油田數(shù)字化建設(shè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用研究

師 玉，劉鵬瑾，陳宇欽，劉小鵬

（中國石油天然氣總公司長慶油田分公司第三采油廠紅井子作業(yè)區(qū)，寧夏銀川 750000）

1 油田數(shù)字化建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用狀況

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將傳感器硬件技術(shù)和相關(guān)的軟件技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，聚合了軟、硬件的相關(guān)優(yōu)勢，使得物體可以和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來的一種技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上的深入智能化發(fā)展，使得物體與物體之間，人與物體之間可以進行有效的交流，每一個物體都可以看作是一個信息終端，不同的信息終端之間進行組合，形成一個滿足特定要求的、完整的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

油田數(shù)字化就是在與油田有關(guān)的生產(chǎn)活動中使用數(shù)字化的技術(shù)，讓油田生產(chǎn)實現(xiàn)自動化和數(shù)字化。在實踐過程中把油田作為研究對象，其生產(chǎn)流程和工藝步驟作為分析對象，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將油田開發(fā)時的地質(zhì)勘探、油井的開發(fā)和對油田的生產(chǎn)活動進行管理等各個方面系統(tǒng)地整合起來，建立完善的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。

將油田的數(shù)字化建設(shè)和油田企業(yè)中不同類別的工作內(nèi)容所對應(yīng)的相關(guān)信息通過應(yīng)用相應(yīng)的軟件系統(tǒng)分門別類地整合起來，方便進行數(shù)據(jù)管理。例如，通過應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的PES（工程系統(tǒng)性能）系統(tǒng)，對油田的各項數(shù)據(jù)進行實時采集并可以遠程智能監(jiān)控，既減少了人力的消耗又可以提高生產(chǎn)效率，強有力地保障了油田的數(shù)字化建設(shè)。

2 油田數(shù)字化建設(shè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用

物聯(lián)網(wǎng)按照其層次結(jié)構(gòu)可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是通過對各種信息傳感器的使用，將其嵌入各種設(shè)備當(dāng)中進行信息的監(jiān)測，是物聯(lián)網(wǎng)的核心。在油田的數(shù)字化建設(shè)中將采集數(shù)據(jù)信息的各種傳感器設(shè)備安裝在油田生產(chǎn)中的不同應(yīng)用場景，記錄生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)層，將傳感器采集到的各項數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_進行處理。應(yīng)用層是對通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_終端的數(shù)據(jù)信息進行處理。在油田數(shù)字化建設(shè)中，通過商業(yè)網(wǎng)絡(luò)或者專用網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)胶笈_終端上的現(xiàn)場數(shù)據(jù)（主要是井下開采作業(yè)數(shù)據(jù)和井上作業(yè)數(shù)據(jù)），進行存儲并通過科學(xué)的數(shù)據(jù)分析模型，結(jié)合智能識別、云計算等技術(shù)手段對數(shù)據(jù)進行存儲和處理，進而做出綜合的決策，在將決策信息反饋到油田的生產(chǎn)現(xiàn)場中。

2.1 對相關(guān)信息的數(shù)據(jù)采集

在油田的數(shù)字化建設(shè)中，油田企業(yè)需要搜集油田生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)并將其整合起來進行后續(xù)的有效處理。在相關(guān)的過程中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)—企業(yè)采購油田信息監(jiān)測專用的傳感器，安裝在各個信息采集點，將其與終端通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，自動地采集油田相關(guān)數(shù)據(jù)。與油田有關(guān)的生產(chǎn)活動是一個異常復(fù)雜、專業(yè)的過程，油田的工作活動實踐性強、綜合性高，在生產(chǎn)過程中涉及了多個專業(yè)和學(xué)科，這使得信息的采集難度大大增加。在傳統(tǒng)的與油田有關(guān)的生產(chǎn)活動中，油田企業(yè)只能通過人工的方式進行數(shù)據(jù)采集，而人工的方式需要消耗大量的人力、物力，而且采集數(shù)據(jù)信息時容易出現(xiàn)差錯，會耽誤相關(guān)生產(chǎn)活動的順利進行，甚至對企業(yè)的長遠經(jīng)營發(fā)展造成阻滯，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用則可以從根本上避免這種情況的出現(xiàn)。在對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用中，可以進行站庫信息的采集和單井?dāng)?shù)據(jù)的采集工作，進而對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析處理。油田的數(shù)字化建設(shè)中對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，是將實際的油田生產(chǎn)相關(guān)活動的需求作為基礎(chǔ)，對油井的處理過程、油氣的生產(chǎn)過程、油井的各項數(shù)據(jù)、水井的數(shù)據(jù)和氣井的數(shù)據(jù)進行實時采集，并在采集過程中對一些關(guān)鍵性的過程進行連續(xù)的控制，盡最大可能地滿足石油企業(yè)在從事相關(guān)生產(chǎn)活動時對生產(chǎn)安全和油氣處理等數(shù)據(jù)的需求。

2.2 對相關(guān)信息的數(shù)據(jù)傳輸

在傳統(tǒng)的油田生產(chǎn)活動中，由于其涉及的專業(yè)多且跨學(xué)科領(lǐng)域，復(fù)雜程度大，在對數(shù)據(jù)的傳輸過程中受限于時間、空間、學(xué)科、專業(yè)等的制約，容易出現(xiàn)信息不對應(yīng)的情況，特別是在不同地區(qū)的生產(chǎn)合作中，容易出現(xiàn)信息延遲等情況，不利于生產(chǎn)的高效進行。使用融合了硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效地解決這些情況，實現(xiàn)對資源的共享。

通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效地優(yōu)化數(shù)字傳輸過程。在油田企業(yè)的生產(chǎn)中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過使用專用網(wǎng)絡(luò)或者公用網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街付ǖ慕K端設(shè)備上，通過檢測數(shù)據(jù)的變化實時了解生產(chǎn)中的安全狀況，使用網(wǎng)絡(luò)進行實時傳輸還可以保證數(shù)據(jù)的有效傳輸。在一些沒有覆蓋互聯(lián)網(wǎng)的地區(qū)，人們也可以通過使用手持的終端設(shè)備，收集想要的生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)，全面地了解企業(yè)的生產(chǎn)狀況和管理狀況。

2.3 對相關(guān)活動進行管理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以應(yīng)用于對油田企業(yè)的生產(chǎn)活動管理中，在油田的生產(chǎn)活動中應(yīng)用物理網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化其數(shù)字化建設(shè)的同時對其生產(chǎn)活動進行管理上的優(yōu)化。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，石油企業(yè)在事務(wù)管理上按照企業(yè)發(fā)展要求和生產(chǎn)管理條例對系統(tǒng)實時接收到的數(shù)據(jù)進行整合，從而及時地了解油井和水井的工作環(huán)境動態(tài)變化并對其進行切實有效的監(jiān)控管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還能實現(xiàn)不同崗位工作人員工作的協(xié)同進行。在傳統(tǒng)的油田生產(chǎn)活動中，進行井下作業(yè)和井上作業(yè)的工作人員無法及時地進行信息交流，井上的工作人員不能了解井下工作的實時情況，進而不能制定具有指向性和針對性的工作實施計劃，在井底工作的人也不能快速準(zhǔn)確地了解到之間的工作任務(wù)，對石油的開采作業(yè)效率造成影響。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好地解決井上、井下工作溝通不及時的問題，將它們聯(lián)系起來共同構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)體系，憑借這個體系，井下的工作人員可以及時、準(zhǔn)確地了解到自己的工作任務(wù)要求，而井上的工作人員也可以實時了解到井下的工作進度從而制定新的工作計劃和與之對應(yīng)的工作方案，通過兩者之間的相互配合，既可以節(jié)省工作時間和對人力、物力的消耗，也可以減輕工作人員的工作強度并提高其工作效率，進而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。

3 油田數(shù)字化建設(shè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用前景及展望

在國家的科技發(fā)展戰(zhàn)略中，物聯(lián)網(wǎng)同互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)融合是一個重要的發(fā)展趨勢，也是未來工業(yè)生產(chǎn)中必然會進行的方向。它們的應(yīng)用推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展也促進了科技的改革創(chuàng)新，并且創(chuàng)造出新的經(jīng)濟活動發(fā)展模式和產(chǎn)業(yè)鏈，是國家的工業(yè)化和信息化發(fā)展過程中的一條有效途徑。石油行業(yè)的發(fā)展關(guān)系著人們經(jīng)濟生活的方方面面，但由于其對專業(yè)性技術(shù)的要求高并且涉及多個行業(yè)和不同的學(xué)科領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用讓油田的數(shù)字化建設(shè)過程中實現(xiàn)了各個專業(yè)和學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)融合和信息資源的共享。油田的數(shù)字化建設(shè)對油田各項活動的開展具有很重要的作用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，在油田的數(shù)字化建設(shè)活動中不斷普及和深化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田數(shù)字化建設(shè)有關(guān)活動，如對油田信息的實時采集、對井上及井下作業(yè)的實時監(jiān)控，對石油企業(yè)的事物管理等方面的應(yīng)用潛力非常巨大，可以進行跨區(qū)域的信息交流和將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密地聯(lián)系在一起，實現(xiàn)了技術(shù)上的創(chuàng)新應(yīng)用，節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本，加強了石油企業(yè)的事物管理能力，有效拓展了石油業(yè)務(wù)的開展途徑。在油田的數(shù)字化建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)具有很好的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語

隨著科技的進步，社會進入信息化時代，企業(yè)要想在新的市場環(huán)境中占據(jù)一定的市場，必須要積極推進技術(shù)的改革創(chuàng)新。油田的數(shù)字化建設(shè)是石油企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)途徑，人們對石油產(chǎn)品的需求和信息技術(shù)的發(fā)展也讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)擁有了更加廣闊的應(yīng)用前景。石油企業(yè)應(yīng)該明確地認識到油田數(shù)字化建設(shè)的重要意義和建設(shè)過程中對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地提升石油企業(yè)獲取相關(guān)的信息的能力，提升企業(yè)的管理效率，為企業(yè)的進一步發(fā)展提供助力。