PLC无线通讯终端在二氧化碳注气开采石油中的应用

一、应用背景

在传统的石油开采过程中，只能采收到地下原油储层中约30%至40%的石油。二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 是一种利用二氧化碳来提高石油采收率的威廉希尔官方网站 。将工业尾气中的二氧化碳被捕集起来，注入油田地下油层，把原油"驱赶”出来，同时就地封存。通过二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 ，可以将整个采收率提高到50%以上，从而提高石油资源的利用效率。按照1吨二氧化碳可驱出0.25吨原油计算，年增产原油约20余万吨，从而实现石油增产和碳减排双赢。

二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 具有许多优点。首先，它可以提高石油的采收率，从而延长了石油储量的使用寿命。其次，二氧化碳是一种环保、可循环利用的气体，不会对环境造成污染。此外，二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 还可以减少温室气体的排放，有利于应对气候变化。该威廉希尔官方网站 对搭建“人工碳循环”模式具有重要意义，成功助力我国实现“双碳”目标。

二、现场需求

某油田钻探井下威廉希尔官方网站 作业公司，是集生产科研、威廉希尔官方网站 服务于一体的油田工程威廉希尔官方网站 服务企业。某西安车辆制造厂本次承接的液态二氧化碳储罐项目，主要用于二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 。

二氧化碳强化石油开采威廉希尔官方网站 ，须先深入了解石油储层的地质特征和二氧化碳的作用机制。现场有8辆二氧化碳罐装车，每辆罐车上有4台液态二氧化碳储罐，每台罐的尾部都装有一台西门子S7-200 smart PLC。在注入二氧化碳的过程中，中控室S7-1500 PLC严密监测现场多台液态储存罐体内的流量、压力、液位、温度信号等参数，并在HMI端显示，可以实时优化注入参数和流体流动模式。

由于长时间暴露在高温、高压和含有腐蚀性物质的环境下，油田的管线易被腐蚀损坏，更换和维护成本大，不方便布线。因此采用无线方式来实现碳储罐体与中控室之间的无线通讯需求，从而降低和减少事故发生，提高安全系数。

设计要求：

1.中控室西门子S7-1500PLC需要实时监控在二氧化碳注气过程中，碳储罐内的流量、压力、液位、温度信号等数据。

2.碳储罐采用西门子S7-200SMART PLC采集各项参数,远程传输到中控室S7-1500PLC端。

3.中控室、二氧化碳罐装车距离200米左右，中间有钢架等隔挡物。

三、无线解决方案

由于石油开采现场环境复杂，有很大的安全隐患，无线方案的设计还需考虑到同时传输多台罐体的数据，以便实时监测注入过程中二氧化碳的相态变化。稳定和高实时性的数据交互，可以及时调整和维护注气参数，避免影响地层渗流影响石油的流动和开采率。

考虑上述因素，达泰PLC无线通讯专家决定使用33块达泰DTD418MB西门子PLC无线通讯终端，通过RJ45接口在S7协议下，完成中控室和罐体1主32从的PLC无线以太网通讯。在中控室S7-1500 PLC端及32台碳储罐的S7-200 SMART端分别安装一块达泰DTD418MB西门子PLC无线通讯终端，即可以实现中控室与32台碳储罐之间数据无线传输。不仅提高了石油资源的开采利用率，而且对于减少碳排放、推动绿色能源发展具有重大意义。

无线通讯方案示意图 ▼

四、无线方案的好处

1. 节省改造周期及维护成本，提高生产效率：免除布线维护困扰，操作安全性、连贯性及开采效率大幅度提高。

2. 多套无线通讯终端同时使用，互不干扰：无线通讯终端的内部程序采用信道加密单一通信，即使多台无线设备同时工作，也不会出现设备互相干扰的情况。

3. 实现石油增产和碳减排双赢：显著提高石油采收率，降低碳排放，配合支撑石化能源企业绿色低碳持续发展，持续为实现“双碳”目标作出重要贡献。

4. 安装简便，接线即用：可以直接代替有线以太网线，兼容主流PLC通讯协议。通电接线即可使用，不需要编程，电工就可以安装。

5. 独立组网，无运行费用：该设备采用的是达泰全数字无线加密传输方式，不依赖云平台或厂区局域网搭建，属于无线自组网通讯方式，后期无运行费用。

审核编辑 黄宇