通信網(wǎng)絡技術在智能化油田建設中的應用研究

馬驥能 趙霈 鄭成城

[摘 要]隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術的飛速發(fā)展，在油田生產(chǎn)和改革發(fā)展任務的驅動下，長慶油田開始由數(shù)字化向智能化邁進。建設智能化油田，可以為油氣生產(chǎn)提供強有力的信息化支撐，降低勞動成本，提高勞動效率。基于此，本文圍繞油田智能化建設，探討了基礎網(wǎng)絡、云計算技術、掌上油田、網(wǎng)絡安全在智能化油田建設中的作用，分析了通信網(wǎng)絡技術的應用優(yōu)勢，并對智能化油田建設進行了展望，推動油田可持續(xù)發(fā)展。

[關鍵詞]智能化油田;通信網(wǎng)絡技術;云計算;網(wǎng)絡安全

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.12.042

[中圖分類號]F270.7[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）12-00-02

1 ? ? 智能化油田概述

1.1 ? 建設背景

近年來，中石油加大了勘探開發(fā)力度。為了保障我國的能源安全，長慶油田制定了新時期的發(fā)展規(guī)劃，提出到2025年油氣當量應突破6 300萬噸。油田的快速發(fā)展為信息化建設帶來了新的機遇，但是超大規(guī)模生產(chǎn)建設對質量、效率、效益、安全管控帶來了新的挑戰(zhàn)，同時，快速增長的業(yè)務需求與有限的用工總量之間的矛盾進一步凸顯。無論在生產(chǎn)建設上，或者企業(yè)管理上，都需要加大改革力度，解放生產(chǎn)力，提升勞動效率。2019年，中石油工作會提出了要大力推進數(shù)字化、可視化、自動化、智能化發(fā)展，推動生產(chǎn)組織、經(jīng)營管理和商業(yè)模式創(chuàng)新，努力建成“共享中國石油”，油田數(shù)字化向智能化邁進將成為未來發(fā)展的必由之路。

1.2 ? 概念

智能化油田是在數(shù)字化油田的基礎上，利用云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進信息技術，借助業(yè)務模型和專家系統(tǒng)，全面感知油田動態(tài)，自動操控油田活動，預測油田變化趨勢，持續(xù)優(yōu)化油田管理，虛擬專家輔助油田決策，用計算機系統(tǒng)智能管理油田，實現(xiàn)油田可視化、資源一體化、過程自動化、管理遠程化、決策協(xié)同化。

2 ? ? 基礎網(wǎng)絡建設在智能化油田建設中的意義

智能化油田將為數(shù)據(jù)“賦能”，大量的數(shù)據(jù)采集、傳輸及處理工作對通信網(wǎng)絡的傳輸層提出了更高的要求，需要更高的速率、更穩(wěn)定的質量、更短的延遲、更大的帶寬，所以加強油田的基礎網(wǎng)絡建設顯得尤為重要，這是智能化油田建設的根本保障。

2.1 ? 增強傳輸網(wǎng)絡建設

骨干傳輸網(wǎng)作為數(shù)據(jù)的傳輸骨干通道，是油田企業(yè)管理工作的重中之重。一方面，要推動傳輸網(wǎng)絡架構組網(wǎng)成環(huán)。在智能化油田建設中，要注重考慮頂層設計，合理利用現(xiàn)有的光纖資源，統(tǒng)籌整合，各個區(qū)域之間形成傳輸環(huán)網(wǎng)，最大限度地提升網(wǎng)絡穩(wěn)定性，同時減少油田的重復建設成本，避免在不同區(qū)域之間形成“信息孤島”。另一方面，要注重優(yōu)化通信傳輸設備，通信設備在某種程度上決定了通信系統(tǒng)的質量和數(shù)據(jù)傳送能力，為滿足智能化油田建設的信息需求，需要綜合評估現(xiàn)有設備的各項參數(shù)指標，及時更新、更換設備，使通信設備向大帶寬、大容量、高效率、更智能、更安全的方向發(fā)展，為整個通信信息網(wǎng)絡奠定良好的硬件基礎。

2.2 ? 優(yōu)化計算機網(wǎng)絡結構

部分油田單位計算機局域網(wǎng)由各單位自主組網(wǎng)，一定程度上存在網(wǎng)絡層級多、結構不優(yōu)、數(shù)據(jù)配置復雜、自主維護力量薄弱等現(xiàn)象，造成了網(wǎng)絡通暢性差、網(wǎng)速慢、安全風險高等問題，很難為智能化油田提供可靠的網(wǎng)絡保障。智能化油田建設首先要創(chuàng)新計算機網(wǎng)絡組網(wǎng)結構，減少網(wǎng)絡層級，網(wǎng)絡層級可分為3層：核心層、匯聚層和接入層。扁平化組網(wǎng)后，通過接入可靠性高的主干網(wǎng)絡節(jié)點，可有效減少長距離冗余電路，提升網(wǎng)絡可靠性;各單位網(wǎng)絡終端能有效納入油田統(tǒng)一的網(wǎng)絡安全管理體系，不再需要部署維護防火墻等專業(yè)安全設施及大型網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，提升網(wǎng)絡安全性;網(wǎng)絡路由等復雜數(shù)據(jù)提升到主干網(wǎng)進行統(tǒng)一設置，網(wǎng)絡受控程度提升，數(shù)據(jù)配置簡化，可以降低工作量，方便運維管理。優(yōu)化計算機網(wǎng)絡結構可以實現(xiàn)“瘦身”“凈網(wǎng)”，這也是建設智能化油田的一項重要的基礎工作。

3 ? ? 云計算技術

智能化油田建設過程中，業(yè)務數(shù)據(jù)量逐漸增多，數(shù)據(jù)分析處理的需求增加，對數(shù)據(jù)安全提出了更高的要求，云計算中心的應用，可以有效解決油田智能化面臨的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)存儲等諸多問題。一方面，實現(xiàn)基礎設施資源的動態(tài)調度和按需分配，通過應用系統(tǒng)遷移至虛擬化服務器，對應用系統(tǒng)進行集中建設、運維和管理，有效整合分散的軟、硬件資源，減少信息化系統(tǒng)建設、運維、能耗的成本，提高利用率。另一方面，通過云安全資源池等技術，實現(xiàn)網(wǎng)絡安全信息審計、過濾等，構建網(wǎng)絡安全的第一道防線，使信息網(wǎng)絡更加安全可靠。長慶油田云計算中心，承載了油田各單位600余個虛擬化服務器，實現(xiàn)了資源的集約化管理，同時在降本增效方面取得了良好成效。但各個油田應用系統(tǒng)不斷向云計算中心遷移，使智能化油田開啟了大量新的系統(tǒng)建設項目，這對云計算中心的服務能力提出了新的要求。面對應用系統(tǒng)的集中管理，還需持續(xù)夯實數(shù)據(jù)安全，健全數(shù)據(jù)備份機制，同時進一步提升云計算中心的計算能力，支撐智能化油田建設。

4 ? ? 掌上油田

目前，油田企業(yè)的業(yè)務系統(tǒng)只能在企業(yè)內網(wǎng)使用，無法互聯(lián)，因此離開辦公室就處于一種“信息孤島”的狀態(tài)。基于此，94%以上的世界500強企業(yè)早在2011年就紛紛啟動了移動辦公項目。隨著油氣生產(chǎn)建設的加速，業(yè)務系統(tǒng)規(guī)模越來越大，設備越來越多，系統(tǒng)越來越復雜，對處理工作的及時性、實時性也提出了新的要求，同時，迅速增長的業(yè)務需求與控制用工總量的矛盾進一步凸顯。因此，油田企業(yè)的管理及運營需要大量的軟件支撐，需要利用信息化平臺簡化工作，提高工作效率及管理水平，提升工作的實效性，實現(xiàn)實時、實地辦公。掌上油田即通過科技創(chuàng)新以及軟件開發(fā)應用，打造各類信息化平臺，實現(xiàn)移動辦公，打破局域網(wǎng)的限制，解放生產(chǎn)力。

長慶油田通信處通過應用辦公平臺，實現(xiàn)了147個審批表單、429個流程的“無紙化”運轉，在合同結算、審查審批等工作中，將人員在路上來回奔波轉變?yōu)椤白寯?shù)據(jù)跑在路上”，極大地提升了管理效率，構建了跨學科、跨部門、跨地域的協(xié)同工作環(huán)境。在降低勞動強度、提升工作效率的同時，實現(xiàn)了移動辦公，在推動信息化建設過程中發(fā)揮了積極作用。隨著5G時代的來臨，推廣移動辦公、打造“掌上油田”的時機更加成熟。智能化油田需要系統(tǒng)考慮部署移動辦公及信息化平臺，打破地域限制進行業(yè)務信息處理，提升生產(chǎn)運作效率和管理效率。

5 ? ? 網(wǎng)絡安全

2017年5月12日，Wannacrv蠕蟲病毒通過Windows MS17-

010漏洞在全球范圍內大規(guī)模爆發(fā)，感染了大量計算機，導致電腦中大量文件被加密，油田的生產(chǎn)建設也因此受到了一定程度的影響。智能油田數(shù)字化、信息化建設在為生產(chǎn)作業(yè)提供便利的同時，由于互聯(lián)網(wǎng)的互通性，帶來了各種網(wǎng)絡安全威脅，使網(wǎng)絡安全風險進一步增加。因此，油田企業(yè)需要進一步夯實網(wǎng)絡安全，通過推進網(wǎng)絡信息安全管理平臺應用、統(tǒng)一計算機網(wǎng)絡出口、身份認證和終端計算機桌面管理等措施，加強對各類信息設備的準入安全管理;以防篡改、防病毒、防癱瘓為重點，深入查找網(wǎng)絡安全薄弱環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)并整改隱患、風險，構筑網(wǎng)絡安全防線;建立網(wǎng)絡安全威脅情報分析制度，提升風險智能識別和事件快速處置能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡安全的動態(tài)管控;開展云計算安全等級保護測評工作，定期對各個應用系統(tǒng)進行安全評估檢查工作，提出整改意見;協(xié)助相關單位及時完成應用系統(tǒng)安全加固及復查工作。油田企業(yè)在利用信息化網(wǎng)絡帶來的便利性的同時，也要應對相應的風險，智能化油田建設必須加強網(wǎng)絡安全管理和維護，避免受到網(wǎng)絡黑客攻擊，必須堅決保護好數(shù)據(jù)資源和網(wǎng)絡的安全。

6 ? ? 智能化油田建設展望

建成智能化油田，將對油田的生產(chǎn)建設模式和管理模式產(chǎn)生深遠的影響。無人值守站的全面鋪開，使油氣井智能生產(chǎn)成為新常態(tài)，提升了安全環(huán)保監(jiān)管水平;隨著無人機、機器人、智能設備的深入應用，勞動生產(chǎn)方式形成新局面。智能化油田具備自主采集、分析、判斷、規(guī)劃、協(xié)調、重組與擴充、自我學習和自行維護等能力，能夠實現(xiàn)油田的自我感知、自動預測、自主管控、自行決策，構建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、和諧的人性化油田開發(fā)系統(tǒng)。但智能化油田建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，必然存在諸多難點，需要各油田單位通力協(xié)作、相互配合。

7 ? ? 結 語

本文探討了智能化油田建設的背景及概念，分析了基礎網(wǎng)絡建設、云計算技術、掌上油田等在智能化油田建設中的作用，展望了智能化油田建設。長慶油田的數(shù)字化建設，為智能化油田打下了堅實基礎，在智能化油田建設初期，油田企業(yè)需要系統(tǒng)、全面、長遠考慮，注重頂層設計，夯實基礎網(wǎng)絡建設，不斷完善相關機制體制，引入先進核心技術，通過管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新，逐步實現(xiàn)智能化，為智慧油田生產(chǎn)建設提供堅實的保障。

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