字化抽油机智能控制箱,实现数据采集、数据远传和抽油机的灵动控制。在采油厂的服务器上安装一套Effscope软件,结合地理信息发布数据、报表和曲线,实现在因特网上管理油田、提高机采系统的安全性和系统效率、延长油井免修期,达到节能减排、简化操作、减少人工、提高经济效益的目的。

系统以每个井场作为一个监测单元,其中每个监测单元通过无线网络接入局域网中的监测应用服务中心,监控中心由数据库及应用服务器及系统软件组成。

1.1 系统硬件结构

监控井上安装系统硬件控制柜,抽油机的悬绳器处安装示工图传感器,井场上安装压力传感器完成对每个监控单元的监测。示工图传感器和压力传感器采用无线通信方式将数据传递到监控器,各个监控器再利用无线方式通过中继器接入局域网,从而实现监控单元与服务器间的数据传输。

系统硬件控制箱内含平衡控制器(RTU)、通信管理器(DTU)、平衡调整驱动电路及矢量变频器。能实现电能曲线测试、示功图曲线测试、温度压力测试、平衡测试、数据远传、远程开关井、冲次调整、间抽控制、电机保护、故障报警的执行操作。现场测试参数包括三相电压、电流、有功、无功、功率因数、累计正反向有功等。示功图、电参量曲线同步测试数据可分别记录72井次,同时存储启停记录80次。

使用平衡监控器的指标(表1)。

具有变频、工频2种运行方式,变频故障时可自动切换到工频运行;具有C极电涌保护(第Ⅱ级电涌保护器,最大放电电流40kA,响应时间小于25ns);断相相序保护,错相、缺相等相序保护功能,缺相保护动作时间小于2s;变频状态下运行有过载、过流、过压、短路等保护,工频状态下运行有过流、过载保护。

除一般变频开关箱的调冲次、间抽消除无功节能外,系统硬件控制箱内特别设计安装抽油机专用控制器。基本工作原理:通过内置于抽油机专用控制器中的电流电压相位传感器,自动获取电机参数而计算出此刻需要的能量,这个数据用于控制变频器输出的PMW的宽度,使变频器输出功率和电机实际需要的有功功率相同。在电机任意转速条件下,电机的输出转矩与负荷需求同步匹配,消除了抽油机倒发电现象。

1.2 系统软件特点

系统的软件采用Effscope软件,通过可视化操作界面实现对监控井的示功图数据进行迭加和并列对比分析,对抽油机及电机故障进行报警,自动推出报警信息对历史数据进行综合查询并自动生成报表。软件采用分级的用户管理模式,方便操作权限的设置。

2 现场应用分析

系统具有多项自动化控制功能,以下重点分析系统在完成远程启停井及变频调整冲次、功率平衡度自动调整、油井设备能耗在线监测及查询等方面的应用。

2.1 远程启停井及变频调整冲次

油井的启停可以通过软件界面操作完成,按照工作需要点击启停状态,及时控制远程抽油机运行,对迅速处理油井突发紧急状况提供了时间优势。

合理的抽吸参数对于维护地层渗流状况、延长设备使用寿命以及节能降耗都有非常重要的意义。系统硬件控制柜通过对示功图的测试自动调整冲次,实时分析井下供液状况,依据泵的充满程度进行调整。

冲次自动调整功能是按照油井自动测试泵充满度变化闭环反馈,合理按需变化冲次。依据油井的实际需求改变变频器的输出频率,调节抽油机的冲程次数,使设备运行于较佳的参数设置下,以此达到增产节能的效果。

2.1.1 自动变频降低冲次

以A231井为例,2012年5月20日应用冲次自动调整功能之前,功图显示泵的充满程度在50%左右。2012年5月22日应用冲次自动调整功能之后,功图显示泵的充满程度达到了80%左右;平均冲次从3.1次降到2.1次,降低了三分之一。抽油机的平均输入功率从3.57kW降到2.92kW,有功节能18.2%,抽油机每日可节电15.6kW·h,每年节电5 694kW·h。

2.1.2 自动变频增高冲次

以X150-49为例,2012年5月20日应用冲次自动调整功能之前,冲次只有2.17次,由于该井功图显示泵的充满程度在90%左右,有提高冲次实现增加产量的潜力。2012年5月22日应用冲次自动调整功能之后,冲次提高到3.56次,泵的冲满度没有太大的变化,冲次提高了64%,能耗从2.68kW上升到4.59kW,日耗电增加45.84kW·h,产量增加30%,产量带来的效益与电费的增加比,电费可以忽略不计。

2.2 平衡自动监测与自动调整

SY/T 5044《游梁式抽油机》要求抽油机必须在平衡工况下运行。对于新开抽油井,供液变化造成平衡变化大,在这种情况下需要注意平衡变化,防止抽油机的严重失衡。一些老井由于供液不足液击严重,或者是供液能力变化较大,也会造成平衡变化大,也需要动态地进行平衡调整。能否实现抽油机平衡的实时自动调整,是衡量控制柜是否智能化的一个重要指标,系统硬件控制柜通过自动平衡调整,使大部分井都处在平衡状态,功率平衡度达0.8以上。

一般情况下,从测试抽油机平衡状况到通知操作人员调整抽油机平衡到再次检验复测,时间需要1～2天,人员3～4人,若未达到平衡效果,还需重复以上过程,劳动强度大且工作效率低。

应用系统后,全程自动化控制,平衡自动监测与自动调整。以新151-049为例,该井在2012年4月1日之前是没有进行平衡自动调整设置,平衡度曲线变化起伏较大,平衡度最高达到0.65,最低只有0.29。于2012年4月2日对该井进行了自动平衡设定,通过系统硬件控制柜的智能调整,该井的平衡保持在0.9左右。整个过程无需现场操作,调整的平衡效果非常好,并且保持连续监测。

2.3 设备能耗在线监测功能

运用电能参数曲线进行示功图反演,从而校核示功图传感器的漂移情况,也能自动计算抽油机的交变载荷变化、系统效率变化、实时耗电及累计耗电动态变化等情况,实现设备能耗监测功能。

使用设备能耗在线监测功能可以进行监控井的系统效率参数实时查询,包括冲程、冲次、电机输入功率、光杆功率、有功功率、抽油机系统效率、有功节电率、无功节电率、综合节电率等参数,无需现场测试操作,减少了人工环节,缩短了测试时间,消除了人为误差,数据分析可靠。

单井实时耗电变化的监控是掌握节能水平的直观反映,通过一系列的实施优化措施,观测到耗电量随着时间延续的动态曲线。

3 结论

(1)抽油机远程控制监测系统是集成微电子、测控、通讯以及变频控制、在线软件动态评估处理等技术,实现了生产现场数据录取、实时监控动态变化、智能决策三位一体的融合,可以完成机采井远程实时统计分析和提供节能增产优化方案等功能。

(2)抽油机远程控制监测系统的现场应用减轻了人员劳动强度、改善了操作环境,提高了测试数据的准确性,配合智能运算模块可以及时警报故障并根据井况自动优化油井生产,提升了油井生产管理水平。

摘要：通过抽油机远程控制监测系统的基本工作原理和工作指标的描述,重点分析了该系统的主要功能及在油田生产中的应用,系统以速度快、结构灵活、操作简单、使用方便等优点为油田科学安排管理生产提供可靠依据。

关键词：抽油机,数字化,远程控制,监测系统

参考文献

[1]王根潮,王庆如,朱建华.抽油机井实时远程遥测技术[J].油气井测试,2004(1):56-63.

[2]孙传友,孙晓斌,汉泽西,等.测控系统原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

油田动态监测系统分析 第6篇

动态心电信号具备信号幅值小、频率低、差异性大、抗干扰能力弱等特点,其极易受到肌电噪声、工频噪声、环境噪声等因素影响[7]。所以设计的智能心电监测系统需要克服以上不良影响,得到最真实的心电信号,并在相关专业软件基础上分析心电信号的关键点和异常点。智能心电监测系统主要由硬件和软件组成,硬件主要负责心电信号的采集处理与记录,软件主要负责心电信号的分析与结果比对。整个动态心电监测流程,见图1。本文总结了智能心电监测系统在软硬件研发过程中涉及到的相关技术,对相关技术进行分析及展望。

1 动态心电监测系统硬件介绍

动态心电监测系统的硬件主要由两个部分组成:心电传感器和信号采集模块。心电传感器即心电电极是本系统的重要组成部分,其性能直接影响心电源信号的质量。现阶段广泛应用的心电电极是一次性银-氯化银湿性电极,因银-氯化银材料的导电性优越,且信号在该材料上损耗小,该电极在获取心电源信号上具有独特优势。但长期接触银-氯化银会导致毒性渗入皮肤,随着动态心电监测系统品质要求的提升,逐渐涌现出一批新型材料心电电极。干电极的出现克服了湿电极的部分缺点,北卡罗莱纳州立大学的朱勇等人发明了一种基于银纳米线的干电极,该电极较传统干电极的优势明显,其信号采集质量与湿电极性能相当,且其不采用凝胶层结构,提升了患者佩戴舒适感[8]。由于湿电极的性能优越,研究者并没有放弃该类型电极的研究,Lobodzinski等[9]应用生物电位光纤传感器解决了湿电极与人体长期接触引起的皮肤敏感问题。由于材料技术的发展,出现了电子织物心电电极,其将导电电极纺线编织入衣物内,患者只要穿着该类型衣物,便可以通过镶嵌在衣物中的电极实时采集心电信号。较早完整地实现该技术的是韩国高科技研究院,他们提出的时尚平面电路板P-FCB,将电极集成到衣物上进行动态心电监测[10]。

动态心电监测系统的信号采集模块,见图2。其基本原理是通过电极采集心电源信号,由于动态心电监测信号的复杂特性,采集到的源信号幅值小(1 m V左右)、频率低(0.1~100 Hz)、噪声大。噪声的来源主要有环境热噪声、工频干扰等,另外由于人体处于运动状态,动作会造成电极的变形、移位、挤压,种种因素均会导致采集到的心电源信号不纯净,工程上称之为运动伪迹干扰。所以需要对源信号进行信号调理,主要的调理步骤包括前端放大、低通滤波、工频陷波、后端放大。采用多级放大电路主要为了克服噪声信号的放大;低通滤波器将不属于心电信号的噪声滤除,一般以二阶及以上低通滤波为宜;工频陷波电路可以有效滤除50 Hz的工频信号,一般采用双T型陷波电路。将调理后的信号传输至微处理器,现阶段常用的微处理器主要有MSP430、ARM芯片等,该类处理器的功耗低,在电池系统中表现出良好的功耗性能,且处理器自身带有12位的ADC模块,既能满足心电信号的采集精度要求,又能节约硬件成本。由于动态心电监测信号需要记录24 h的心电信号,系统的数据量大,一般数据存储模块会采用SD卡,其存储容量可以达到GB级别,且具备体积小、数据读取速度快、数据不易丢失等优点。

采集到的心电信号可以通过有线和无线两种形式传送至上位机进行数据分析。有线数据传输的局限在于需要患者在佩戴动态心电监测系统24 h后再将所有数据导入上位机,耗费的时间较长,但是其数据传输可靠性高,较少出现数据丢失的情况;无线数据传输可以克服空间时间的限制,做到实时数据上传显示,但无线传输可靠性较难保证,存在数据传输丢包现象,而心电信号对数据完整性要求较高,所以对无线数据传输提出了较高要求。2010年,Teo等人研发了基于So C芯片的无线传感器节点,将其应用于动态心电监测系统的数据传输上,较好的实现了心电信号的监测[11]。同年,我国的张兢等人也利用无线传感模块,研发了一套功耗低、数据传输稳定性良好的动态心电监测系统,并在实际应用中证实了装置的可靠性。

2 QRS波自动检测技术的介绍

心电信号监测需要软件配合将心电信号中的有效信号提取出来,常用的抑制噪声干扰的方法有数字滤波器法、小波滤波、自适应滤波等。1996年,Levkov等提出了采用分段处理信号的方法将采集到的信号进行线性和非线性段滤波[12]。国内也逐步涌现出一批有效的滤波算法,Zhang等[13]提出了基于多级、多尺度形态学的滤波器,该方法对心电信号的去干扰效果明显。目前,由于肌电干扰带来的心电信号噪声仍然没有特殊的解决方法,所以心电信号去干扰研究仍然十分具有前景。

2.1 运动伪迹干扰处理技术

在对经硬件调理后的心电信号进行特征检测之前还需要完成另外一项重要的工作,即运动伪迹去除。运动伪迹给心电信号带来的干扰图,见图3。

运动伪迹干扰的心电图与普通异常的心电图相似,若不加以区分极有可能给患者带来错误的诊断。各学者在对运动伪迹信号干扰方面进行了大量深入研究,提出了各种信号处理技术,其中较成熟的信号处理包括自适应滤波、卡尔曼滤波以及小波变换滤波。自适应滤波最初是由Widrow B提出的,他将带干扰的信号与参考信号进行比较,将得到的比较结果作为依据改变滤波器的相关参数,改进滤波器对应特定输入信号的滤波特性,提高信号的信噪比[14]。另外也有相关学者应用加速度传感器记录人体运动特征,作为最终的数据处理中对应时间段的心电信号噪声参考源[15]。

2.2 心电信号特征提取技术

在完成心电信号的滤波之后,需要对信号波形的特征进行提取,主要是提取并分析信号中的QRS波群,然后对QRS波峰峰值、面积、宽度、横向偏移量、纵向偏移量以及信噪比等进行检测。对QRS波群的特征检测效果的好坏是决定动态心电监测系统产品关键,其直接影响患者的诊断结果,所以国内外学者提出了众多对QRS波群的特征检测方法,其中主要包括基于数学模型的QRS波特征提取、基于滤波和阈值检测的QRS波特特征提取、基于模板匹配的QRS波特特征提取、基于小波变换的QRS波特特征提取等。特征提取的主要流程,见图4。

基于滤波和阈值检测的方法复杂性较低且应用简单,在早期的动态心电监测产品中应用较为广泛,但是由于方法的局限性以及信号的复杂性,对阈值的设定需要人为根据经验法设定,其信号特征提取效果有限。当然早期学者也在此基础上提出了较多的改进阈值检测方法,例如Suppappola等[16]提出了改进阈值检测方法,Grit Zali[17]提出了用阈值方法去分隔幅值,提取有效的信号特征。

基于数学模型的QRS波特征提取则将QRS波群进行数学模型的建立,根据数学模型来区分有效的QRS波,虽然效果显著但是建模的步骤计算量大,而且模型建立对高频噪声特别敏感,在实际应用存在缺陷[18,19]。

根据小波变换方法展开的QRS波特征提取方法是在信号进行时域和频域分析,将心电信号分解为多个尺度进行多维分析,其效果较好。国内的学者在基于小波变换的波群特征提取方面取得较多的成果。例如梁崴巍等人应用样条小波的方法捕捉到了QRS波的始末点,针对确定区域内的QRS波形分析对病患的诊断更具说服力[20]。李翠微等人也是应用样条小波的原理,但是他们在此基础上分割出小波分析将噪声信号与QRS波信号尺度,根据不同尺度的分析可以区分QRS波的始末点。也有学者将QRS波的特征进行聚类分析,得到相应的分析结果供病患研究[21]。

随着数学计算方法与处理器硬件的发展,基于模板匹配的QRS波特征提取被越来越多的应用于实际心电监测产品,该方法的基本原理就是处理后的心电信号与模板库中的信号进行比对,得到对应的特征参数,模板库的大小决定了该方法的有效性,现阶段的处理器内存技术已经可以完全满足模板库要求。

3 动态心电信号质量评估技术

心电信号用不同的方式进行硬件信号采集调理、软件去噪、运动伪迹去除以及波形特征提取后,得到的信号也是千差万别,要使研发的产品性能好、诊断正确率高,需要做心电信号质量评估。质量评估方案是近几年提出的,其对心电监测系统产品质量的提高带来了巨大的好处。

心电信号的质量评估方法总体上可以分为两种:(1)基于整体或者局部的信号数据进行质量评估;(2)基于信号特征参数提取进行质量评估。前者主要涉及到数学计算方面的均方误差、标准差、信噪比、峰值误差等原理,通过对原始数据的计算,以及现有的质量评估标准,完成心电信号质量的分类。后者主要在完成QRS波特征提取之后,对得到的波形特征参数R波检测匹配度,并且对Q波、R波、T波重合率等进行质量评估。前者应用数学方法可以实现简单的心电信号质量分类,但并不能分辨出异常信号或者干扰信号处于整体信号的位置;后者虽然能分别异常信号与干扰信号,但同时也受制于噪声干扰,若前端的QRS波特征提取效果不佳,将会直接影响信号质量的评估。

部分学者提出了一种直接的方法,在完成QRS波的特征提取后,将得到的波形面积进行分析,顺序比较QRS波两两之间的面积,以直方图直观的显示心电信号质量问题。该方法虽然直观形象,但是仅采用波形面积一项参数作为质量评估基准,缺乏科学性。后面又出现了以心电信号的振幅时间、基线漂移振幅、最大振幅等参数作为评估基准,结合Mason-Likar导联方法,综合评价信号质量,使得评估结果更具说服力[22]。国内学者易晓霖[23]提出了一套动态心电信号质量评估方法,跟上述方法不同的是两者提出的依据参数不同,其将QRS波群特征提取后得到的R波检测匹配度也作为参数,结合QRS波群的功率谱密度比值,划分不同质量等级的心电信号,该方法可行性较高且效果良好。

4 总结

油田动态监测系统分析 第7篇

1.1 地质概况

华庆油田发育有长8、长6、Y9油藏, 开发主要以长63油藏为主。长63油藏总体构造为一平缓的西倾单斜, 倾角不足1度, 在局部形成起伏较小的鼻状隆起, 砂体以砂质碎屑流、浊流沉积为主;平均孔隙度11.9%, 渗透率0.38mD。长63油藏主要受岩性控制, 原始驱动类型为弹性溶解气驱, 平均油层厚度25.7m, 层间夹层发育, 非均质性较强。

1.2 生产概况

1.2.1 开发矛盾

(1) 非均质性强水驱动用程度低

受沉积环境影响, 相对于三角洲前缘沉积, 滑塌浊流沉积平面上储层连通性较差, 隔夹层发育, 储层非均质性强, 水驱动用程度低。

(2) 地层压力保持水平较低

通过2011-2012年油井压力监测, 压力保持水平由2011年的82.1%↓81.4%。压力保持水平低, 有效压力躯体系统尚未完全建立。

(3) 裂缝发育, 开发难度加大

从成像测试、岩心来看, 华庆油田长63天然裂缝较为发育, 以高角度构造缝为主, 具有剪切特征。

2 动态监测资料指导油田有效开发

2.1 试井资料应用

2.1.1 精细注水调整

利用试井资料大力开展精细注采调控, 优化注水强度和注采比, 精细油藏注水, 缓解油藏开发矛盾。2012年在华庆油田共计对低压区加强注水112井次1201m3/d, 高压区控制注水33井次185m3/d;新增见效井76口, 平均单井日增0.36t, 累计增油1316t。

2.1.2 依据试井成果优选措施井, 提高措施有效率

2012年应用试井解释资料 (表皮系数S、井底完善系数、裂缝半长X f) , 结合油井的生产动态情况, 在选择油井压裂措施时, 选择地层压力高、油层厚度相对较大、产液量低、井底完善程度低、裂缝导流能力变差、有效支撑裂缝失效、近井地带裂缝堵塞的井实施进攻性措施。

2.1.3 储层特征评价

特征1:双对数曲线具平面径向流特征, 生产动态为油井均匀受效;整体采用温和稳定注水政策。

特征2:部分井井储段、径向流段时间短, 导数曲线末端出现了上翘, 分析原因:一是油井特低渗透, 形成低速非达西流造成;二是地层非均质性严重, 近井处在相对低渗透区域, 整个华庆油田长6油藏该特征较为突出。

特征3:部分井的压力和导数曲线重合段长表现明显的特低渗透特征。反映出储层流体流动性差, 径向流段和边界段没有表现出来。

2.2 吸水剖面资料应用

2.2.1 指导分层注水, 提高水驱动用程度

针对剖面吸水不均的现状, 通过吸水剖面资料分析, 采取分层注水、深部调剖等措施, 水驱效率得到有效提高, 水驱动用程度由52.3%上升到63.4%。从整体上看白153区、白452区分注效果较好, 水驱状况变好, 且油井见效面积逐步扩大, 与2011年12月底对比, 单井产能上升了0.19t。

2.2.2 指导措施增注, 确保注够水

2012年实施措施增注16口, 措施后油套压均下降0.8Mpa, 累计增注20748m3。关138-143井吸水剖面测试显示上小层不吸水, 通过对上小层进行措施酸化, 上小层正常吸水, 实现措施目标。

2.2.3 指导深部调剖

针对华庆油田储层裂缝发育, 注水沿裂缝 (或高渗带) 突进, 剖面多表现为尖峰状吸水, 导致油井水淹。依据剖面吸水资料和动态资料, 截止目前2012年实施深部调剖9口, 水驱动用程度由50.6%提高到64.8%, 措施后注水井油套压均上升3.0Mpa, 对应油井见效14口, 日增油量7.3t, 累计增油量540t。

3 结论

(1) 试井资料不仅用于评价油藏压力系统, 精细注采调控, 其次依据试井解释成果以及试井曲线为油藏区块、储层评价、措施选井、确定投产时机提供有力依据, 试井是油田动态开发中必不可少监测手段。

(2) 吸水剖面测试准确地判断注水层吸水状况, 分析各油层吸水是否均匀、注采对应关系、油层注水有效性, 连续的吸水剖面监测, 可以清楚地反映油层剖面吸水变化情况, 并制定针对性的调控措施。

(3) 井间失踪测试结果表明在低渗透油田应用井间示踪技术能有效测定注入水的推进速度和方向, 以及确定高渗层的分布及储层渗透率、孔隙度及含油饱和度的变化情况, 研究油藏平面非均质性, 为平面注采调控提供重要技术支撑。

摘要：华庆油田是典型的致密油藏, 开发初期表现出剖面动用程度低且吸水不均、局部油井见水关系复杂、地层压力下降、单井产能低等现象, 调整难度越来越大。生产过程中利用动态监测资料, 研究油井含水变化与注水的关系、平面及纵向上的油水分布规律、储层裂缝与水线推进关系研究、油层污染程度以及油层改造效果评价等。应用这些研究成果指导开展油藏精细分析, 有针对性地进行注采调整, 提高油藏开发水平。

油田动态监测系统分析 第8篇

1 四川就业动态检测及分析系统简介

1.1 GIS系统

GIS系统是一种特定的十分重要的空间信息平台，在计算机硬、软件系统支持下，对有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS系统采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术及地理信息处理技术，利用其提供的强大的图标输出功能为就业动态监测及分析系统提供就业动态图形化定位功能。

1.2 四川就业动态检测及分析系统构成

该系统体系架构设计的基本原则是开放式、可移植、具有伸缩性的多层体系结构，如图1所示。分为多个彼此相对独立的层次：B/S客户端可以让平台建设单位外的专业用户通过互联网访问系统；利用大型数据库来对数据进行集中管理；而利用中间层组件来实现用户程序与数据库的连接，隔离商业逻辑，提供系统间的共享和协作可在不同应用层灵活发挥其优点和特性。

2 四川就业动态检测及分析系统功能实现

就业动态检测及分析系统的功能模块主要包括就业信息采集、就业信息展示、人才、单位、专家交流平台。其功能模块结构如图2所示。

2.1 数据信息采集

系统提供数据导入接口导入大学生就业和用人单位基本信息数据，这里的数据来源如表1所示，本系统采集数据真实可靠为后续就业分析打下坚实基础：

2.2 就业信息展示

就业信息展示分成学校及用人单位展示两个部分：

1)学校信息展示

就业信息系统结合GIS地理信息系统进行学生就业展示，如图3所示。GIS地图上以红色标注点现实学生就业地点，点击就业标注点可展示就业学生及联系方式。此外系统还对就业数据进行分析、汇总，生成各种报表：包括对口、行业、趋势、类型、排名。

2)就业单位信息展示

系统在政府部分采集到真实数据，结合GIS地理信息系统展示医院基本信息及就业招聘信息，如图4所示。包括医院简介、地理位置、科室人员构成及医院各项报表（学历、性别、配备、职称、年龄、排行、汇总）。

2.3 人才单位专家交流平台

在线交流平台为学生、企业、就业指导专家提供网络交流服务，就业专家可在线实时对学生进行就业指导，帮助学生树立正确的择业目标，把握求职技巧，解决求职过程中出现的问题，正确选择职业。此外学生可与用人单位进行直接对话，帮助就业供、求方准确、及时获取所需信息。

2.4 就业数据分析及预测

1)医院人员配备信息计算：本部分即是医院信息报表中的配置报表部分，展示各医院所拥有的床位数，利用上表设定的床位和人员的标准配置比，计算出标准配置人数，将其对比实际人员配置数，得出各医院的人才需求量，如图5所示。为求职者与医院管理者提供有效而详实的参考。

人才需求量算法如下：

Ri∈[1,3]:四川省中医医院动态招聘人数，其中R1表示动态招聘护士数，R2表示动态招聘医师数，R3表示动态招聘卫技数。

B：中医医院的实际床位数。

Pi∈[1,3]：中医医院实际配置人员数，其中P1表示实际配置护士数，P2表示实际配置医师数，P3表示实际配置卫技数。

Si∈[1,3]j∈[1,3]：医院等级配置比，其中i表示医院等级（一级、二级、三级），j表示护士、医生、卫技人员。

依据病床数量将医院分为三个等级，并为不同等级的医院设定人员标准配置比，具体数据如表2所示。

3 结束语

本系统在高校学生就业数据及就业单位数据的基础上，设计数据库，并对数据进行多维分析，结合地理卫星地图、国家地理测绘数据基于GIS系统四川就业动态监测及分析系统。为我省相关教学部门、科研机构、企业公众和学生提供决策支持、公众查询等有利于高校教学和学生自我发展的数据信息服务。软件具有如下意义：第一，为学生实习去向提供参考，提高就业率。系统结合GIS系统以地域用人单位来展示医院需求信息、学生就业信息、分析就业趋势，学生实习地可择优选取就业形势好的地区及单位，增加学生实习后成功就业的机率。第二，提供学生职业选择参考数据，为学生自我培养、自我发展提供科学依据。系统提供的用人单位信息，包括机构设置，招聘信息等，为学生职业选择提供参考数据。系统就业趋势、方向预测为学生进行个性化自我培养、自我发展提供科学依据，最终实现满意就业。第三，为学校决策者进行教育、教学改革，课程设置的调整提供决策依据。相信通过软件的实现可以为学生的就业提供有力地信息助力及技术支持。

摘要：该软件基于GIS系统在真实详尽的高校学生就业数据及用人单位信息数据的基础上,结合地理卫星地图、国家地理测绘数据、推算供求资源及不断收集相关数据,开发出医学生就业动态监测及分析系统,以地域用人单位来展示医院需求信息、计算出各医院的人才需求量,分析总结往届成功就业学生信息、分析就业趋势,为学生实习去向和职业选择提供参考,帮助学生投递简历,提高成功率及就业率,为学生自我培养、自我发展提供科学依据,为学校决策者进行教育、教学改革,课程设置的调整提供决策依据。

关键词：就业分析,GIS系统,医院人员配置

参考文献

[1]李彦奇.基于决策树的高职院校就业系统的研究与设计[D].石家庄:河北科技大学,2012.

[2]陈红斌.基于组件技术的GIS系统设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2006.

[3]李海琼.数据挖掘技术在毕业生就业工作中的应用研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2009.

[4]谢梅芬.校园信息交流平台的设计与实现[D].成都:电子科技大学,2013.