5G 通信技術在數字油田建設中的應用表現

李 聰

（中海石油（中國）有限公司天津分公司工程建設中心，天津 300459）

0 引 言

隨著我國信息技術的飛速發展，5G 通信技術成為當前階段主流應用的一個技術類型，在各行業領域不斷發展進程中發揮著不可替代的重要價值和作用。油田行業的發展過程中，為保障油田的生產效率，加強油田管理，實現傳統油田開發的轉型與發展，提出新型智慧化油田理念，這是目前油田企業發展的主要方向。因此，需要加強對5G 通信技術的應用，為未來的石油行業發展樹立全新目標。

1 5G 通信技術概述

信息化時代背景下，人們的日常生產生活中已經離不開網絡應用。目前，人們在移動數據需求方面也有了較高需求，傳統的3G 通信與4G 通信逐漸無法滿足人們當前的需求。基于此，5G 通信技術應運而生。5G 通信技術采用蜂窩移動模式，在接入方面已經掙脫了傳統無線型接入的束縛。5G 通信技術最為明顯的一種優勢就是網絡時延更低，相較于4G 通信技術有著更短的響應時間，可以維持在1 ms 以內，實現自動駕駛和遠程醫療等。目前，在5G 通信方面，容量和傳輸速度呈現出更大、更快的發展趨勢，與傳統網絡相比，5G 通信網絡除成本更低，還能完成廣泛連接的工作。

2 5G 通信技術在數字油田建設中的應用背景

目前，科學技術已經在各行各業得到了廣泛普及與應用，特別是正處于互聯網信息時代下的油田產業，其所應用的各種新興技術加快了自身生產的變革，為本產業的轉型升級提供了強有力的基礎與條件。傳統油田產業的轉型升級過程中，油田企業必須將5G通信技術充分融入產業生產全過程，才可以滿足數字化油田產業可持續發展的需求。在建設數字化油田的過程中，油田企業需要結合現實需求，將5G 通信技術融合到每一個階段的每一種生產設備中，以實現生產全過程的實時監控。通過高效數據監測、數據記錄以及數據計算與分析，實現油田生產設備優化應用。數字化油田建設在本質上就是一個龐大的物聯網建設，涉及油氣開采環節、石油生產環節、石油運輸環節、石油存儲環節以及管理辦公環節等，因此5G 通信技術的應用必不可少，需要對所有環節的各項數據進行實時采集與分析，實現重要過程的遠程監控與管理，以及動態化、可視化的精準操作[1]。

3 5G 通信技術在數字油田建設中的具體應用

3.1 油氣水井生產

在建設數字油田的過程中，5G 通信技術作為當前最新興的信息技術之一，完美地展現了它所具備的特性以及優勢，如信息傳輸速度非常快、網絡信號覆蓋面積非常廣泛、信息傳輸延遲非常短暫以及造成的資源損壞情況非常少見等。這些優勢使得5G 通信技術得以在油田行業中得到廣泛應用，相對地，油田行業也在該技術的支持下得到了一定的發展。例如，5G 通信技術可以應用于油氣水井生產階段，在構建的數字油田中，工作人員可以通過實時獲取到的信息高精度地判斷油氣水井的生產效率，在眾多數據資料的支持下，工作人員可以對油氣水井的生產預測與參數進行不斷地優化和完善，通過計算機對生產現場中的各種設備與儀器進行管理，以此來提高其實時監測與控制的水平。在5G 通信技術的應用下，工作人員可以綜合性地整合所獲取的海量數據資料，確保數字油田建設的智能化效果，并且確保其能夠將油氣水井中生產的數據進行實時快速的分析、整理與保存，以此充分保障油田生產過程中各個環節的安全性、穩定性和可靠性。此外，5G 通信技術的合理運用，有助于在數字油田建設進程中實現設備網絡的高效化管理，促使其能夠在實際生產中快速檢測到生產設備的功能與效率，再根據獲取到的信息對生產設備的功能進行優化與完善，以此確保生產的效果與效率得到強有力的保障[2]。在充分了解與掌握數據變化的情況下，工作人員能夠同時管理生產設備的功能參數，實時掌握現場油氣水井的生產狀態，進而不斷確保油氣水井得到高效率、高質量的生產。

3.2 站場管理

在數字油田站場的建設過程中，5G 通信技術主要應用于實時監控方面。因為油田生產需要人工進行值班管理，浪費人力資源，所以數字油田建設方案中設置了無人值班方案。在應用階段中，5G 通信技術需要與遠程遙控技術相融合，對站場內部的公共區域進行24 h 全方位監控與管理。例如，人來人往的門口、危險系數較高的加熱爐與泵房等，利用高清攝像設備將所有的情況進行拍攝保存，再由遠程遙控技術將各項數據資料傳輸到計算機終端，確保設備能夠實時監測與管控。當高清攝像設備將拍攝數據上傳到管理中心，工作人員就可以分析與計算監控畫面與數據，進而得出站場所存在的安全隱患，便于工作人員及時采取措施進行改善與消除隱患，避免安全事故的突然發生與惡化，進而為后續的工作開展提供正確的、安全的數據參考。在進行檢測的過程中，遠程遙控技術可以快速檢測到外來人員的進入，能夠在第一時間發出警報信號，有效防止物品出現丟失的情況，然后結合實際情況，制定并落實行之有效的應急處理方案和舉措，以此提升油田站場運行的安全性、高效性以及可靠性。在油田站場內部，傳感機器人的應用也比較常見，在5G 通信技術的融合基礎上，傳感機器人的智能化與自動化效果得到了進一步的提升，其反應速度能夠確保站場內部異常問題得到第一時間的解決與防御。例如，站場內部經常會出現異常高溫現象，傳感機器人就會感應到該現象，并針對這一現象快速做出反應，以此來確保站場內部生產設備運行的安全性、穩定性以及可靠性。傳感機器人如圖1 所示，可以在站場內部進行巡查，一旦發現生產設備出現異常數據，就可以將異常數據進行分析，通過自身實施自動化、智能化操作，可以降低實際操作中安全事故的發生率，進一步有效降低了各項成本的投入[3]。此外，傳感機器人的工作包括生產安全問題的排查工作，在此階段中不僅有效減少了工作人員的勞動輸出、確保了他們的人身安全，還有效提升了站場內部的安全問題排查質量與效率，確保油田站場內部工作始終處在一個高安全性、高可靠性的環境中。

圖1 傳感機器人

3.3 拉油點

建設數字油田的過程中，5G 通信技術還可以應用于拉油點，主要作用就是可以對油品的存儲以及運輸過程進行實時的監測、管理以及控制。在5G 通信技術的應用過程中，數字油田的管控系統建設得到了進一步優化與完善，能夠更好地對每一個站點進行全方位的管理與控制，不斷提高油品存儲與運輸的安全性、穩定性以及可靠性。5G 通信技術融入拉油點系統的好處是能夠對系統內部的每一項功能進行檢測、優化以及管理，進而對油田核心位置實行科學的控制，從而實現各油氣站點的全面監控，最大限度降低油品損耗問題的發生概率，為我國油田企業社會經濟效益的提升提供有力的條件。5G 通信技術融入拉油點后，能夠在拉油點現場重要位置合理配置高清攝像設備，從而實時拍攝與監測拉油點現場的各種情況。如果計算出來的數據表示拉油點現場存在較高的安全風險，那么工作人員就可以在第一時間進行解決與預防。在拉油點現場，高清攝像設備與警報系統相連接，當警報系統發出信號時，監控人員可以快速到達安全風險現場，檢測與維修安全隱患。另外，視頻監控系統具備語音播放功能，一旦監控到外來人員的進入，語音播放功能就會立即播放聲音提醒監控人員，如果存在偷竊行為，視頻監控系統就會立即截取畫面，并語音播放予以警告，以此來更好地保證拉油點的高安全性。此外，5G 通信網絡技術可以在大門上設置門禁功能，防止不是工作人員的外來人員進入拉油點現場，有效加強了拉油點現場的安全性[4]。

4 5G 通信技術應用效果分析

在數字油田的建設階段，5G 通信技術的應用取得了非常好的效果。首先，虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術和傳感機器人技術得到了全方位的應用。在5G 通信技術的應用過程中，數字油田建設的水平與質量越來越高，在生產全階段中將VR 技術與機器人有效結合，促使現代技術的應用取得出乎意料的結果。在日常的工作過程中，工作人員利用5G 通信技術對油田管道、運輸線路等進行了實時的巡查與管控，傳感機器人身上安裝的傳感設備能夠時刻對油田現場內部的溫度進行精準感應，確保溫度一直處在一個安全的恒溫狀態，為工作人員提供了一個安全舒適的工作環境。在VR 技術的支撐下，工作人員可以對油田現場的生產狀況進行全過程監控，優化與完善整個生產流程以及操作，不斷提高我國數字油田建設的數字化、智能化以及自動化水平[5]。其次，5G 通信技術的應用將傳統油田產業逐漸升級為數字化油田產業，將其發展模式轉變得更加地智能。在各種各樣的現代化技術綜合運用過程中，數字化油田產業實現動態化監測與管理，極大提升工作人員對海量信息的整理與管理。例如，油田生產中應用到各種類型的抽油機，工作人員可以根據數據的分析與計算來選擇最優的、最適宜的抽油機進行作業，以此來提升石油生產的質量與效率，還可以智能化運用與管理抽油桿、運輸管道、油泵等設備，實現數字油田管理模式的升級與變革。

5 結 論

5G 通信技術的高效應用對于建設數字化油田產業而言具有眾多的優勢，為石油行業的發展提供了有力支撐。在數字化油田建設過程中，5G 通信技術可以很好地優化整合海量數據，為數字化油田發展戰略提供真實可靠的數據依據，為其能夠健康運行提供強有力的保障作用，不斷促進石油行業智能化、自動化發展。