移動互聯技術在油田開發中的應用

摘要：移動終端設備、通信技術的快速發展使其在各行業的應用效果日益提升，石油行業在推進數字油田建設，實現智能化、自動化生產的同時，工單派發、智能巡井等移動端應用也得到推廣。為實現移動互聯技術在油田開發中的高效應用，對移動應用系統在油田生產開發中的需求進行了分析，從集成架構、技術架構兩方面對油田開發移動應用平臺進行了設計，提出了移動互聯應用系統的實現方法，為相關單位人員提供參考。

關鍵詞：油田開發；移動應用平臺；智能巡井；實時監測

一、前言

移動端應用取代PC端應用成為當前油田開發建設中的發展趨勢，對于提升工作效率、降低工作危險性等具有積極意義。為實現移動端應用平臺在油田中的部署應用，油田企業需要在既有油氣生產物聯網系統的基礎上進行深度開發，有效解決油田開發管理過程中存在的設備零散分布、露天分布、油井種類多樣且分散雜亂等工作難題，有效提升油田開發管理工作效率。

二、移動應用系統在油田開發管理中的需求分析

（一）油田實時監測信息展示

該應用模塊用于綜合展示監測信息，能夠以折線圖、柱狀圖等直觀的圖樣形式為用戶展示物聯網設備數據、產量數據、監測井數、產量初期、預警告警等相關信息，展示內容可以結合用戶權限、層級進行自由設置，主要用于為油田作業區及其上級提供作業區信息，掌握油田運行情況、產量信息，同時提高現場問題反饋處理效率[1]。

（二）智能巡井

油田現場各采油設備通常布置在露天區域，因油井種類多且位置分散，設備也處于零散分布狀態，導致油田工作人員在巡井、采集數據等工作過程中面臨較多難題，尤其對處于特殊地理位置區域的管網、站庫、油井巡查時較為困難。油田企業在數字化建設過程中，通常已經針對各作業區域實現了移動網絡基站的全范圍覆蓋，巡檢人員可以在無線網絡適用區域借助移動智能終端實現快速巡檢作業。智能化巡檢應用即在無線網絡、移動終端設備的幫助下，工作人員能夠借助系統應用終端GIS地圖掌握站庫、油井的準確位置信息，掌握運轉數據信息、設備安全狀態等信息，從而快速實現對巡檢數據的核對與上傳。

（三）線路運維

線路運維應用需求主要包括應急事件、智能定位、工作任務三方面的管理與服務內容。在系統應用過程中，調度中心能夠以工單的需求為工作人員下達線路巡檢任務，工作人員按照作業指導書操作移動智能終端設備進行運維巡檢相關工作，通過RFID相關技術實現移動終端與現場傳感器設備或RTU設備的聯系，從而快速查詢、記錄設備數據信息，及時針對異常情況進行拍照記錄并傳輸至調度中心，調度中心則可以針對現場移動端設備反饋的信息下達搶修、故障處理相關決策指令，依靠標準化的線路運維模式為油田開發工作提供保障。

（四）任務調度及人員管理

油田企業可以利用移動通信網絡實現輪崗計劃在移動端的上傳，能夠實現對人員角色的自由轉化[2]。在實際應用過程中，能夠實時監控人員工作過程和所處位置狀態，結合具體情況對不同工作進行合理分配，有效提升人員利用率和工作效率。已下達的工作任務能夠自動排序，能夠集成其他系統實現對任務和工作狀態的實時更新，在當前任務完成后能夠自動轉至后續任務。管理人員能夠借助移動端設備遠程查看油田狀態，也可以對相關任務實時更新，并針對特殊情況快速下達緊急決策。管理人員能夠對移動端設備權限、工單細節進行靈活修改，并對相關任務參與人員及機具進行記錄，通過系統內部數據比對為同類任務人員、機具和時間安排提供決策數據支持。

三、油田開發移動互聯系統架構設計

（一）集成架構

移動應用平臺的集成加工需要從兩方面入手，一方面為數據基礎，另一方面為系統集成，前者利用油田開發物聯網系統處理統建系統相關數據并將處理結果返回相關系統應用，后者在油田開發物聯網系統中實現統建系統的集成。在系統應用開發過程中，油田企業需要充分考慮自身存在的系統互聯性不足問題，在油田開發物聯網系統的基礎上推進各管理系統協議、標準、技術的兼容與集成，提升系統的可擴展性和可集成性，確保既有資源的充分共享利用。油田物聯網系統主要集成了油氣水井生產數據管理系統、地理信息系統、應急管理系統、生產調度指揮系統、采油與地面運行管理系統，各系統通過SOA總線實現數據的共享互聯，滿足油田企業基于物聯網系統對各系統數據的全面管理[3]。

（二）技術架構

開發架構主要設計開發規范、版本管理、代碼管理、風險管理、發布管理、協同工作、模板管理、測試管理相關內容；執行架構主要包括物理部署、架構、軟硬件配置、邏輯部署架構相關內容；運維架構主要包括數據備份、服務管理、系統監控、運維流程、運維組織架構相關內容。該技術框架實現了軟件從開發到上線再到運維的全生命周期技術保障。

四、油田開發移動應用系統的實施策略

（一）實時監測集中展示

根據業務需求不同，實施監測集中展示應用可以劃分為預警告警監測、管網監測、物理設備監測、站庫監測、產量趨勢監測、油氣水井監測等不同小模塊，各模塊能夠在一個頁面中集中展示，結合用戶權限不同，展示所屬權限層級需要了解的監測數據，滿足上級領導者的決策數據需求以及管理層級的工作部署要求和基層的工作執行需求。在集中監測過程中，管網、站庫、油氣水井各模塊的監測展示實施原理基本相同，均通過柱狀圖形式配合數據展示，因此設計過程中三個模塊相差不大；產量趨勢監測模塊相對其他模塊有所不同，需要以執行圖的形式為用戶產生不同月份、年份的產量趨勢，用戶可以結合需求自由選擇查看月份或年份。下面對移動端中實時監測集中展示應用的具體實現方法進行詳細論述。

1.技術架構

（1）服務器端架構

服務器端主要包括前端服務器層、業務層、持久層三層架構。其中前端服務層需要基于Apache的開源框架CXF進行設計，能夠為各服務接口提供編譯后的.class加密文件，將文件封裝為Jar包，為便于前端展示層MVC框架對Jar包進行調用，通常需要存儲于lib目錄下，前端開發人員能夠在調用過程中對其中的類與屬性進行直接使用。業務層用于提供服務service包，主要涉及前端服務層接口、服務具體實現等類型；該層的實現需要借助注釋的Spring架構；例如，實時監測模塊為獲取產量信息服務，則Service包中將存在相應的實現類服務包，如，實現類包中能夠提供獲取產量數據的方法，并為前端服務層提供便于調用的同名接口類包。持久層用于實現服務對數據的操作，該層在SQLMapper包中封裝了各種服務的定義方法，能夠根據方法名修改數據庫[4]。

（2）客戶端架構

客戶端主要包括移動端展示層與PC端展示層。其中，移動端展示層能夠滿足移動設備操作需求，需要應用ADT插件、AndroidSDK集成工具進行設計，所用標準為HTML5，開發工具為AngularJS，渲染工具為Bootstrap，最終借助PhoneGap實現移動App的封裝。PC端展示層通過電腦為用戶提供可視化操作界面，滿足用戶對業務層的管控需求，需要借助SpringMVC架構實現，利用FusionCharts插件實現折線圖、柱狀圖展示功能。

2.客戶端實現

（1）頁面模塊設計

客戶端頁面主要包括16個區域，下面進行詳細論述：

區域1：展示各層級單位所屬油井告警信息與統計信息，主要數據包括昨日注水量、昨日產水量、昨日產氣量、昨日產油量、當前告警率、開井率、監測井數、總井數；數據實時顯示，如果無數據則顯示“-”。

區域2：主要展示站庫告警信息與統計信息，主要數據包括當前站庫預警率、當前站庫告警率、監測站庫數與總站庫數；數據實時顯示，如果無數據則顯示“-”。

區域3：主要展示管網告警信息與統計信息，主要數據包括當前管網預警率、當前管網告警率、監測管網數與總管網數；數據實時顯示，如果無數據則顯示“-”。

區域5：主要展示物聯設備的本日與昨日告警數，主要數據包括路由設備、傳輸設備、儀器儀表等物聯設備的告警設備數量與總設備數量。

區域7：這個作用主要是注入量的趨勢拆線圖，以及在一定范圍內的開井數拆線圖。趨勢圖中各曲線需要根據廠的類型，如采油廠或天然氣廠，合理調整趨勢線的內容，如產液量或產氣量。

區域8：該用戶登入的生產單元名稱就是組織層級名稱，而用戶權限與所屬的組織層級也會隨之變化。

區域12：該組織層級下油氣水井實施告警預警信息匯總信息展示。

其他區域：其他區域所包括的主要有搜索、歷史記錄與視頻數據等。

（2）數據對象分析

對于油氣水井的分析要進行細致的數據對比，如表1。

（3）對于客戶端的開發支持

服務端的接口與開發不需要做更詳細的描述，數據的提取在服務端的開發中占據著非常重要的位置，而服務端的相關服務也是需要為各接口提供編譯后的支持。class加密文件，將文件封裝為Jar包，為便于Jar包調用，通常需要存儲于lib目錄下，前端開發人員能夠在調用過程中對其中的類與屬性進行直接使用。為滿足前端接口需求，需要通過Eclipse自帶的ANT插件對服務進行編譯。

3.移動端及PC端展示

PC客戶端和移動端都要充分地展示應用，而且要進一步地實現界面顯示效果和頁面功能，就需要確保實現平臺的一致性。

（二）智能巡井實現

通過研究發現，智能巡井的模塊實現，與油田地理信息系統的支持息息相關，因此，A4是A11系統集成的首要任務，在這樣的前提條件下，工作人員需要通過終端來獲取準確的油井、站庫等地圖，實現對井的遠程監測工作，以完成故障的報修等工作[5]。

對于智能巡井模塊的實現主要是通過移動端來進一步實現，以安卓端為例詳細描述如下。

1.系統集成架構的介紹與分析

A11油田開發物聯網系統與A4地理信息系統的集成的特點如下：

滿足A11用戶的需求，可以直接監測到站庫、油井等詳細的地理位置與信息，然后對其進行精確的搶修等工作。

2.移動終端應用展示分析

為了確保數據與信息的安全性，油井地理位置與相關的數據都會進行加密設置，同時也會在相關圖片上加A4PetroChina的水印。另外，安卓端也是具體分為了八項內容，都是非常重要的程序，分別是生產實時監測、智能巡井、視頻監測、工單管理、人員管理、告警預警、線路運行情況、車輛管理等。

五、結語

綜上所述，油田企業在推進數字油田建設過程中開發了物聯網管理系統、采油與地面工程運行管理系統、地理信息系統等一系列的信息化系統，本文充分考慮了現有信息化系統存在的數據集成度低、資源利用率差等問題，基于既有的油田開發物聯網系統實現了各統建系統的數據集成，基于軟件開發全過程設計了明確的開發、執行與運維架構，構建了能夠滿足實時監測數據展示、智能巡檢等需求的移動應用平臺，對于推動油田開發建設工作具有積極意義。

參考文獻

[1]武瑛，蔣能記，蘭明菊，等.基于油田生產數據的移動App研究與應用[J].信息系統工程，2020（08）：90-91.

[2]田地.移動終端數據平臺在油田生產中的研究與應用[J].電氣傳動自動化，2020，42（04）：30-32.

[3]郭莉.移動辦公平臺在青海油田的開發與應用[J].電腦迷，2018（10）：200.

[4]李廣亞.油田移動應用平臺建設與關鍵技術分析[J].信息系統工程，2019（06）：135.

[5]劉楠楠.移動開發技術在油田應用探索[J].信息系統工程，2019（02）：90.