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摘要：油田的生产是处在高危、高压等恶劣环境下，如何安全生产、提高生产效率，如何降本增效，在油田精细化管理下提出更高的要求，随着科技的发展，油田数字化管理充分利用现代化技术解决这些问题。在本文，从油田生产中一个环节注水工艺开始阐述，数字化注水系统开辟了新的篇章，节约了人力物力，提高了安全生产，便于生产经营管理。
关键词：数字化管理；注水系统；应用
一、油田数字化管理
油田数字化管理充分利用自动控制技术、计算机网络技术、油藏管理技术、油气开采工艺技术、地面工艺技术、数据整合技术、数据共享与交换技术、视频和数据智能分析技术，实现电子巡井，准确判断、精确位置，强化生产过程控制与管理；在信息化整体架构上生产的最前端，它以井、站、管线等生产基本单元的生产过程监控为主，完成数据的采集、过程监控、动态分析、发现问题、解决问题维持正常生产。
二、油田注水计量的现状
油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，使得油层压力不断下降。油层压力下降导致的直接后果是油井的产量大大下降，甚至会出现停喷停产的现象。大量死油开采不出来，导致油田的浪费。油田注水是利用油井中空出来的空间，利用注水井把水注入油层，来替代原油和补充地层，以补充和保持油层压力的措施。
注水开采日常最重要的是根据油田的动态变化（压力、产量、油气比、含水量等）搞好配产配注，也就是在一个阶段内对注水井和采油井确定好各口井及各个层段合理的注水量和产油量，注水计量就是注水工艺中一个关键环节，根据井下情况控制注水量、注水压力，以取得较好的开发效果。
自上世纪90年代开始，中原油田的注水计量主要使用了干式高压水表，具有结构简单、性能稳定、使用可靠、压力损失小、维修方便、价格便宜等优点，全机械的结构设计，使得干式高压水表对恶劣的工作环境有较强的适用性。同时，使用干式高压水表作为注水计量有几点不足的地方：1、干式高压水表是叶轮式速度类流量仪表，是机械型仪表，顶尖等零配件使用一段时间后发生磨损，导致叶轮不稳定，会引起计量偏差，需要频繁维修水表芯子，频繁更换干式高压水表芯子不仅给仪表工带来了的工作量，而且因此注水工作停止，影响生产；2、干式高压水表是现场一次仪表，需要人为在现场看水表走数，中原油田的注水压力在32MPa到42MPa之间，高压力的工作环境带来了一定的安全隐患；3、干式高压水表只能就地显示调节，信号不能远传，不能电脑上自动调节流量范围，数据只能现场人工记录，劳动量大，效率低，人工费大。
三、数字化注水系统的应用
随着安全生产、数字油田、提高工作效率的提出，使用数字化注水系统进行注水、计量、调节，能对现场注水情况实时了解，实现无人值守进行注水，减轻劳动量，降低生产安全风险和生产费用等。
（一）数字化注水系统的工作原理
在注水井安装智能高压流量自控仪，通过远程控制实现稳流配注的功能，高压自控仪提供瞬时流量、累积流量和注水压力的数据通讯接口，通过回路协议转换器将多台高压自控仪的数据进行汇总，回路协议转换器具有两个通讯口，一个与高压自控仪进行通讯，一个与无线收发模块进行通讯，将多台高压自控仪的瞬时流量、累积流量和压力信号传输到远程监控系统，远程监控的数据和现场自控仪显示的数据完全一致，将稳流配水系统的瞬时流量、累计流量、压力传送回监控中心，实现无人值守和远程控制。
（二）数字化注水系统的构成
数字化注水系统主要由监控计算机（能上因特网的计算机）、服务器、GPRS模块、协议转换器（采集现场计量仪表，通过GPRS模块，传至服务器）、计量仪表（高压自控仪）组成。
1、 GPRS模块采用高性能的工业级16/32 位通信处理器和工业级无线模块，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能。
2、高压自控仪是流量计、调节阀、控制器、智能无线通讯接口有机地集于一体的定量注水设备，由流量测量、流量调节机械、控制器等三部分组成，能够精确控制注水量，并具有耐高温，耐高压，耐腐蚀、防沙、防结垢、防杂质、节能等优点。
3、压力变送器采用低功耗处理模块，将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4～20mADC等），供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
4、高配置服务器采用具有可扩展性设计，不仅满足现阶段业务应用的需要，同时为企业的持续发展提供更大的扩展空间。
（三）数字化注水系统的优点
1、数字化注水系统选用了高压自控仪作为注水计量、注水控制，能够解决在高压注水和高压注聚中实现的平稳注水、定量注水及准确注水的问题，最大限度的减小了油田注水对地层结构的破坏。采用电子技术的应用使高压自控仪的控制器具有较高的稳定性和抗干扰能力。
2、采用无线通讯技术对现场的远程监控，通讯成本不仅低廉，而且建设工程周期短、扩展性好、设备维护更容易实现。
3、数字化注水系统能够远程控制、监控注水量、注水压力，大大减少了采油工人在注水井现场的安全生产风险，因实现无人值守进行注水减轻采油工人的劳动强度、工作量，一个采油工人可监控、控制一片采油区，实现生产自动化。
4、使用数字化注水系统，将注水井的管压、注水压力、累计流量、瞬时流量、注水时间等数据储存在服务器中，供用户随时查询、形成报表，能实时反馈注水的情况，根据注水的情况进行故障判断，进行报警，提示操作人员进行相应的操作。
四、数字化管理在现实油田生产中的应用
数字化注水系统在油田注水工艺中得到重要的体现，那么数字化注水管理可延伸到油田数字化管理，建立全油田统一的生产管理、综合研究的数字化管理平台。
数字化管理可实行扁平化管理，按厂、区、站（增压点）三级管理模式：增压点、联合站等各类站场以监视、控制、操作为主；作业区以监视、调度、生产管理为主；厂以生产管理、优化分析、智能决策为主。实现增压点、联合站等各类站场对单井的日常管理，作业区对井组、油藏的重点管理，厂对油藏、油气田的综合管理。
数字化管理提升工艺过程的监控水平—借助数据采集系统和电子巡井系统对工艺过程进行24小时实时监视，对照历史数据和经验数据进行预警、报警。
数字化管理提升生产管理过程智能化水平—利用数据分析、数据整合、数据共享技术，主要包括：智能诊断机泵工况；智能生成生产参数优化建议；智能生产油气田开发措施建议等。
总之，油田数字化建设与管理有着广阔的应用前景，数字油田建设与管理可以优化生产流程，大幅提升油田生产运行质量，进一步提高油田经营管理水平。
关键词：数字化管理；注水系统；应用
一、油田数字化管理
油田数字化管理充分利用自动控制技术、计算机网络技术、油藏管理技术、油气开采工艺技术、地面工艺技术、数据整合技术、数据共享与交换技术、视频和数据智能分析技术，实现电子巡井，准确判断、精确位置，强化生产过程控制与管理；在信息化整体架构上生产的最前端，它以井、站、管线等生产基本单元的生产过程监控为主，完成数据的采集、过程监控、动态分析、发现问题、解决问题维持正常生产。
二、油田注水计量的现状
油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，使得油层压力不断下降。油层压力下降导致的直接后果是油井的产量大大下降，甚至会出现停喷停产的现象。大量死油开采不出来，导致油田的浪费。油田注水是利用油井中空出来的空间，利用注水井把水注入油层，来替代原油和补充地层，以补充和保持油层压力的措施。
注水开采日常最重要的是根据油田的动态变化（压力、产量、油气比、含水量等）搞好配产配注，也就是在一个阶段内对注水井和采油井确定好各口井及各个层段合理的注水量和产油量，注水计量就是注水工艺中一个关键环节，根据井下情况控制注水量、注水压力，以取得较好的开发效果。
自上世纪90年代开始，中原油田的注水计量主要使用了干式高压水表，具有结构简单、性能稳定、使用可靠、压力损失小、维修方便、价格便宜等优点，全机械的结构设计，使得干式高压水表对恶劣的工作环境有较强的适用性。同时，使用干式高压水表作为注水计量有几点不足的地方：1、干式高压水表是叶轮式速度类流量仪表，是机械型仪表，顶尖等零配件使用一段时间后发生磨损，导致叶轮不稳定，会引起计量偏差，需要频繁维修水表芯子，频繁更换干式高压水表芯子不仅给仪表工带来了的工作量，而且因此注水工作停止，影响生产；2、干式高压水表是现场一次仪表，需要人为在现场看水表走数，中原油田的注水压力在32MPa到42MPa之间，高压力的工作环境带来了一定的安全隐患；3、干式高压水表只能就地显示调节，信号不能远传，不能电脑上自动调节流量范围，数据只能现场人工记录，劳动量大，效率低，人工费大。
三、数字化注水系统的应用
随着安全生产、数字油田、提高工作效率的提出，使用数字化注水系统进行注水、计量、调节，能对现场注水情况实时了解，实现无人值守进行注水，减轻劳动量，降低生产安全风险和生产费用等。
（一）数字化注水系统的工作原理
在注水井安装智能高压流量自控仪，通过远程控制实现稳流配注的功能，高压自控仪提供瞬时流量、累积流量和注水压力的数据通讯接口，通过回路协议转换器将多台高压自控仪的数据进行汇总，回路协议转换器具有两个通讯口，一个与高压自控仪进行通讯，一个与无线收发模块进行通讯，将多台高压自控仪的瞬时流量、累积流量和压力信号传输到远程监控系统，远程监控的数据和现场自控仪显示的数据完全一致，将稳流配水系统的瞬时流量、累计流量、压力传送回监控中心，实现无人值守和远程控制。
（二）数字化注水系统的构成
数字化注水系统主要由监控计算机（能上因特网的计算机）、服务器、GPRS模块、协议转换器（采集现场计量仪表，通过GPRS模块，传至服务器）、计量仪表（高压自控仪）组成。
1、 GPRS模块采用高性能的工业级16/32 位通信处理器和工业级无线模块，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能。
2、高压自控仪是流量计、调节阀、控制器、智能无线通讯接口有机地集于一体的定量注水设备，由流量测量、流量调节机械、控制器等三部分组成，能够精确控制注水量，并具有耐高温，耐高压，耐腐蚀、防沙、防结垢、防杂质、节能等优点。
3、压力变送器采用低功耗处理模块，将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4～20mADC等），供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
4、高配置服务器采用具有可扩展性设计，不仅满足现阶段业务应用的需要，同时为企业的持续发展提供更大的扩展空间。
（三）数字化注水系统的优点
1、数字化注水系统选用了高压自控仪作为注水计量、注水控制，能够解决在高压注水和高压注聚中实现的平稳注水、定量注水及准确注水的问题，最大限度的减小了油田注水对地层结构的破坏。采用电子技术的应用使高压自控仪的控制器具有较高的稳定性和抗干扰能力。
2、采用无线通讯技术对现场的远程监控，通讯成本不仅低廉，而且建设工程周期短、扩展性好、设备维护更容易实现。
3、数字化注水系统能够远程控制、监控注水量、注水压力，大大减少了采油工人在注水井现场的安全生产风险，因实现无人值守进行注水减轻采油工人的劳动强度、工作量，一个采油工人可监控、控制一片采油区，实现生产自动化。
4、使用数字化注水系统，将注水井的管压、注水压力、累计流量、瞬时流量、注水时间等数据储存在服务器中，供用户随时查询、形成报表，能实时反馈注水的情况，根据注水的情况进行故障判断，进行报警，提示操作人员进行相应的操作。
四、数字化管理在现实油田生产中的应用
数字化注水系统在油田注水工艺中得到重要的体现，那么数字化注水管理可延伸到油田数字化管理，建立全油田统一的生产管理、综合研究的数字化管理平台。
数字化管理可实行扁平化管理，按厂、区、站（增压点）三级管理模式：增压点、联合站等各类站场以监视、控制、操作为主；作业区以监视、调度、生产管理为主；厂以生产管理、优化分析、智能决策为主。实现增压点、联合站等各类站场对单井的日常管理，作业区对井组、油藏的重点管理，厂对油藏、油气田的综合管理。
数字化管理提升工艺过程的监控水平—借助数据采集系统和电子巡井系统对工艺过程进行24小时实时监视，对照历史数据和经验数据进行预警、报警。
数字化管理提升生产管理过程智能化水平—利用数据分析、数据整合、数据共享技术，主要包括：智能诊断机泵工况；智能生成生产参数优化建议；智能生产油气田开发措施建议等。
总之，油田数字化建设与管理有着广阔的应用前景，数字油田建设与管理可以优化生产流程，大幅提升油田生产运行质量，进一步提高油田经营管理水平。