基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的油田數(shù)字化建設(shè)分析

胡翔

（大慶油田信息技術(shù)公司物聯(lián)網(wǎng)分公司，黑龍江 大慶 163453）

隨著信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化油田建設(shè)理念得到社會廣泛認(rèn)可，逐漸形成高效的油田建設(shè)管理模式。社會在快速發(fā)展的過程中，對石油的需求日益增多，油田建設(shè)也在日益擴(kuò)展，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)數(shù)字化油田，已經(jīng)成為油田企業(yè)發(fā)展的重要課題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對于油田的精細(xì)化管理，以及制定長期戰(zhàn)略目標(biāo)有著重要意義。當(dāng)前，我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)中，還處于發(fā)展階段，技術(shù)沒有得到完善，因此在發(fā)展建設(shè)中會出現(xiàn)一些問題。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)中的現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分，以技術(shù)的角度來講，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋RFID 技術(shù)、智能技術(shù)、納米技術(shù)以及傳感器技術(shù)等。以功能的角度來講，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要有感知網(wǎng)、中間件、應(yīng)用平臺、接入網(wǎng)等。油田數(shù)字化建設(shè)為基礎(chǔ)，并在油田建設(shè)生產(chǎn)中得到廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前，所有的石油企業(yè)都在積極進(jìn)行油田數(shù)字化建設(shè)，在建設(shè)過程中靠失敗來積累經(jīng)驗。國內(nèi)的石油企業(yè)為了提高自身的競爭力，都投入大量的資金進(jìn)行油田數(shù)字化建設(shè)。比如，大慶油田、新疆油田以及勝利油田等。當(dāng)前，油田數(shù)字化建設(shè)還不夠完備，沒有完全實現(xiàn)智能化、信息化的功能，部分油田數(shù)字化建設(shè)還主要集中在獨立數(shù)字化控制建設(shè)。油田數(shù)字化建設(shè)是一個相對復(fù)雜的信息系統(tǒng)，涵蓋數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及智能數(shù)據(jù)處理三大功能。其中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相對成熟，能夠運用當(dāng)前成熟的接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如4G 網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)等，然而環(huán)境數(shù)據(jù)采集以及采集數(shù)據(jù)處理技術(shù)還有很多不足之處，很多建設(shè)項目仍然處在數(shù)據(jù)可視化采集以及數(shù)字庫建設(shè)階段，對于如何借助采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)高效、智能管理，還需要油田企業(yè)不斷的探索。只有這樣，才能實現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)的信息化、系統(tǒng)化，油田管理工作的智能化目標(biāo)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的油田數(shù)字化建設(shè)分析

數(shù)字化油田建設(shè)應(yīng)該一步一步的進(jìn)行，在初期建設(shè)中應(yīng)該以建設(shè)全面感知為工作目標(biāo)，在后期建設(shè)應(yīng)該以智能管理為工作目標(biāo)。在初期建設(shè)中，石油企業(yè)應(yīng)該以無線傳感網(wǎng)絡(luò)與智能視頻監(jiān)控的方式實現(xiàn)全面感知建設(shè)目標(biāo)。視頻監(jiān)控與傳感網(wǎng)絡(luò)在功能上是互補的，視頻監(jiān)控能夠滿足敏感現(xiàn)場的可視化需求，對于龐大的油氣田來講，可視化能夠使工作人員在日常巡查工作更加便捷。然而，要實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)和圖像的分析、算法設(shè)計等工作并不容易，很難做到智能化管理，在進(jìn)行工作時，往往需要人工參與才能完成相應(yīng)工作。通過視頻信息很難獲得溫度、液位、濕度、壓力等數(shù)據(jù)信息。無線傳感網(wǎng)絡(luò)能夠借助傳感器，對油田的環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控，借助無線網(wǎng)絡(luò)獲得的環(huán)境數(shù)據(jù)更加容易開展算法控制。因此，視頻監(jiān)控與無線傳感網(wǎng)絡(luò)在工作中互相補充，形成良好的全面感知系統(tǒng)。

對于感知領(lǐng)域而言，針對油田地理覆蓋面積廣闊的特點，需要重點研究視頻網(wǎng)絡(luò)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的課題。就視頻網(wǎng)絡(luò)而言，可以在重點區(qū)域，與有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)良好的覆蓋，也可以與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)大面積覆蓋。視頻網(wǎng)絡(luò)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)過程中會遇到一定的困難，并且其管理難度也會增加。對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)技術(shù)主要是在保證傳感網(wǎng)絡(luò)長期有效的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中專路網(wǎng)和組網(wǎng)選擇。保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，物聯(lián)網(wǎng)才能夠?qū)崿F(xiàn)工作人員與生產(chǎn)設(shè)施的互動以及生產(chǎn)設(shè)施之間的聯(lián)系。采集設(shè)備會配備MCU 控制器，考慮到成本要求，可以選用嵌入式，終端設(shè)備在進(jìn)行智能化建設(shè)時，需要考慮物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)要求，因此，相關(guān)數(shù)據(jù)采集設(shè)施通常會有相應(yīng)的操作系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)來講，包括嵌入式系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、核心芯片以及采集設(shè)備等，對于這些技術(shù)需要特定的行業(yè)和需求進(jìn)行設(shè)計。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于數(shù)字傳輸建設(shè)

傳統(tǒng)油田在建設(shè)生產(chǎn)中，石油產(chǎn)業(yè)由于專業(yè)障礙、時間障礙以及空間障礙等，無法使產(chǎn)業(yè)中的所有行業(yè)以及學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行有機(jī)的融合，導(dǎo)致工作不能順利進(jìn)行，經(jīng)常會有信息不對稱等問題發(fā)生，對于跨地區(qū)的合作更是如此，經(jīng)常會發(fā)生信息延時等現(xiàn)象，致使工作缺少實效性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過對信息技術(shù)的有效利用，可以有效解決時間障礙和空間障礙，幫助合作企業(yè)之間實現(xiàn)資源共享?；谖锫?lián)網(wǎng)的油田數(shù)字化建設(shè)，可以對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化，在油田建設(shè)生產(chǎn)過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠借助有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)以及混合網(wǎng)絡(luò)，以油田建設(shè)生產(chǎn)現(xiàn)場為基礎(chǔ)，對油田安全機(jī)制進(jìn)行確定，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)可以有效的傳輸，為數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及安全性提供保障。對沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，工作人員可以借助手持終端裝置，對該地區(qū)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，能夠幫助油田企業(yè)得到更詳細(xì)的生產(chǎn)信息以及管理信息。

3.2 應(yīng)用于數(shù)據(jù)自動采集建設(shè)

在油田數(shù)字化管理運行時，需要油田企業(yè)可以有效處理大量的數(shù)據(jù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理過程中，可以對油田數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集。油田建設(shè)生產(chǎn)的過程比較復(fù)雜，油田生產(chǎn)工作需要生產(chǎn)工作人員具有較強(qiáng)的實踐性，并需要多學(xué)科、多專業(yè)共同參與，對油田信息采集工作造成一定的困難。在傳統(tǒng)的油田生產(chǎn)中，油田企業(yè)一般會通過人工的方式，完成數(shù)據(jù)信息采集工作，人工數(shù)據(jù)采集方式耗時、耗力，并且無法保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。非常不利于油田企業(yè)的建設(shè)生產(chǎn)工作，影響石油企業(yè)的健康發(fā)展，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效保證油田數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，并節(jié)約石油企業(yè)的人力、物力，減少工作時間。在運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時，可以借助單井?dāng)?shù)據(jù)采集方式以及站庫數(shù)據(jù)采集方式，開展油田數(shù)據(jù)采集工作，以此為基礎(chǔ)對油田企業(yè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理。在數(shù)據(jù)采集中運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要根據(jù)實際生產(chǎn)管理需求，在氣井?dāng)?shù)據(jù)、油井?dāng)?shù)據(jù)、水井?dāng)?shù)據(jù)以及油氣的生產(chǎn)、處理環(huán)節(jié)開展自動采集工作，并對其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)采集能夠滿足石油企業(yè)的數(shù)據(jù)處理需求。

3.3 應(yīng)用于生產(chǎn)管理工作中

在油田生產(chǎn)中，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展數(shù)字化建設(shè)活動，使油田自動化控制得到優(yōu)化，生產(chǎn)管理在數(shù)字化建設(shè)過程中也會得到優(yōu)化。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，石油企業(yè)中的生產(chǎn)管理機(jī)制，可以有效的整合實時型數(shù)據(jù)以及關(guān)系型數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)對油井和水井的工況、動態(tài)進(jìn)行有效的管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以實現(xiàn)視頻檢測和協(xié)同工作。在傳統(tǒng)油田生產(chǎn)中，井底與井上的工作人員缺少有效的溝通交流，井上的工作人員無法對井底的工作情況進(jìn)行及時的掌控，無法制定有效的計劃，井底工作人員無法接收具體的工作任務(wù)，致使石油生產(chǎn)工作效率無法得到有效的提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將井上和井底建立成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，井上的工作人員可以對井底生產(chǎn)情況進(jìn)行準(zhǔn)確及時的掌控，并通過合理分析制定詳細(xì)的方案，井底工作人員可以根據(jù)具體的計劃，進(jìn)行石油生產(chǎn)工作。井上和井底的工作人員互相配合，有效的節(jié)約人力資源和物力資源等，進(jìn)而提升生產(chǎn)管理效率以及生產(chǎn)管理質(zhì)量。

3.4 應(yīng)用于自動化控制

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)中，能夠?qū)εc油田生產(chǎn)相關(guān)的物品進(jìn)行聯(lián)系，形成一個完整的信息網(wǎng)絡(luò)，可以幫助石油企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)或是管理工作人員對工作生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行及時的了解，對油井和水井的工況以及動態(tài)進(jìn)行實時的控制?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，石油企業(yè)能夠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對油田生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，在發(fā)生緊急事故時管理工作人員可以通過遠(yuǎn)程控制，將生產(chǎn)事故有效的控制在一定的范圍內(nèi)。在進(jìn)行油田數(shù)字化建設(shè)中，不是單一的運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而是通過與其他技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)。能夠有效進(jìn)行自動化控制，主要是有自動集成以及數(shù)據(jù)收集的幫助，管理工作人員，可以根據(jù)具體情況開展遠(yuǎn)程控制工作，比如，注水自動調(diào)節(jié)等。

4 結(jié)語

在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，數(shù)字化油田建設(shè)取得了顯著的成效，全球?qū)κ托枨蟮脑黾?，為物?lián)網(wǎng)技術(shù)提供新的發(fā)展空間。石油企業(yè)需要對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢有足夠的認(rèn)知，并將其運用到油田數(shù)字化建設(shè)中，石油企業(yè)應(yīng)該借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)整合能力以及企業(yè)內(nèi)部信息交流能力，為石油企業(yè)健康、穩(wěn)定的發(fā)展提供保障。