大數據技術在智慧油田發展中的應用

張延銘　吳云鵬

摘 要

智慧油田是在數字油田的基礎上，以大數據技術為核心，以降低成本，安全、環保地提升油氣產量為目標，實現油田的勘探開發、油氣生產、資產管理、流程再造等環節的科學化、透明化及智能化。

【關鍵詞】智慧油田 大數據 應用

隨著時代的發展，互聯網與信息行業不斷地進步，大數據分析的應用越來越廣泛。隨著國際油價持續低迷，石油企業利潤大幅降低， 以降低成本，安全、環保地提升油氣產量為目標，實現油田的勘探開發、油氣生產、資產管理、流程再造等環節的科學化、透明化及智能化，成為石油行業信息化發展新的突破點。

1 大數據技術與大數據應用

1.1 大數據技術

大數據分析就是在信息網絡技術以及科學技術的基礎上，經過多元化的渠道與途徑，對大量的數據進行收集、歸納、整理，進而形成具有龐大信息數據的體系。隨著社會經濟的快速發展，科學技術的不斷創新，大數據與傳統的數據分析存在明顯的差異，這主要表現在數據信息量、數據結構、數據分析的方式等幾個方面，數據的儲存量變大了，傳統的數據存儲空間已經不能滿足現在信息量，在數據信息量增加的過程中，數據處理模式也在不斷地變化中，將大量的數據作為新的資源來源方式，大數據分析具有更強的靈活性，可以因時而變。

1.2 大數據特點

大數據具有較強的規模性、數據處理速度高、處理方式多樣等特點，迅速成為信息領域顛覆性技術之一。數據處理量大、數據種類多、價值密度低、數據處理速度快是大數據分析的主要優點，這不僅改變了人們生活以及工作的方式，也推動了各行各業的發展。大數據時代有三大轉變：

（1）可以分析更多的數據，可以處理和某個特別現象相關的所有數據，通過更高的精確性能夠發現更多的細節。

（2）大量的數據分析處理，適當忽略微觀層面的精確度，能夠帶來更佳的分析結果和更大的利益價值。

（3）無需挖掘因果關系，而是更注重事物之間的相關關系。大數據打破了傳統數據的邊界，改變了以往大多數依靠行業內部業務數據的局面，充分利用了數據資源，不僅包括企業內部數據，也包括企業外部數據，尤其是和消費者相關的數據。

2 大數據在石油行業的應用場景

在石油行業的上游和中游應用大數據分析結構化及非結構化數據具有十分重要的意義。對石油開采過程中產生的數據多維度的深入分析，將有助于快速發現石油、降低生產成本、提高鉆井安全性、增大產量等。大數據將在下列石油生產領域應用發揮巨大作用。

勘探：通過應用先進的數據，比如模式識別，在地震采集過程中得到一個更全面的數據集，地質學家可以識別在使用大數據之前可能被忽略了的潛在的富有成效的地震數據。

開發：大數據分析可以幫助石油天然氣公司評估生產過程。這些分析涉及到地理空間信息、信息推送、油氣信息報道等可以讓集團可以更智能的開發油氣水井、更富有競爭力的領域發揮大數據分析的作用。

鉆井：除了基于有限的數據來進行監控和告警，大數據分析可以使用真正的實時“鉆井大數據”來基于多個條件異常或預測鉆井成功的可能性。

生產作業：提高采收率是很多石油天然氣生產公司的目標。大數據可以同時使用地震、鉆井和生產數據，將儲層的變化情況實時的提供給儲層分析工程師，為生產人員提供舉升方法改造方案。大數據也可以用來引導頁巖氣壓裂。

維護：預測性維護對于油氣田公司來說已經不是一個新的概念了。但是它并沒有得到應有的關注和預算。在上游生產過程中，如果壓力、體積、溫度可以被一起采集和分析，并且與以往的設備損壞歷史數據進行比較，那么預測就是可以自動化的。在中游輸油管道的情況也是類似的。這種方法在需要探測故障，尤其是故障會影響健康，安全和環境的時候顯得尤為必要。

3 典型應用

3.1 智能化井場

在井口部署單井綜合測控柜和壓力、溫度等多種傳感器，實現單井生產參數的采集以及對抽油機的遠程啟停及變頻控制。井場所有數據上傳至中心控制室的采集服務器顯示、存儲及應用，從而實現對單井生產全過程、全天候的遠程管理，實現無人值守，井場只需要定期巡檢。單井綜合測控柜主要針對油井、氣井、水井等目標實施智能監測和遠程控制。本產品主要實現油井采集示功圖、載荷、回壓、井口溫度、電流、電壓有效值、有功功率、無功功率、功率因數、上下沖程最大電流值、上下沖程功率、平衡率、日用電量、累計電量、沖次、系統狀態與采集時間等數據；遠程控制抽油機的啟停。另外，在每座井場內邊緣樹立監控桿，桿上安裝紅外一體化攝像機和無線傳輸設備，實現井場視頻圖像的采集；監控中心通過視頻服務器實現井場視頻圖像的遠程監視、管理、儲存和控制。

3.2 油氣生產物聯網

油氣生產物聯網是通過部署井場數據采集、遠程控制、智能視頻監控系統，實現對各類生產井、站、管線的全過程、全天候、全業務、全覆蓋，達到對井場自動感知、無人值守、重點巡查、組織維修的效果，實現提高勞動生產效率和安全生產的目標；對參與油氣生產的各類資源（人員、設備、儀表等）形成實時管控；構建扁平化綜合管理平臺，減少管理層級，應用先進、綜合技術手段提高管理實效。目前，華北油田油氣生產物聯網已建成了近2000口油井的數字油田；在山西晉城成功建成了我國第一個數字化、規模化煤層氣田；在長慶蘇里格氣田建成了新一代天然氣生產自動化測控系統，實現了遠程24小時不間斷對各類井站進行可視化監控、生產數據自動錄入、遠程設備控制、報表自動生成、遠程批量啟停單井、自動巡井等一系列操作及管理。

隨著信息通信技術發展積極累至今，大數據作為新發明和新資源，正通過不斷的技術創新和發展，讓我們有機會更加深入走進信息社會，正在逐漸改變我們的生活方式和思維模式，其所帶來的巨大價值正被人們認可，而且在社會整體建設中的信息孤島現象將大幅消減，數據共享將成為可能，大數據的發展，有利于提高科學決策能力，有利于管理模式的改變，有利于節約社會資源和成本，提升公共服務保障能力。

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作者單位

中國交通通信信息中心 北京市 100011