物聯網技術在油田開發行業中的應用

宋遙

【摘 要】近年來，隨著油田開發行業的不斷發展以及科學技術的日新月異，傳統的計算機網絡以及互聯網技術已經不能滿足企業的日常需求，本文介紹了物聯網在油田開發行業的主要應用技術，分析了物聯網關鍵技術及應用中遇到的問題，詳細闡述了物聯網在油田開發行業中的應用現狀和應用前景。

【關鍵詞】物聯網技術；傳感器；通信技術；油田開發；的應用

一、物聯網在油田開發行業的主要應用技術

（一）傳感器技術

在油田的物聯網建立和完善的過程中，數字油田要得到一些數據，這些數據都是在油井、接轉站、注水站、配水間等位置且通常是電流的一些數據。油田員工應該需要實時掌握罐內的液位、流量、可燃氣體體積分數等相關的信息。傳感器應該安裝在油田作業過程里相關的設備上，這樣就會組成物聯網在油田中的節點裝置。傳感器技術是物聯網在油田中的主要技術，目前也在努力地向一體化還有耗能低的方向進步和發展。一體化的無線傳感器是最近出現的新型的技術先進的傳感器，它是把加速度還有載荷傳感器結合成一體獲得的位移，再經過數字的濾波得到精確的油井載荷的相關數據。低功耗表現在石油的開發與輸送，常常是在偏遠的地方，是在無法供電的地方使用微功耗的計算技術，利用電池的供電儀表去計算油的量值，這對油田開發生產具有十分重要的意義。

（二）數據的通信技術（GPRS技術）

一般情況下，物聯網在油田的傳輸過程中使用的數據通信技術是GPRS技術。GPRS是在GSM基礎上發展起來的模擬分組互換的數據傳輸模式，用戶不需要使用電路的交換系統和網絡的資源就可以單獨完成。這樣就會提供了高效的和成本低的無線數據服務，它主要適用在突發性的和頻繁性的相關數據傳輸上，當然在一定的條件下也可以適合于大數據信息量的傳輸和處理。

使用GPRS通信技術的油田開發測控系統，將會便捷地為油田構建遠程的監控體系，保證數據的采集、接收和處理控制等功能。這個系統是以GPRS的移動通信網作為主要的數據傳輸通道，在每個數據采集的單元中，裝有GPRS無線數據通信技術的遠程控制終端會在控制的核心區經過專線進行設備的數據收集整理，收集整理的數據將會自動地進入控制中心。

二、物聯網關鍵技術及應用中遇到的問題

（一）物聯網應用中的技術問題

（1）目前物聯網在行業應用內都是“閉環”應用，局限在有限的范圍內，相互之間的標準、規范不同，協議和體系也各異，信息也難以共享，無法形成完整的應用體系，物聯網的優勢無法體現。只有打破信息壁壘，制定統一的應用環境，才能形成不同領域、行業和企業之間的“開環”應用。

（2）突破物聯網產業鏈在行業應用內共性技術和物聯網中間技術等關鍵技術研究，技術研發過程要以應用帶動開發，吸收國外先進技術經驗，自主創新技術，形成符合國內特色的物聯網核心技術。

（3）建設統一、標準、穩定的物聯網應用集成環境，對下接入多種行業終端，對上支持多種行業應用，把各種垂直的物聯網應用整合成一個扁平的應用網絡體系，由此帶動物聯網產業規模的發展。

（二）物聯網業務的安全性問題

由于物聯網的高科技技術的應用，致使整個系統存在著一個嚴重的問題就是工作人員數量的缺少，缺少了人員的管理活動，必然會增加倉儲管理中物品的遺失和損壞率。感知節點作為物流網技術的發揮作用的主要載體，必須受到嚴格的防護，一旦被蓄意破壞或者遭惡劣的氣候環境的影響，都會給信息的傳輸帶來不便。一般情況下，感知節點的操作均依靠其自身所帶的電池供電，它的通信能力、存儲能力、計算能力會受到節點自身所帶能源的限制，從而無法設計出復雜的安全協議，因而也無法擁有較為復雜的安全保護能力。

三、物聯網在油田開發行業中的應用現狀與發展前景

如上所述，物聯網在石油行業的具體應用中也存在一些問題，比如：物聯網關鍵技術的知識產權的缺乏；行業技術標準即接口技術與數據模型的標準不統一；整個物聯網產業鏈條的發展不完善等問題，造成企業推進物聯網費用高，建成后短期內不能獲得收益，需要較長時間才能體現企業的收益等問題，諸如此類的問題都制約了物聯網技術在油田開發行業的發展步伐，但油田開發行業不能因噎廢食，要看到物聯網良好的應用前景。

（一）物聯網在物探中的應用

石油勘探中常常使用到的地震儀在整個勘探的過程中十分重要，因為其自身非常笨重，而勘探又往往是在野外作業，所以，運輸、使用以及維護的成本都較高，但是利用物聯網的無線傳感技術就可以有效減低成本、提高可靠性還能實時信號采集分析，將潛在的安全隱患和威脅操作解決在萌芽狀態，實現自動控制，優化勘探過程，減少各種事故。

（二）物聯網在石油生產中的應用

油氣井生產設備、增壓站、集氣站、以及聯合站、接轉站、注水站、凈化站等，在地理位置上比較分散，所以，這些設施和設備處理數據的質量直接關系到產量及安全。目前，設備的運行數據很多還是通過人工檢查，測量和計算生產數據。在這種情況下，操作者的勞動強度影響了監測設備和生產數據的實時性和準確性，也存在風險。油田在生產的過程中有大量的數據需要遠程傳輸，使用現行的互聯網技術實現的成本較高，但是可以采用無線傳感技術、數據監控技術可以把采集到的數據實時傳回生產管理中心，管理人員可以遠程對生產的過程進行檢測與管理，這樣就降低生產成本、提高了效率、及時發現安全風險。

（三）物聯網在油氣集輸管線監測與檢測中的應用

傳統的方法是使用人工檢查管理，缺點是人力浪費和檢查疏漏較多，問題沒有及時發現。目前改進的管道監控方式是在管道的某一時刻布置傳感器，然后通過有線模式連接，通過采集負壓波和其他信號來檢測泄漏，但是這種方法成本高、易損壞。而采用物聯網技術來進行管道泄漏檢測，比如：采用光纖監測、負壓波法、次聲波法等泄露監測技術進行管線泄露報警與定位，監控中心可以及時將管道遠程關斷，減少因為泄露產生的經濟損失以及安全事故。

（四）物聯網在石油產品銷售中的應用

當石油產品銷售給客戶以后，為了幫助企業更好地獲取關鍵業務數據，可以使用物聯網技術中的RFID標簽和讀寫器實時監控組件從生產車間到各種測試環節。RFID讀寫器可以識別產品的趨勢，通過實時檢測來收集數據。

（五）物聯網技術構建數字化油田

數字化油田是實際油田的虛擬表示，能夠匯集該油田的自然和人文信息，人們可以對該虛擬體進行探查和互動。油田生產信息和地理信息息息相關，通過信息、基礎建設，提高企業對外部各種關鍵信息及時獲取、快速反應的能力，同時，通過企業信息化和數字化油田的建設，改善區域內部信息溝通、數據整合能力。數字化油田的核心是為石油企業建立數據和信息資產的共享機制和管理體系，面對石油勘探、開發、地面建設、儲運銷售以及企業管理等各生產環節，建立多專業的綜合數據體系，并與各專業的應用系統進行高度融合。在建立油田生產和管理流程優化應用模型的基礎上，利用虛擬現實技術對數據實現可視化和多維表達，并且通過智能化分析模型，為企業的經營管理提供良好的信息支撐環境。

四、結語

物聯網技術在油田開發行業的應用尚處于起步階段，各項技術在不斷發展進步，油田依托國內物聯網技術現狀，結合自身信息建設實際在逐步推進信息系統建設，如果物聯網系統應用于油田的生產，可以加強油田各機關、采油廠、工程建設、物資供應部門、研究院、技術監督與測試部門、維修廠等單位的協同工作能力，提高油田生產效率，提高油田信息化管理水平，更好地滿足油田各部門的需求。

【參考文獻】

[1]梁寶娟；物聯網技術在數字化井場建設中的應用[J]；西安郵電學院學報；2010年06期.

[2]劉曉壘；4G通信技術在數字油田建設中的應用[J]；中國管理信息化；2014年16期.