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

田巧燕

（長(zhǎng)慶油田分公司第九采油廠，銀川 750006）

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

田巧燕

（長(zhǎng)慶油田分公司第九采油廠，銀川 750006）

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了快速發(fā)展。文章在油田數(shù)字化和物聯(lián)網(wǎng)理論的基礎(chǔ)上，探討了如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到油田數(shù)字化建設(shè)中。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；油田數(shù)字化；建設(shè)

近幾年云計(jì)算、通信網(wǎng)絡(luò)、RFID以及傳感器等新技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在智能交通、智能電網(wǎng)、數(shù)字化醫(yī)療以及數(shù)字化油田上得到了充分應(yīng)用，將人類社會(huì)和物理系統(tǒng)有機(jī)整合起來(lái)，通過對(duì)工業(yè)化與信息化的融合，掀起了第三次IT發(fā)展熱潮。現(xiàn)階段我國(guó)加快信息化和工業(yè)化融合進(jìn)程，在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用了先進(jìn)信息技術(shù)，最大限度發(fā)揮出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用。石油行業(yè)屬于技術(shù)高度密集型企業(yè)，涉及面較廣，需要各個(gè)學(xué)科與專業(yè)相互配合。在石油行業(yè)發(fā)展過程中，信息化建設(shè)始終是重點(diǎn)內(nèi)容，其作用也是非常顯著。當(dāng)前油田信息化進(jìn)程中，已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化油田的關(guān)鍵時(shí)期，標(biāo)志著油田信息化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了科學(xué)化、模型化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的目標(biāo)。在數(shù)字化油田建設(shè)過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)油田數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、物資管理和地面全面信息化的有力保障，其應(yīng)用前景極為廣闊。

1 數(shù)字化油田構(gòu)建方案

實(shí)時(shí)性、不間斷性是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要特征，即在油田管理期間把開采現(xiàn)場(chǎng)、存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)以及地震區(qū)域等油田工作現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)成信息原點(diǎn)，同時(shí)使用自動(dòng)化的儀器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集設(shè)備專業(yè)性極強(qiáng)，通過事業(yè)設(shè)定好相關(guān)程序，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集，并在WiFi網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)等傳輸線路之下，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒐芾碇行摹?/p>

通過以上數(shù)據(jù)分析，可以為油田管理人員提供可靠的決策依據(jù)，便于其作出準(zhǔn)確的決策，因?yàn)檫@樣不會(huì)受到人為因素的影響，所以判斷也比較客觀。對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)要先合并，然后進(jìn)行分析和計(jì)算，根據(jù)地址資料構(gòu)建起分析模型，同時(shí)可以實(shí)時(shí)分析油田的基本情況，判斷油田是否處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其中最重要的判斷依據(jù)是各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)［1］。在診斷結(jié)束以后，可以第一時(shí)間為現(xiàn)場(chǎng)管理人員、施工人員反饋數(shù)據(jù)，整個(gè)階段可以發(fā)揮出分析數(shù)據(jù)的功能，高效便捷，同時(shí)與以往油田管理相比，極大減少了實(shí)際工作量。

在數(shù)字化油田建設(shè)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，關(guān)鍵是整合了油田開發(fā)專業(yè)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立起了專業(yè)性極強(qiáng)的數(shù)字化管理系統(tǒng)。在現(xiàn)代油田管理中采取這些技術(shù)，可以保證油田生產(chǎn)的安全，提升產(chǎn)量，并減少人員工作量，避免設(shè)備嚴(yán)重?fù)p耗。

2 物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字油田的應(yīng)用

數(shù)字油田管理和傳統(tǒng)油田管理差別很大，對(duì)人工依賴性不強(qiáng)，在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)工作系統(tǒng)中人工已經(jīng)不是核心，而關(guān)鍵在于有完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、運(yùn)算以及統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)，能夠收集油田的重要數(shù)據(jù)，在采集歸納以后進(jìn)行分析，最終得到的結(jié)果可以指導(dǎo)整個(gè)油田的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 油水井生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)

該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集油井功圖、壓力、溫度、電流、功率、扭矩等數(shù)據(jù)以后，可以實(shí)時(shí)診斷油井的生產(chǎn)情況，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)產(chǎn)液量計(jì)量，用電消耗計(jì)量和能耗分析，通過功率曲線法、電能法以及扭矩法對(duì)抽油機(jī)平衡進(jìn)行計(jì)算與調(diào)節(jié)。在診斷之后優(yōu)化設(shè)計(jì)油井的工作參數(shù)，然后根據(jù)最終結(jié)果發(fā)布專家解決方案，最后根據(jù)油井工作情況診斷及工藝參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)對(duì)油井“大閉環(huán)”進(jìn)行智能控制，具體見圖1。

圖1 油井生產(chǎn)實(shí)時(shí)分析設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集注水井的流量、壓力等數(shù)據(jù)，結(jié)合注水配水的規(guī)定，對(duì)當(dāng)前流量與配注量加以比對(duì)，并基于PID算法實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門開度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外在RTU中傳輸即時(shí)流量數(shù)據(jù)、累計(jì)流量數(shù)據(jù)和其他壓力數(shù)據(jù)，在CDMAGPRS網(wǎng)絡(luò)下，為油田企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)計(jì)算服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)［2］。數(shù)據(jù)被現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端采集以后，由工況分析優(yōu)化服務(wù)器統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括圖示、曲線、報(bào)表、注水量計(jì)算以及超限報(bào)警等。工況分析、參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等。在系統(tǒng)設(shè)置的管理與權(quán)限范圍內(nèi)，Web發(fā)布系統(tǒng)可以定制查詢、統(tǒng)計(jì)以及展示所管理的水井，注水設(shè)備在系統(tǒng)支持下，可以發(fā)揮出遠(yuǎn)程協(xié)作與自治、精確控制、網(wǎng)絡(luò)通信以及計(jì)算等物聯(lián)網(wǎng)的作用，具體見圖2。

2.2 油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)

圖2 注水井生產(chǎn)實(shí)時(shí)分析優(yōu)化專家系統(tǒng)架構(gòu)

傳輸系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理中是重要部分，一臺(tái)一體化示功儀為其主要設(shè)備。該功圖采集單位精度較高，在抽油機(jī)的抽油桿上安裝，里面設(shè)置的傳感器具備較高的精度，可以實(shí)時(shí)采集采油井相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)加以傳輸。該信息采集模塊安裝非常簡(jiǎn)單，使用后不需要投入太大維護(hù)成本，這種傳輸設(shè)備在油田中得到了廣泛的應(yīng)用。生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。在石油產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展過程中，數(shù)字化油田建設(shè)屬于重點(diǎn)內(nèi)容，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化油田建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。在今后的發(fā)展中，油田勘探開發(fā)將持續(xù)進(jìn)行，信息采集和智能化計(jì)算機(jī)技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)也越來(lái)越普及，會(huì)逐步凸顯出油田物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值。

圖3 生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)

主要參考文獻(xiàn)

［1］李琬瑩.淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田中的應(yīng)用［J］.中國(guó)管理信息化，2016，19（1）：66-67.

［2］高國(guó)忠，劉敬東，孫彥輝.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究［J］.科技風(fēng)，2014（13）：270.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.15.032

F270.7

A

1673-0194（2016）15-0055-03

2016-06-03