PLC無線通訊終端在二氧化碳注氣開采石油中的應用

一、應用背景

在傳統的石油開采過程中，只能采收到地下原油儲層中約30%至40%的石油。二氧化碳強化石油開采技術是一種利用二氧化碳來tigao石油采收率的技術。將工業尾氣中的二氧化碳被捕集起來，注入油田地下油層，把原油"驅趕”出來，同時就地封存。通過二氧化碳強化石油開采技術，可以將整個采收率tigao到50%以上，從而tigao石油資源的利用效率。按照1噸二氧化碳可驅出0.25噸原油計算，年增產原油約20余萬噸，從而實現石油增產和碳減排雙贏。

二氧化碳強化石油開采技術具有許多優點。首先，它可以tigao石油的采收率，從而延長了石油儲量的使用壽命。其次，二氧化碳是一種環保、可循環利用的氣體，不會對環境造成污染。此外，二氧化碳強化石油開采技術還可以減少溫室氣體的排放，有利于應對氣候變化。該技術對搭建“人工碳循環”模式具有重要意義，成功助力我國實現“雙碳”目標。

二、現場需求

某油田鉆探井下技術作業公司，是集生產科研、技術服務于一體的油田工程技術服務企業。某西安車輛制造廠本次承接的液態二氧化碳儲罐項目，主要用于二氧化碳強化石油開采技術。

二氧化碳強化石油開采技術，須先深入了解石油儲層的地質特征和二氧化碳的作用機制。現場有8輛二氧化碳罐裝車，每輛罐車上有4臺液態二氧化碳儲罐，每臺罐的尾部都裝有一臺西門子S7-200 smart PLC。在注入二氧化碳的過程中，中控室S7-1500 PLC嚴密監測現場多臺液態儲存罐體內的liuliang、壓力、液位、溫度信號等參數，并在HMI端顯示，可以實時優化注入參數和流體流動模式。

由于長時間暴露在高溫、高壓和含有腐蝕性物質的環境下，油田的管線易被腐蝕損壞，更換和維護成本大，不方便布線。因此采用無線方式來實現碳儲罐體與中控室之間的無線通訊需求，從而降低和減少事故發生，tigao安全系數。

設計要求：

1.中控室西門子S7-1500PLC需要實時監控在二氧化碳注氣過程中，碳儲罐內的liuliang、壓力、液位、溫度信號等數據。

2.碳儲罐采用西門子S7-200SMART PLC采集各項參數,遠程傳輸到中控室S7-1500PLC端。

3.中控室、二氧化碳罐裝車距離200米左右，中間有鋼架等隔擋物。

三、無線解決方案

由于石油開采現場環境復雜，有很大的安全隱患，無線方案的設計還需考慮到同時傳輸多臺罐體的數據，以便實時監測注入過程中二氧化碳的相態變化。穩定和高實時性的數據交互，可以及時調整和維護注氣參數，避免影響地層滲流影響石油的流動和開采率。

考慮上述因素，達泰PLC無線通訊專家決定使用33塊達泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，通過RJ45接口在S7協議下，完成中控室和罐體1主32從的PLC無線以太網通訊。在中控室S7-1500 PLC端及32臺碳儲罐的S7-200 SMART端分別安裝一塊達泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，即可以實現中控室與32臺碳儲罐之間數據無線傳輸。不僅tigao了石油資源的開采利用率，而且對于減少碳排放、推動綠色能源發展具有重大意義。

無線通訊方案示意圖 ▼