物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用

郝志偉

（新疆華隆油田科技股份有限公司，新疆 克拉瑪依834000）

1 數(shù)字化油田概述

數(shù)字化油田是一種新型油田管理模式，它具有高效化與精細(xì)化的特點(diǎn)，主要是基于計(jì)算技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展上形成的。近年來(lái)，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)于石油資源的消耗量與需求量日益增加，傳統(tǒng)的油田建設(shè)與管理模式已經(jīng)難以適應(yīng)發(fā)展需求。在這種情況下，人們開始謀求高效化、精細(xì)化的建設(shè)管理模式，以提高油田生產(chǎn)效率，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于石油資源的大量需求[1]。在這一背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被引入到油田的建設(shè)與管理中，并形成了數(shù)字化油田發(fā)展方向。在數(shù)字化油田建設(shè)當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要包含射頻識(shí)別技術(shù)、紅外線感應(yīng)裝置、精準(zhǔn)定位裝置系統(tǒng)、全自動(dòng)激光式掃描器、數(shù)據(jù)信息傳輸裝置、數(shù)據(jù)傳感裝置等。在數(shù)字化油田建設(shè)管理模式下，各個(gè)油水井與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了有效的連接，并在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)的傳輸與交換予以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到油田生產(chǎn)管理、分析、定位與巡檢等一系列操作的目的。就我國(guó)目前狀況而言，相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化油田中的應(yīng)用還存在很多不完善的地方，需要采取有效措施進(jìn)行提升與優(yōu)化[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化油田建設(shè)中的具體應(yīng)用

2.1 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是由2 個(gè)子系統(tǒng)共同組成的，分別為油水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與站庫(kù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（1）油水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：在這一系統(tǒng)中，自動(dòng)控制裝置對(duì)油田的油水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的采集，且采集過(guò)程均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，在將數(shù)據(jù)采集之后，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效的歸類管理；（2）站庫(kù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：對(duì)于站庫(kù)數(shù)據(jù)采集而言，其過(guò)程主要包含了原油計(jì)算量取裝置、原油運(yùn)輸中轉(zhuǎn)裝置、原油運(yùn)輸壓力增加裝置、液體注入裝置、氣體注入裝置等。在數(shù)字化油井的生產(chǎn)過(guò)程中，站庫(kù)需要對(duì)油井生產(chǎn)與油井管理過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集，然后再由原油處理站對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的統(tǒng)計(jì)與處理，并在此基礎(chǔ)上為油田開發(fā)規(guī)劃給出指導(dǎo)性參考，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)過(guò)程的智能化控制，進(jìn)而為油田建設(shè)的安全性與高效性提供科學(xué)合理的保證。

2.2 自動(dòng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)

在數(shù)字化油田建設(shè)過(guò)程中，自動(dòng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)管理以及對(duì)差異性生產(chǎn)流程的協(xié)調(diào)處理；同時(shí)，它還可以對(duì)油水井生產(chǎn)過(guò)程中的抽油機(jī)變化情況進(jìn)行科學(xué)合理的分析，對(duì)井站的相關(guān)書品資料進(jìn)行收集與管理。在上述功能基礎(chǔ)上，自動(dòng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油田建設(shè)生產(chǎn)狀況、油水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)、油水井開發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等進(jìn)行科學(xué)、有效、自動(dòng)化的生產(chǎn)與管理[3]。

2.3 資料輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)數(shù)字化油田建設(shè)的應(yīng)用中，資料輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著十分重要的地位與作用，它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以有效應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。就目前狀況而言，資料輸送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)組合方式具有多樣性特征，主要包含無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)以及組合網(wǎng)絡(luò)。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需要將工程控制網(wǎng)絡(luò)與辦公室用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效區(qū)分與隔離，因此，對(duì)工程網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性進(jìn)行有效的保證至關(guān)重要。在對(duì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，需要保證數(shù)據(jù)傳輸具有較高的穩(wěn)定性、安全性與實(shí)時(shí)性。在油田建設(shè)中，存在著較多數(shù)量的叢式井，為了對(duì)其智能化建設(shè)進(jìn)行一定程度的提升，一般情況下都是以光纖對(duì)接方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的接入，這種連接方式不僅能夠滿足對(duì)生產(chǎn)資料采集與運(yùn)輸?shù)男枨?，同時(shí)，又能使視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)得以有效應(yīng)用。需要注意的是，對(duì)于分散程度相對(duì)較大的油水井?dāng)?shù)據(jù)資料，一般情況下采用無(wú)線連接的方式較為適宜[4]。

2.4 油水井自動(dòng)控制系統(tǒng)

在對(duì)數(shù)字化油田進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)油水井自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行一定程度上的使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)、注水泵等生產(chǎn)裝置的遠(yuǎn)程操控，例如，對(duì)注水泵進(jìn)行緊急關(guān)閉或啟動(dòng)，對(duì)增壓裝置進(jìn)行整裝、全自動(dòng)投球裝置與全自動(dòng)捕捉球裝置等。對(duì)于油水井自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，它在充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)區(qū)塊、井場(chǎng)以及油站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的采集，并由此對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，并在此基礎(chǔ)上，依據(jù)數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果對(duì)油水井進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，通過(guò)注水泵啟停、注水量控制、注水時(shí)間控制等一系列操作來(lái)保證油田生產(chǎn)與管理的高效化與精細(xì)化運(yùn)行。

2.5 井站配套支持系統(tǒng)

在數(shù)字化油田建設(shè)與管理中，井站配套支持系統(tǒng)主要包含了單口油水井、原油處理站等配套的技術(shù)支持系統(tǒng)，其中涉及的相關(guān)裝置裝備主要包括電力發(fā)生裝置、清潔能源發(fā)電裝置等。在電力配置方面，抽油機(jī)在生產(chǎn)時(shí)與注水泵注水時(shí)所用的電力主要來(lái)自于工業(yè)電網(wǎng)的傳輸，而對(duì)于氣井生產(chǎn)而言，由于其用電量需求并不是很大，所以采用清潔能源供電即可滿足其用電需求，例如太陽(yáng)能與風(fēng)能等。除此之外，系統(tǒng)還對(duì)輔助供電裝置進(jìn)行了一定程度的配置，這樣一來(lái)，如果遇到突發(fā)狀況時(shí)，輔助供電裝置可以進(jìn)行持續(xù)供電，保證油田生產(chǎn)過(guò)程中24h 不斷電。因此，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境下，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備、自動(dòng)操作控制設(shè)備、視頻監(jiān)測(cè)裝置等設(shè)備便能正常且有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，保證數(shù)字化油田建設(shè)與管理的穩(wěn)定性與持續(xù)性。

2.6 應(yīng)用效果分析

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字化油田生產(chǎn)與管理中，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)方面智能化功能，主要包括電子巡井、生產(chǎn)管理過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與分析、遠(yuǎn)程工況診斷、相關(guān)設(shè)施設(shè)備的遠(yuǎn)程啟停、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)異常預(yù)警、智能報(bào)警等。除此之外，通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行一定程度的應(yīng)用，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行了進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，有效地實(shí)現(xiàn)了扁平化管理。這樣一來(lái)，勞動(dòng)用工得到了一定程度上的減少，有效提升了生產(chǎn)與管理效率。同時(shí)，連續(xù)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，可以為油田的建設(shè)提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)參考，通過(guò)編制相關(guān)工程方案，油田的采收效率與經(jīng)濟(jì)效益得到一定程度的提升[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先對(duì)數(shù)字化油田與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了一定程度上的闡述，然后，在此基礎(chǔ)上從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、資料輸送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、油水井自動(dòng)控制系統(tǒng)、井站配套支持系統(tǒng)、應(yīng)用效果分析等幾個(gè)方面重點(diǎn)分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化油田建設(shè)中的具體應(yīng)用。綜上所述，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化油田建設(shè)中，通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)與系統(tǒng)進(jìn)行有效使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)油田的高效化、精細(xì)化管理，切實(shí)提升油田生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。