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实时油气数据在云端

作者:John Parsons2015.03.24阅读 2458

  在石油和天然气的开采过程中,需要注意的最基本和最重要的两件事包括:
  ■ 维持油井的完整性;
  ■ 确保钻井平台及周边工作人员的安全。
  基于以上两点的考虑,PML Exploration Service公司开始采取基于云端服务的HMISCADA软件系统,使其可以将现场油井的实时信息与总部的管理人员以及客户进行分享。
  1964年12月PML成立于美国俄克拉荷马州首府。在2006年11月,被一家私人投资集团收购,重新制定了战略目标,并重命名为PML Exploration Service公司。从收购以来,PML开始横跨美国拓展业务,并且研发了自己的天然气分析及钻井数据管理解决方案。这些解决方案通过云端给客户带来了安全的基于Web的实时信息。
  同时,基于云的解决方案也可以消除从现场数据信息收集到汇报给客户之间的时间延迟(以前最长会有12小时的延迟),缩短数据收集、分析及给客户报告紧急问题之间的时间。其中,最重要就是要确保油井的安全,使远程管理人员及时做出决策,确保通过优化井身结构获得最大的投资回报率。
  提高安全性和生产率
  原油矿床及天然气的关键信息和岩石结构数据会和安全信息分开编制成报告,通过PML基于Web的网络平台传送给客户。将对气体成分和数量的连续监测与钻井信息结合在一起是确保安全的关键。
  为了加强安全和提升生产率,PML公司还从钻井液里中提取岩屑及气体进行分析,以获取更多钻井过程的信息。
  PML公司还提供现场表面气体分析系统,以便于对储层气体进行早期检测www.cechina.cn,评估其对于现场人员安全的潜在危险性。本地的数据采集系统可以与其他系统交互(就像随钻测量一样),作为一个中央数据决策,收集所有重要的井场信息。
  当该公司刚刚开始提供气体和地质信息及钻机现场分析时控制工程网版权所有,还没有一个系统可以把当前信息传输到井场管理人员或远程钻井监控人员面前。为了让管理人员了解到最新的气体和地质信息,报告被一天提交两次。PML公司的分析人员和客户之间的信息延迟有时会长达12个小时。


图1  图中所示为钻井平台工作现场。维护安全的工作环境以及优化钻井操作,都离不开本地和远程实时数据的接入。图片来源:PML 公司

  这种在接到报告和调整钻井系统到合适的参数之间的时间延迟可能会导致一些问题。现场的实际情况可能会改变,可能会将钻井的结构完整性置于危险之中,也会错过优化钻井过程的最佳时机。所以www.cechina.cn,PML的客户需要一个可以提供实时现场信息的系统。


图2 PML公司可以通过移动单元(卡车或拖车等)获取、分析并发送数据到云端。

  采用实时策略
  在决定采用基于云的解决方案之前,PML公司研究了很多人机界面厂商的产品和方案。最终,它选择了一个软件平台,可以将基于PC的HMI和SCADA软件配置为基于Web的应用程序,从而满足对于特定数据的收集、分析及传输需求。
  为了将来适应国际市场,此平台还能够将数据转换成多种语言。它可以使用许多不同的字符集,包括拉丁文、斯拉夫文、希腊文、中文及日文等。此外,还支持一键翻译,从而方便的把应用程序翻译成另一种语言。
  该平台还提供240种以上驱动,可以用来与各种主要品牌的PLC进行通讯,也同时提供OPC支持。因此不管是什么制造商生产的,都可以通过简单的配置应用从而与新的设备进行通讯。对于钻井现场中不同厂家的控制和测量系统来说,这个功能是非常重要的。所有的不同的设备都必须与HMI接口,HMI在这里扮演着中央数据库的重要角色。
  此外,该平台对云端的支持也是另外一个优势,因为这样可以帮助PLM公司不再对更多的IT基础设施(如额外数据存储能力或者备用服务器)进行投资。这些设备都由云服务商提供和管理。基于云的解决方案同时也意味着所有补丁和升级都会在网络上完成,而不会影响PML和用户的正常使用。
  远程数据接入
  PML用这个软件创建了一个叫Edge的平台。此方案目前被用在大约60个活跃的钻井,帮助用户实现对于现场采集和分析数据的远程访问。
  虽然可能远程用户距离井场千里之外,但是被PML的员工实时监控的现场数据,通过卫星传输,可以直接发送到PML办公室及客户的办公桌上。这些远程用户可通过瘦客户端访问系统控制工程网版权所有,通过云端获取实时数据和报表,来监控井场的运转。
  移动单元(包括便携式拖车),除了可以进行钻井孔的地质样品分析以外,还可以帮助现场观测员工获得连续的气体分析和钻井信息。HMI软件可以安装在一台作为本地服务器的笔记本电脑上。
  PML便携式气体分析仪、控制器及数据采集方案集成在一个PLC,并通过基于PC的HMI软件通过Modbus进行通讯。其他控制器及测量设备系统也可以接入HMI。在钻探设备旁,PML员工可以用软件里的图标及函数功能追踪气体成分、钻井信息及地质条件的信息变化趋势。
  来自SCADA软件的数据通过卫星发送到云端,并可以通过智能手机、平板电脑等智能设备以及嵌入HMI/SCADA开发平台的移动设备所读取。这些功能都很容易配置,不需要编写代码就可以实现基于云的数据传输方案。
  云端的优势
  通过HMI软件,PML公司可以使用“软件即服务(SaaS)”云模式为其客户提供可以实时远程访问的有用信息。PML的客户只需为本地和远程油井数据服务支付每天的租金即可。因为是基于云的,客户不需要在其远程设备上安装任何软件,或对基础计算机设施进行任何投资。
  PML公司可以将包括钻井机特性的信息,如伽玛射线、释放气体组成、岩性和速度等,通过云实时发送给用户,从而提升PML解决方案的价值。
  钻机操作员和现场经理即使在远离现场的位置也可以访问数据。在HMI/SCADA开发平台上稳固和灵活的安全系统体现在:允许PML公司从云端收集多个不同钻井的数据,但同时仍然保持其严格的安全性,会对每个用户从远程设备访问云的权限进行设置。


图3 通过对本地和远程数据的实时查看,工程师和技术人员提高了工作效率。可自动缩放的HMI界面,不仅方便查看数据,更能适应多种设备的屏幕尺寸,如电脑、平板或智能手机。

  采用基于云的解决方案具有如下优势:
  ■ 提高钻井作业的生产效率;
  ■ 提升井场安全;
  ■ 钻井联机和脱机的可伸缩性;
  ■ 任何地点的实时数据及分析;
  ■ 通过智能设备轻松接入系统;
  ■ 无需冗余备份服务器;
  ■ 通过短信及电子邮件的报警提示。
  通过提供在云端的实时气体分析、详细的地质资料和其他信息,PML公司帮助钻井运营商优化操作,并保护他们的投资及现场安全。通过实时数据,可以有效的进行速度、方向、钻机负载的调整,使整个钻井过程更加可靠、安全及高效,从而最终节约成本。
  通过客户的反馈,Edge解决方案会越来越具有优势,PML公司计划进一步研发,使之可以提供岩石层的实时地质导向信息,从而保证客户的井筒位置准确,确保钻井安全,并帮助客户取得最大的投资收益。
  云技术将继续随着成本的下降及无线通讯速度的提升而不断发展和完善。智能手机和平板电脑等智能设备也会变得更好,进一步提高远程数据查看及分析能力,使更多的用户改善操作,降低成本CONTROL ENGINEERING China版权所有,并提高安全性。

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