數字化油田建立物聯網的意義

孫誠 周婷(中國石油長慶油田分公司第二采油廠 甘肅 慶陽 745000)

科技的發展帶來了傳感器、FRID、通信網絡以及云計算等一系列技術的重大革新。物聯網技術的應用范圍開始越來越廣泛，為構建數字化油田創造了可能性。數字化油田作為油田信息化的高級階段，標志著油田信息化進入網絡化、數字化、模型化和科學化的全新模式。在物聯網技術的引導下，油田的數字化建設在油田數據采集、遠程監控以及物資管理方面有著廣闊的應用前景。

一、物聯網的概念

物聯網（InternetofThing，簡稱IOT）的概念最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）(RFID+互聯網）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的體系主要有三層：感知層、網絡層以及應用層構成。

物聯網技術主要包括以下各類：

1.物品識別技術（RFID）

物品識別技術是實現物聯網的技術。RFID技術是將無線射頻技術和嵌入式技術融合為一體的綜合技術，在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。其優勢在于對于目標對象的精準識別。

2.傳感與傳動技術

傳感與傳動技術為物聯網實現人-物互動以及物-物互動提供了基礎。同時它也將帶動半導體、精密機械、電子元件、光聲學等科技領域的進一步發展。

3.網絡與通信技術

在物聯網的時代，所有的物體都處于隨時接收-傳輸數據的狀態之中。為了完成海量的數據交換，將會帶動有線網絡升級、無線網絡投資、信息設備及軟件發展。

4.數據處理以及儲存

海量數據交換伴隨著極其龐大的數據處理能力及儲存能力，勢必將帶來“云計算”在內的計算機軟硬件的飛躍式發展。

二、物聯網的油田應用

油氣生產的流程主要包括：油氣舉升、注入、計量、集輸以及分離處理等流程。在現有的生產條件下，通常以人工巡檢為主要形式。這將必然導致生產效率下降、勞動強度增大，同時安全風險上升。

伴隨著精細化油田的建設，各大油田為了滿足生產需求，已經建立了各自的工況監控、分析以及監測系統。但由于各個油田的地形環境、地質地貌以及生產現狀不同，其具有的功能也不盡相同，因此并未形成一個統一的系統。

針對現有的生產過程，亟需建立一套綜合信息平臺來解決現有的一系列問題。為生產過程的優化以及油田精細化管理提供保障，從而進一步提高生產效率和生產水平。

物聯網技術主要需要解決以下生產問題：

1.及時高效的了解生產現狀；

2.提供故障報警以及預警服務；

3.生產報表自動生成；

4.自動控制生產過程；

5.高危環境等重點區域；

6.物聯網系統的定時自檢。

三、物聯網的設計構想

設計物聯網用以實現油水井生產過程的遠程監控，從而對生產過程進行分析和改善。該優化系統通過網絡技術遠程收集油水井功圖、溫度、壓力、扭矩等數據，能夠對油水井生產工況進行實時監控；同時實現產液量計量的遠程監控；能耗分析；應用扭矩法、電能法、功率曲線法等方法對抽油機進行平衡調節；在各種監控及診斷的基礎上進行抽油機的參數優化設計調節；發布專家解決方案；通過遠程的實時監控來智能控制關鍵環節的“大閉環”。

四、物聯網存在的問題

1.由于物聯網在行業內的應用都屬于“閉環”方式，由于標準不一，規范不同以及體系差異，它局限在一個相對狹小的范圍內，不能夠完全實現信息共享，也不能夠形成一個較為完整的體系，因此關于物聯網的優勢并未能夠完全體現出來。

2.對物聯網的關鍵性技術研究需要對于成熟的國外技術加以消化吸收，研發的過程應講究應用引導開發，形成自主知識產權，以便更好的建設一個符合我國石油行業行情的物聯網網絡。

3.對于油田內部來說，油田本身處在一個較為復雜的地理環境之中，鋪設光纖等存在技術、資金及工期等多方面的困難。油田生產過程要求物聯網具有的安全、穩定及業務承載性能要求較高，造成現有的無線公網以及WLAN等接入網無法滿足油田對物聯網的全面需求而無法擔當重任。

五、物聯網的應用前景

1.生產信息自動感知、信息的集成以及智能處理

將物聯網應用于油井、水井、探井、天然氣井以及站庫等生產領域之后，就能涵蓋油田自動化領域的大部分范圍，因而可以進一步的監控完善各生產階段，對油田的精細化管理起到積極的促進作用。與此同時，將物聯網技術應用于油田之后，可集成預算、內控、審計、監察等一系列方面，生產運營效率及規范性也將進一步提升。

2.重點物資及車輛定位，智能監控以及跟蹤

目前油田內部對物流以及物資并無有效的周期監測方式。研究物聯網嵌入之后，可以建立安全的衛星定位以及無線網絡傳輸的智能系統，實現對物資及車輛數據的實時傳輸。建立統一的油田物流管理方案。實現統一的物流數據管理、分析預測以及物流自動化調優。

3.構建完整的物流信息鏈，進一步實現倉儲智能化

物聯網中的物流信息管理模塊可以對物資物料從進廠到報廢的一系列情況進行跟蹤記錄。RFID技術則可以實現物資的自動化管理，提高周轉效率；同時在無線網絡的輔助下，可以對物料的需求計劃進行制定。最后倉儲智能化的管理軟件可以和油田開發過程中的動態生產數據、ERP以及物采平臺等進行連接。

結束語

基于物聯網技術的數字化油田不僅可以緊密連接油田內部生產過程，實現生產的技術整合，還可以實現油田之間的跨地域合作、信息共享，拓寬油田之間的業務合作。

信息技術的發展是一個持續的過程，隨著科學技術的一再提高，數字化油田將會向著更加智能的方向發展下去。以“信息化改造工業化”這個理念為指導，進一步推廣數字化油田建設，使油田生產標準化、效率化、智能化。提高油田生產過程中的危險預警能力、遠程控制能力以及油田開發過程中的決策能力是物聯網應用于油田生產的根本目標。

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