物聯(lián)網(wǎng)技術在油田開發(fā)行業(yè)中的應用

宋遙

【摘 要】近年來，隨著油田開發(fā)行業(yè)的不斷發(fā)展以及科學技術的日新月異，傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)不能滿足企業(yè)的日常需求，本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)在油田開發(fā)行業(yè)的主要應用技術，分析了物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及應用中遇到的問題，詳細闡述了物聯(lián)網(wǎng)在油田開發(fā)行業(yè)中的應用現(xiàn)狀和應用前景。

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術；傳感器；通信技術；油田開發(fā)；的應用

一、物聯(lián)網(wǎng)在油田開發(fā)行業(yè)的主要應用技術

（一）傳感器技術

在油田的物聯(lián)網(wǎng)建立和完善的過程中，數(shù)字油田要得到一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。油田員工應該需要實時掌握罐內(nèi)的液位、流量、可燃氣體體積分數(shù)等相關的信息。傳感器應該安裝在油田作業(yè)過程里相關的設備上，這樣就會組成物聯(lián)網(wǎng)在油田中的節(jié)點裝置。傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)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(fā)展。一體化的無線傳感器是最近出現(xiàn)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(jīng)過數(shù)字的濾波得到精確的油井載荷的相關數(shù)據(jù)。低功耗表現(xiàn)在石油的開發(fā)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(fā)生產(chǎn)具有十分重要的意義。

（二）數(shù)據(jù)的通信技術（GPRS技術）

一般情況下，物聯(lián)網(wǎng)在油田的傳輸過程中使用的數(shù)據(jù)通信技術是GPRS技術。GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來的模擬分組互換的數(shù)據(jù)傳輸模式，用戶不需要使用電路的交換系統(tǒng)和網(wǎng)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(shù)據(jù)服務，它主要適用在突發(fā)性的和頻繁性的相關數(shù)據(jù)傳輸上，當然在一定的條件下也可以適合于大數(shù)據(jù)信息量的傳輸和處理。

使用GPRS通信技術的油田開發(fā)測控系統(tǒng)，將會便捷地為油田構建遠程的監(jiān)控體系，保證數(shù)據(jù)的采集、接收和處理控制等功能。這個系統(tǒng)是以GPRS的移動通信網(wǎng)作為主要的數(shù)據(jù)傳輸通道，在每個數(shù)據(jù)采集的單元中，裝有GPRS無線數(shù)據(jù)通信技術的遠程控制終端會在控制的核心區(qū)經(jīng)過專線進行設備的數(shù)據(jù)收集整理，收集整理的數(shù)據(jù)將會自動地進入控制中心。

二、物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及應用中遇到的問題

（一）物聯(lián)網(wǎng)應用中的技術問題

（1）目前物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)應用內(nèi)都是“閉環(huán)”應用，局限在有限的范圍內(nèi)，相互之間的標準、規(guī)范不同，協(xié)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(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢無法體現(xiàn)。只有打破信息壁壘，制定統(tǒng)一的應用環(huán)境，才能形成不同領域、行業(yè)和企業(yè)之間的“開環(huán)”應用。

（2）突破物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈在行業(yè)應用內(nèi)共性技術和物聯(lián)網(wǎng)中間技術等關鍵技術研究，技術研發(fā)過程要以應用帶動開發(fā)，吸收國外先進技術經(jīng)驗，自主創(chuàng)新技術，形成符合國內(nèi)特色的物聯(lián)網(wǎng)核心技術。

（3）建設統(tǒng)一、標準、穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)應用集成環(huán)境，對下接入多種行業(yè)終端，對上支持多種行業(yè)應用，把各種垂直的物聯(lián)網(wǎng)應用整合成一個扁平的應用網(wǎng)絡體系，由此帶動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展。

（二）物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的安全性問題

由于物聯(lián)網(wǎng)的高科技技術的應用，致使整個系統(tǒng)存在著一個嚴重的問題就是工作人員數(shù)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(jié)點作為物流網(wǎng)技術的發(fā)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(huán)境的影響，都會給信息的傳輸帶來不便。一般情況下，感知節(jié)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(jié)點自身所帶能源的限制，從而無法設計出復雜的安全協(xié)議，因而也無法擁有較為復雜的安全保護能力。

三、物聯(lián)網(wǎng)在油田開發(fā)行業(yè)中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展前景

如上所述，物聯(lián)網(wǎng)在石油行業(yè)的具體應用中也存在一些問題，比如：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的知識產(chǎn)權的缺乏；行業(yè)技術標準即接口技術與數(shù)據(jù)模型的標準不統(tǒng)一；整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展不完善等問題，造成企業(yè)推進物聯(lián)網(wǎng)費用高，建成后短期內(nèi)不能獲得收益，需要較長時間才能體現(xiàn)企業(yè)的收益等問題，諸如此類的問題都制約了物聯(lián)網(wǎng)技術在油田開發(fā)行業(yè)的發(fā)展步伐，但油田開發(fā)行業(yè)不能因噎廢食，要看到物聯(lián)網(wǎng)良好的應用前景。

（一）物聯(lián)網(wǎng)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(yè)，所以，運輸、使用以及維護的成本都較高，但是利用物聯(lián)網(wǎng)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(tài)，實現(xiàn)自動控制，優(yōu)化勘探過程，減少各種事故。

（二）物聯(lián)網(wǎng)在石油生產(chǎn)中的應用

油氣井生產(chǎn)設備、增壓站、集氣站、以及聯(lián)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(shù)據(jù)的質(zhì)量直接關系到產(chǎn)量及安全。目前，設備的運行數(shù)據(jù)很多還是通過人工檢查，測量和計算生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在這種情況下，操作者的勞動強度影響了監(jiān)測設備和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性和準確性，也存在風險。油田在生產(chǎn)的過程中有大量的數(shù)據(jù)需要遠程傳輸，使用現(xiàn)行的互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)的成本較高，但是可以采用無線傳感技術、數(shù)據(jù)監(jiān)控技術可以把采集到的數(shù)據(jù)實時傳回生產(chǎn)管理中心，管理人員可以遠程對生產(chǎn)的過程進行檢測與管理，這樣就降低生產(chǎn)成本、提高了效率、及時發(fā)現(xiàn)安全風險。

（三）物聯(lián)網(wǎng)在油氣集輸管線監(jiān)測與檢測中的應用

傳統(tǒng)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(fā)現(xiàn)。目前改進的管道監(jiān)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(lián)網(wǎng)技術來進行管道泄漏檢測，比如：采用光纖監(jiān)測、負壓波法、次聲波法等泄露監(jiān)測技術進行管線泄露報警與定位，監(jiān)控中心可以及時將管道遠程關斷，減少因為泄露產(chǎn)生的經(jīng)濟損失以及安全事故。

（四）物聯(lián)網(wǎng)在石油產(chǎn)品銷售中的應用

當石油產(chǎn)品銷售給客戶以后，為了幫助企業(yè)更好地獲取關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)，可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術中的RFID標簽和讀寫器實時監(jiān)控組件從生產(chǎn)車間到各種測試環(huán)節(jié)。RFID讀寫器可以識別產(chǎn)品的趨勢，通過實時檢測來收集數(shù)據(jù)。

（五）物聯(lián)網(wǎng)技術構建數(shù)字化油田

數(shù)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(chǎn)信息和地理信息息息相關，通過信息、基礎建設，提高企業(yè)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(yè)信息化和數(shù)字化油田的建設，改善區(qū)域內(nèi)部信息溝通、數(shù)據(jù)整合能力。數(shù)字化油田的核心是為石油企業(yè)建立數(shù)據(jù)和信息資產(chǎn)的共享機制和管理體系，面對石油勘探、開發(fā)、地面建設、儲運銷售以及企業(yè)管理等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建立多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系，并與各專業(yè)的應用系統(tǒng)進行高度融合。在建立油田生產(chǎn)和管理流程優(yōu)化應用模型的基礎上，利用虛擬現(xiàn)實技術對數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化和多維表達，并且通過智能化分析模型，為企業(yè)的經(jīng)營管理提供良好的信息支撐環(huán)境。

四、結語

物聯(lián)網(wǎng)技術在油田開發(fā)行業(yè)的應用尚處于起步階段，各項技術在不斷發(fā)展進步，油田依托國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術現(xiàn)狀，結合自身信息建設實際在逐步推進信息系統(tǒng)建設，如果物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用于油田的生產(chǎn)，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(jiān)督與測試部門、維修廠等單位的協(xié)同工作能力，提高油田生產(chǎn)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(lián)網(wǎng)技術在數(shù)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(shù)字油田建設中的應用[J]；中國管理信息化；2014年16期.