基于物聯網技術的油田數字化建設分析

胡翔

（大慶油田信息技術公司物聯網分公司，黑龍江 大慶 163453）

隨著信息技術、計算機技術的發展，數字化油田建設理念得到社會廣泛認可，逐漸形成高效的油田建設管理模式。社會在快速發展的過程中，對石油的需求日益增多，油田建設也在日益擴展，運用物聯網技術建設數字化油田，已經成為油田企業發展的重要課題。物聯網技術對于油田的精細化管理，以及制定長期戰略目標有著重要意義。當前，我國物聯網技術在油田數字化建設中，還處于發展階段，技術沒有得到完善，因此在發展建設中會出現一些問題。

1 物聯網技術在油田數字化建設中的現狀

物聯網技術是信息技術的重要組成部分，以技術的角度來講，物聯網涵蓋RFID 技術、智能技術、納米技術以及傳感器技術等。以功能的角度來講，物聯網系統主要有感知網、中間件、應用平臺、接入網等。油田數字化建設為基礎，并在油田建設生產中得到廣泛的認可。當前，所有的石油企業都在積極進行油田數字化建設，在建設過程中靠失敗來積累經驗。國內的石油企業為了提高自身的競爭力，都投入大量的資金進行油田數字化建設。比如，大慶油田、新疆油田以及勝利油田等。當前，油田數字化建設還不夠完備，沒有完全實現智能化、信息化的功能，部分油田數字化建設還主要集中在獨立數字化控制建設。油田數字化建設是一個相對復雜的信息系統，涵蓋數據采集、數據傳輸以及智能數據處理三大功能。其中數據傳輸技術相對成熟，能夠運用當前成熟的接入網絡技術，如4G 網絡和有線網絡等，然而環境數據采集以及采集數據處理技術還有很多不足之處，很多建設項目仍然處在數據可視化采集以及數字庫建設階段，對于如何借助采集數據實現高效、智能管理，還需要油田企業不斷的探索。只有這樣，才能實現數字化油田建設的信息化、系統化，油田管理工作的智能化目標。

2 基于物聯網技術的油田數字化建設分析

數字化油田建設應該一步一步的進行，在初期建設中應該以建設全面感知為工作目標，在后期建設應該以智能管理為工作目標。在初期建設中，石油企業應該以無線傳感網絡與智能視頻監控的方式實現全面感知建設目標。視頻監控與傳感網絡在功能上是互補的，視頻監控能夠滿足敏感現場的可視化需求，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，要實現視頻數據和圖像的分析、算法設計等工作并不容易，很難做到智能化管理，在進行工作時，往往需要人工參與才能完成相應工作。通過視頻信息很難獲得溫度、液位、濕度、壓力等數據信息。無線傳感網絡能夠借助傳感器，對油田的環境進行準確的監控，借助無線網絡獲得的環境數據更加容易開展算法控制。因此，視頻監控與無線傳感網絡在工作中互相補充，形成良好的全面感知系統。

對于感知領域而言，針對油田地理覆蓋面積廣闊的特點，需要重點研究視頻網絡與無線傳感網絡組網的課題。就視頻網絡而言，可以在重點區域，與有線網絡相結合，實現良好的覆蓋，也可以與北斗衛星系統相結合，實現大面積覆蓋。視頻網絡與無線傳感網絡在組網過程中會遇到一定的困難，并且其管理難度也會增加。對于無線傳感網絡，其組網技術主要是在保證傳感網絡長期有效的基礎上，進行中專路網和組網選擇。保證數據采集的質量，物聯網才能夠實現工作人員與生產設施的互動以及生產設施之間的聯系。采集設備會配備MCU 控制器，考慮到成本要求，可以選用嵌入式，終端設備在進行智能化建設時，需要考慮物聯網相關要求，因此，相關數據采集設施通常會有相應的操作系統，以物聯網技術的數據采集技術來講，包括嵌入式系統、傳感器技術、核心芯片以及采集設備等，對于這些技術需要特定的行業和需求進行設計。

3 基于物聯網技術的應用

3.1 應用于數字傳輸建設

傳統油田在建設生產中，石油產業由于專業障礙、時間障礙以及空間障礙等，無法使產業中的所有行業以及學科領域進行有機的融合，導致工作不能順利進行，經常會有信息不對稱等問題發生，對于跨地區的合作更是如此，經常會發生信息延時等現象，致使工作缺少實效性。物聯網技術通過對信息技術的有效利用，可以有效解決時間障礙和空間障礙，幫助合作企業之間實現資源共享。基于物聯網的油田數字化建設，可以對數據傳輸進行優化，在油田建設生產過程中，物聯網技術能夠借助有線網絡、無線網絡以及混合網絡，以油田建設生產現場為基礎，對油田安全機制進行確定，進而保證數據可以有效的傳輸，為數據傳輸的穩定性以及安全性提供保障。對沒有網絡覆蓋的地區，工作人員可以借助手持終端裝置，對該地區的數據信息進行收集，能夠幫助油田企業得到更詳細的生產信息以及管理信息。

3.2 應用于數據自動采集建設

在油田數字化管理運行時，需要油田企業可以有效處理大量的數據，將物聯網技術應用于數據處理過程中，可以對油田數據進行自動采集。油田建設生產的過程比較復雜，油田生產工作需要生產工作人員具有較強的實踐性，并需要多學科、多專業共同參與，對油田信息采集工作造成一定的困難。在傳統的油田生產中，油田企業一般會通過人工的方式，完成數據信息采集工作，人工數據采集方式耗時、耗力，并且無法保證數據信息的準確性。非常不利于油田企業的建設生產工作，影響石油企業的健康發展，借助物聯網技術可以有效保證油田數據信息的準確性，并節約石油企業的人力、物力，減少工作時間。在運用物聯網技術時，可以借助單井數據采集方式以及站庫數據采集方式，開展油田數據采集工作，以此為基礎對油田企業數據信息進行加工處理。在數據采集中運用物聯網技術，需要根據實際生產管理需求，在氣井數據、油井數據、水井數據以及油氣的生產、處理環節開展自動采集工作，并對其中關鍵環節進行控制，保證數據采集能夠滿足石油企業的數據處理需求。

3.3 應用于生產管理工作中

在油田生產中，可以通過物聯網技術開展數字化建設活動，使油田自動化控制得到優化，生產管理在數字化建設過程中也會得到優化。運用物聯網技術，石油企業中的生產管理機制，可以有效的整合實時型數據以及關系型數據，進而實現對油井和水井的工況、動態進行有效的管理。物聯網技術還可以實現視頻檢測和協同工作。在傳統油田生產中，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，致使石油生產工作效率無法得到有效的提升。物聯網技術可以將井上和井底建立成網絡系統，井上的工作人員可以對井底生產情況進行準確及時的掌控，并通過合理分析制定詳細的方案，井底工作人員可以根據具體的計劃，進行石油生產工作。井上和井底的工作人員互相配合，有效的節約人力資源和物力資源等，進而提升生產管理效率以及生產管理質量。

3.4 應用于自動化控制

將物聯網技術應用于油田生產中，能夠對與油田生產相關的物品進行聯系，形成一個完整的信息網絡，可以幫助石油企業領導或是管理工作人員對工作生產中的每一個環節進行及時的了解，對油井和水井的工況以及動態進行實時的控制。基于物聯網技術，石油企業能夠利用物聯網技術對油田生產設備進行遠程控制，在發生緊急事故時管理工作人員可以通過遠程控制，將生產事故有效的控制在一定的范圍內。在進行油田數字化建設中，不是單一的運用物聯網技術，而是通過與其他技術的結合實現數字化建設。能夠有效進行自動化控制，主要是有自動集成以及數據收集的幫助，管理工作人員，可以根據具體情況開展遠程控制工作，比如，注水自動調節等。

4 結語

在信息技術快速發展的背景下，數字化油田建設取得了顯著的成效，全球對石油需求的增加，為物聯網技術提供新的發展空間。石油企業需要對物聯網技術的優勢有足夠的認知，并將其運用到油田數字化建設中，石油企業應該借助物聯網技術改善區域內的數據整合能力以及企業內部信息交流能力，為石油企業健康、穩定的發展提供保障。