物聯網技術在油田數字化建設中的應用

郝志偉

（新疆華隆油田科技股份有限公司，新疆 克拉瑪依834000）

1 數字化油田概述

數字化油田是一種新型油田管理模式，它具有高效化與精細化的特點，主要是基于計算技術、信息技術的發展上形成的。近年來，全球經濟發展迅速，對于石油資源的消耗量與需求量日益增加，傳統的油田建設與管理模式已經難以適應發展需求。在這種情況下，人們開始謀求高效化、精細化的建設管理模式，以提高油田生產效率，滿足經濟發展對于石油資源的大量需求[1]。在這一背景下，物聯網技術被引入到油田的建設與管理中，并形成了數字化油田發展方向。在數字化油田建設當中，物聯網技術的應用范圍十分廣泛，主要包含射頻識別技術、紅外線感應裝置、精準定位裝置系統、全自動激光式掃描器、數據信息傳輸裝置、數據傳感裝置等。在數字化油田建設管理模式下，各個油水井與計算機網絡進行了有效的連接，并在此基礎上對相關信息數據的傳輸與交換予以實現，進而達到油田生產管理、分析、定位與巡檢等一系列操作的目的。就我國目前狀況而言，相比于西方發達國家起步較晚，物聯網技術在數字化油田中的應用還存在很多不完善的地方，需要采取有效措施進行提升與優化[2]。

2 物聯網技術在數字化油田建設中的具體應用

2.1 遠程數據采集系統

遠程數據采集系統主要是由2 個子系統共同組成的，分別為油水井生產數據采集系統與站庫對應數據采集系統。（1）油水井生產數據采集系統：在這一系統中，自動控制裝置對油田的油水井生產數據進行一定程度的采集，且采集過程均由系統自動完成，在將數據采集之后，系統對其進行有效的歸類管理；（2）站庫對應數據采集系統：對于站庫數據采集而言，其過程主要包含了原油計算量取裝置、原油運輸中轉裝置、原油運輸壓力增加裝置、液體注入裝置、氣體注入裝置等。在數字化油井的生產過程中，站庫需要對油井生產與油井管理過程中產生的相關數據進行有效采集，然后再由原油處理站對采集的數據進行一定程度的統計與處理，并在此基礎上為油田開發規劃給出指導性參考，實現油田生產過程的智能化控制，進而為油田建設的安全性與高效性提供科學合理的保證。

2.2 自動生產管理系統

在數字化油田建設過程中，自動生產管理系統是十分關鍵的環節，通過物聯網技術的應用，能夠實現對數據的自動管理以及對差異性生產流程的協調處理；同時，它還可以對油水井生產過程中的抽油機變化情況進行科學合理的分析，對井站的相關書品資料進行收集與管理。在上述功能基礎上，自動生產管理系統便可以實現對油田建設生產狀況、油水井生產數據、油水井開發動態數據等進行科學、有效、自動化的生產與管理[3]。

2.3 資料輸送網絡系統

在物聯網技術數字化油田建設的應用中，資料輸送網絡系統有著十分重要的地位與作用，它是物聯網技術得以有效應用的關鍵環節。就目前狀況而言，資料輸送網絡技術的網絡組合方式具有多樣性特征，主要包含無線網絡、有線網絡以及組合網絡。在對網絡進行安裝的過程中，需要將工程控制網絡與辦公室用網絡進行有效區分與隔離，因此，對工程網絡的穩定性進行有效的保證至關重要。在對資料數據進行傳輸時，需要保證數據傳輸具有較高的穩定性、安全性與實時性。在油田建設中，存在著較多數量的叢式井，為了對其智能化建設進行一定程度的提升，一般情況下都是以光纖對接方式進行物聯網的接入，這種連接方式不僅能夠滿足對生產資料采集與運輸的需求，同時，又能使視頻監控網絡得以有效應用。需要注意的是，對于分散程度相對較大的油水井數據資料，一般情況下采用無線連接的方式較為適宜[4]。

2.4 油水井自動控制系統

在對數字化油田進行建設的過程中，通過對油水井自動控制系統進行一定程度上的使用，可以實現對抽油機、注水泵等生產裝置的遠程操控，例如，對注水泵進行緊急關閉或啟動，對增壓裝置進行整裝、全自動投球裝置與全自動捕捉球裝置等。對于油水井自動控制系統而言，它在充分運用物聯網技術的基礎上對各個區塊、井場以及油站的生產數據進行一定程度的采集，并由此對相關數據進行科學合理的實時監測與數據分析，并在此基礎上，依據數據處理分析結果對油水井進行遠程操控，通過注水泵啟停、注水量控制、注水時間控制等一系列操作來保證油田生產與管理的高效化與精細化運行。

2.5 井站配套支持系統

在數字化油田建設與管理中，井站配套支持系統主要包含了單口油水井、原油處理站等配套的技術支持系統，其中涉及的相關裝置裝備主要包括電力發生裝置、清潔能源發電裝置等。在電力配置方面，抽油機在生產時與注水泵注水時所用的電力主要來自于工業電網的傳輸，而對于氣井生產而言，由于其用電量需求并不是很大，所以采用清潔能源供電即可滿足其用電需求，例如太陽能與風能等。除此之外，系統還對輔助供電裝置進行了一定程度的配置，這樣一來，如果遇到突發狀況時，輔助供電裝置可以進行持續供電，保證油田生產過程中24h 不斷電。因此，在物聯網技術的應用環境下，計算機數據采集傳輸設備、自動操作控制設備、視頻監測裝置等設備便能正常且有效地運轉，保證數字化油田建設與管理的穩定性與持續性。

2.6 應用效果分析

將物聯網技術應用到數字化油田生產與管理中，可以實現多個方面智能化功能，主要包括電子巡井、生產管理過程中相關數據的采集與分析、遠程工況診斷、相關設施設備的遠程啟停、遠程實時監測、生產異常預警、智能報警等。除此之外，通過對物聯網技術進行一定程度的應用，對生產流程進行了進一步的簡化，有效地實現了扁平化管理。這樣一來，勞動用工得到了一定程度上的減少，有效提升了生產與管理效率。同時，連續的產量數據，可以為油田的建設提供科學有效的數據參考，通過編制相關工程方案，油田的采收效率與經濟效益得到一定程度的提升[5]。

3 結語

本文主要針對物聯網技術在油田數字化建設中的應用進行研究與分析。首先對數字化油田與物聯網技術進行了一定程度上的闡述，然后，在此基礎上從遠程數據采集系統、自動生產管理系統、資料輸送網絡系統、油水井自動控制系統、井站配套支持系統、應用效果分析等幾個方面重點分析了物聯網技術在數字化油田建設中的具體應用。綜上所述，將物聯網技術應用于數字化油田建設中，通過對相關技術與系統進行有效使用，能夠實現對油田的高效化、精細化管理，切實提升油田生產效率與經濟效益。