大數據、物聯網技術在智慧油田建設中的應用研究

趙雪松

（大慶油田第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

智慧油田建設與發展是當前油田領域發展的重點方向，通過智慧油田建設，油田生產過程中的多個子系統都能夠在統一的平臺中加以有效管理，不同子系統、模塊處于智慧油田系統的綜合控制下，通過自動化、智能化技術等的應用，相關的生產數據與信息能夠加以共享，大大提高了油田生產中信息傳輸的效率，使得各種的生產決策更為科學。大數據與物聯網技術為開放型油田生產系統的建設提供了技術支持，是智慧油田建設中的核心技術，在未來，各個油田企業需加強這些技術的應用。

1 物聯網和大數據技術的基本概述

物聯網技術是很多技術的綜合，通過物聯網技術的應用，能夠實現物與物、物與人的連接處理，而在此連接網絡中，傳感器是重要的傳感設備，再加上射頻識別、GPS等技術，使得在整個的網絡系統中能夠實現各種信息的采集、監控、連接與活動。物聯網技術下的連接處理需遵守相應的協議標準，通過此技術，有效實現了對物品的智能化感知、跟蹤與監測。大數據指的是無法用常規軟件獲取、處理與管理的數據集合，具有種類繁多、海量性特征。近年來，隨著互聯網技術的快速發展，再加上信息技術等在各個領域的應用，使得在生產生活中產生了大量的數據，只有對應用先進的大數據技術，才能夠實現對這些海量數據的采集、存儲、處理與分析，發揮數據資源的價值，將處理以后的各種數據作為決策的重要參考。

2 大數據、物聯網技術在智慧油田建設方面的應用優勢

2.1 提高數據存儲和讀取效率

油氣資源作為一種重要的生產資源，在油田的開發與生產過程中，常常存在復雜、惡劣開采條件的限制，必須要結合油田分布的現實情況來保障開發技術的科學應用。傳統的人工開發難以滿足當下的發展需求，開采效率十分低下，而信息化技術、數字化技術將成為改變油田開發的重要技術。智慧油田是在數字油田的基礎上發展而來的，應用大數據與物聯網技術，能夠保障油田安全、環保的目標，提升整個油田的開發效率與質量。通過智慧油田系統的建設，能夠在油田生產的過程中，實現各個子系統、生產設備的全過程、智能化管理。從當前我國油田開發的現狀來看，一些油田企業存在開發成本過高、資源浪費等情況，這種現狀阻礙了智慧油田建設的步伐。大數據與物聯網技術的應用能夠改變這種現狀，應用這些技術所構建的智慧油田生產管理系統，實現了對各個生產要素的管理，系統自帶的數字存儲與處理軟件能夠保障對各種生產數據的整合、共享與處理，使得生產資源與要素能夠得到最為有效的利用，提升油田生產的經濟與社會效益。

2.2 保障生產作業安全性

技術是推動智慧油田建設的核心力量，而各種智能化技術在油田生產中的應用加快了油田生產的數字化、智能化發展。在很多的油田企業，大數據與物聯網技術的應用使得油田生產逐步轉變了傳統的發展模式，智慧油田建設成為主流趨勢，這些技術的應用使得油田生產更具安全性。雖然很多油田逐步加快了智慧油田建設，但是，大數據與物聯網技術并未得到普及與推廣，導致在生產過程中的諸多安全隱患并未徹底消除。因此，智慧油田建設中要加強大數據、物聯網技術的應用，充分應用這些技術來建立專業的生產與管理系統，實現各種生產數據的整合處理，將各種數據用于生產作業環節，這種數據處理與利用能夠大大保障決策的科學性，及時進行各種安全隱患的識別與預防。

3 大數據、物聯網技術在智慧油田建設中的應用

近年來，隨著智慧油田理念的提出，國內很多的油田都在積極嘗試實現這一構想，而大數據與物聯網技術是智慧油田建設中不可或缺的技術，應用這些技術能夠使得在油田生產的過程中，生產系統能夠對所有的生產要素加以全面感知、識別與處理，屬于一種新型的油田建設與發展理念。智慧油田建設的最終目標是要實現全天候監測、無人操控的效果。

3.1 油氣資源生產過程中的物聯網建設

物聯網與大數據技術在智慧油田建設中的應用要首先建立資源生產物聯網，使得在油田生產過程中，該物聯網能夠實現對井場全部數據與信息的全方位采集、各個生產部門的遠程控制。油氣資源生產物聯網能夠將所采集的信息轉變為智能化大數據，而有關的后臺管理人員能夠充分利用這些數據來實現生產全過程的控制與監督，比如，油、水井、中轉站、計量站等生產子系統、模塊都能夠處于全天候的監測過程中，大數據、物聯網下的智慧油田生產系統內所配備的各種傳感器設備、感應裝置能夠對現場作業情況加以自動感知，大大減少了在油田生產、管理與控制方面的人力資源投入。在油田作業區域內，常常存在一些安全威脅相對較大的區域，智慧油田生產模式下，系統能夠對一些重點區域加以檢查，實現安全隱患的識別，而根據安全檢查結果，有關人員能夠及時制定相應的安全預防與處理方案，有效保障作業的安全性。智慧油田模式下，整個智慧系統本身能夠對生產作業人員、設備與儀表等生產要素實現科學管理，綜合化生產平臺的構建使得管理層級精簡，信息化管理技術等的應用提升了系統的管理效率與質量，加快了信息傳輸效率。此外，在油田生產過程中常常還涉及了諸多的測量環節，智慧系統能夠實現對各種測量的實時監控。

總之，油氣資源生產物聯網建設的最終目標是要進行數據采集、遠程控制、智能視頻監控等目的，實現對整個油田生產區域內各個生產要素的全天候、全過程與全覆蓋管理。

3.2 數字化井場

數字化井場的建立是智慧油田建設的重點，在實際的建設過程中，有關人員可以根據現場油、水井作業情況，在相關位置安裝智能測量控制柜、井下壓力等傳感裝置，這些傳感設備與裝置的使用使得在油田生產的過程中，智慧生產系統能夠對所有的油、水井的生產數據加以采集、管理與控制，還能夠對抽油機、螺桿泵等裝置實現遠程控制的目的，有效避免了人為數據收集、控制所造成的生產問題。當系統在獲得井場的生產數據以后，由于智慧生產系統內包含了信息傳輸網絡，經由此網絡，生產數據可以被傳輸給各個的監測中心，最終在終端上加以呈現，這種數據采集、傳輸與保存有效實現了對整個油田生產過程的監測與控制，即使在無人值守的情況下，系統也可以自動對經常加以巡檢。智能測量控制柜的使用能夠獲得抽油機的示功圖、抽油桿載荷井口回壓與溫度、電流與電壓等各種生產參數信息的采集，當獲得這些信息以后，系統可以根據對信息的分析結果，進一步進行相應的遠程控制與管理，使得抽油機的啟停控制更具科學與準確。

比如，以某數字化井場為例，其構成如圖1所示，在實際的建設過程中，需在油田的每座井場的內邊緣位置，樹立專門的監控桿，并將紅外線一體化攝像機、無線傳輸設備等安裝在該監控桿上，在油田生產過程中，監控桿上的攝像機、無線傳輸設備能夠對井場的各類信息加以采集與獲取，所獲得的信息最終會以視頻圖像的形式呈現，而監控中心能夠根據所獲得的井場視頻圖像信息，對各個井場實施遠程控制與管理。當監控中心所獲得的視頻圖像存在異常現象時，有關人員要及時發現異常情況，并通過原因分析，制定相應的處理措施，當處理方案確定以后，監控中心要將相應的控制決策反饋給各個井場，最大程度上保障正常的生產作業。

圖1 數字化井場

4 結語

近年來，隨著油田開發力度的增大，各個油田企業逐步意識到應用傳統的生產技術存在各種的技術局限，油田企業需轉變傳統的生產模式，加快推進智慧油田建設，應用大數據與物聯網技術，完善智慧油田的功能，徹底轉變油田生產模式，促進生產效率的提升，保障作業的安全性。