物聯網在數字化油田建設中的應用

程有為 中國石油冀東油田公司信息中心

物聯網在數字化油田建設中的應用

程有為 中國石油冀東油田公司信息中心

物聯網的應用，是近年來的一大熱點，隨著物聯網技術的不斷發展，其已廣泛應用在數字化油田建設中，為進一步推進物聯網在數字化油田建設中的應用，本文探討了物聯網在數字化油田生產過程中的具體應用及應用效果，旨在于供行內同事交流探討。

物聯網 數字化油田 應用及效果

按照國家“兩化”（即：信息化與工業化）融合的戰略方針，各油田企業也嚴格按照集團公司制定的信息化總體規劃和措施辦法，并根據各自情況，積極實施了用物聯網技術構建數字化油田，大大提高了油田的開發和建設水平，成為油田企業信息化建設最為有效的途徑。

1 物聯網的相關理論概述

物聯網，簡單的講，就是物物相連的互聯網。它是目前新一代信息技術的重要組成部分，包含有兩層意思：一層指其以互聯網為核心基礎，是在此基礎上延伸擴展的網絡；二層利用射頻自動識別等技術，延伸擴展到物品間實現物的信息互聯共享。

在計算機互聯網技術不斷發展的基礎上，通過射頻識別和數據通信方法，將不同事物聯系起來，這就是物聯網，從此不同物品之間產生了聯系。具體來說是指，在射頻自動識別（RFID）的技術指引下，利用網絡對信息進行自主辨別和共享。根據網絡結構將物聯網分為感知層、網絡層和應用層，感知層主要是進行數據的采集；網絡層進行數據的整合和傳送；應用層是實現智能化功能。

2 物聯網在數字化油田的具體應用及目前應用效果

結合數字化油田的自身情況，以及物聯網的網絡結構劃分，根據物聯網在數字化油田的應用及作用，將其對應劃分為三個層次，即井場感知層、數據傳輸層和管理服務層。

2.1 前端(也稱之為井場感知層)

井場感知層可以實現數據的感知、傳輸以及基本生產單元站控功能。大部分石油區域離市區比較遠，其地域特征為分布范圍廣、分布點多，而且石油區域的環境往往比較敏感，生存環境不好。根據這些環境特征，將數字化油田建設的關鍵和基礎確定為現場單井、站、管線等基本生產單元。在實施過程中，結合石油企業油井、水井、站點、管線的特點，根據設備智能化的發展方向，進行底層嵌入式技術的開發，其中，安裝了壓力變送器、GPS、溫度變動器和載荷位移傳感器等硬件設施，用來感知和實時采集相關數據，從而產生了數據源，為后端的應用層系統工作奠定了基礎。

2.2 中端(也稱之為數據傳輸層)

它是井場連接生產調度數據中心的橋梁，其將以井場各采集模塊采集壓縮后的實時數據以及相應關系數據庫為基礎，通過無線網橋、網絡交換機和無線傳感網等相結合的方式，完成井場視頻、生產的數據的傳輸，通過后端服務器即可實現對數據和視頻的解碼與顯示等。在這要說明一點是，數據傳輸層的無線有線可靈活組網，前提以低成本、高效率為原則，目前，主要的組網方式有無線網橋，其通信距離在可達20km，并且可支持多種應用模式。其又分采用微波傳輸機制的路型網橋，采用IP傳輸機制的數據型網橋兩類，通常情況下，高產井井場處：可采用數據型網橋，在井場現場可考慮點對點和對多點及中繼點等組網方式。中低產井場，可采用無線傳感網絡組網方式，通過自組織和多跳形式，各類傳感器匯聚于基站，將生產視頻數據傳輸至生產調度中心。

2.3 后端(也稱之為管理服務層)

管理服務層是一種多學科的、綜合性的集成化平臺，其中以生產管理重點。將數據流和業務流進行統一，實現不同學科、不同部門間的信息傳輸，以及不同軟件之間一體化。通過集成環境下的生產數據研究，從而促進油田的生產和開發。

從而對油田生產動態進行優化與及時調整，提高數字化油田開發決策管理的科學性。其中，要對海量數據的讀取處理，需示功圖分析軟件，根據采集的示功圖數據，通過相關油井參數，計算出單井的日產液量，并對抽油泵工作狀態做出準確分析；數據庫軟件，幫助建立油井示功圖、日產液量、抽油機等多個數據表，通過視頻監控軟件來進行視頻實時顯示回放控制等動作。

2.4 應用效果

①實現了電子巡井，能夠通過遠程，讀取采集每一口井各項參數，還包括遠程工況診斷、抽油機遠程啟停等。同時實現了遠程實時監視和生產異常預警提醒、智能報警，及時制止了井場內工作人員的違規操作和車輛違規出入井場等，防止盜油事件發生，改變井站傳統管理方式，為無人值守創造條件，提高了生產效率。

②進一步優化簡化了生產流程，實現了扁平化管理，減少勞動用工，提高了管理效率。連續的產量數據，也可以提供給管理人員，完成油藏工程方案編制，從而提高采收率和經濟效益。

3 結束語

石油企業要求多種學科、不同專業的人才與技術相互配合。物聯網在數字油田建設的應用，將生產各個環節緊密連接了起來，不但能促進不同部門的員工互相配合，將生產過程中的各個步驟相結合，而且可以將業務與技術進行有效結合，促進油田的生產經營管理，擴展石油勘探業務。物聯網技術的應用，加快了油田建設的步伐，使數字化油田的建設逐漸趨于智能化。

[1]曾韜.物聯網在數字油田的應用[J].電信科學,2010,26(4)

[2]趙海霞.物聯網關鍵技術分析與發展探討[J].中國西部科技,2010,09