物联网在数字化油田建设中的应用

程有为 中国石油冀东油田公司信息中心

物联网在数字化油田建设中的应用

程有为 中国石油冀东油田公司信息中心

物联网的应用，是近年来的一大热点，随着物联网技术的不断发展，其已广泛应用在数字化油田建设中，为进一步推进物联网在数字化油田建设中的应用，本文探讨了物联网在数字化油田生产过程中的具体应用及应用效果，旨在于供行内同事交流探讨。

物联网 数字化油田 应用及效果

按照国家“两化”（即：信息化与工业化）融合的战略方针，各油田企业也严格按照集团公司制定的信息化总体规划和措施办法，并根据各自情况，积极实施了用物联网技术构建数字化油田，大大提高了油田的开发和建设水平，成为油田企业信息化建设最为有效的途径。

1 物联网的相关理论概述

物联网，简单的讲，就是物物相连的互联网。它是目前新一代信息技术的重要组成部分，包含有两层意思：一层指其以互联网为核心基础，是在此基础上延伸扩展的网络；二层利用射频自动识别等技术，延伸扩展到物品间实现物的信息互联共享。

在计算机互联网技术不断发展的基础上，通过射频识别和数据通信方法，将不同事物联系起来，这就是物联网，从此不同物品之间产生了联系。具体来说是指，在射频自动识别（RFID）的技术指引下，利用网络对信息进行自主辨别和共享。根据网络结构将物联网分为感知层、网络层和应用层，感知层主要是进行数据的采集；网络层进行数据的整合和传送；应用层是实现智能化功能。

2 物联网在数字化油田的具体应用及目前应用效果

结合数字化油田的自身情况，以及物联网的网络结构划分，根据物联网在数字化油田的应用及作用，将其对应划分为三个层次，即井场感知层、数据传输层和管理服务层。

2.1 前端(也称之为井场感知层)

井场感知层可以实现数据的感知、传输以及基本生产单元站控功能。大部分石油区域离市区比较远，其地域特征为分布范围广、分布点多，而且石油区域的环境往往比较敏感，生存环境不好。根据这些环境特征，将数字化油田建设的关键和基础确定为现场单井、站、管线等基本生产单元。在实施过程中，结合石油企业油井、水井、站点、管线的特点，根据设备智能化的发展方向，进行底层嵌入式技术的开发，其中，安装了压力变送器、GPS、温度变动器和载荷位移传感器等硬件设施，用来感知和实时采集相关数据，从而产生了数据源，为后端的应用层系统工作奠定了基础。

2.2 中端(也称之为数据传输层)

它是井场连接生产调度数据中心的桥梁，其将以井场各采集模块采集压缩后的实时数据以及相应关系数据库为基础，通过无线网桥、网络交换机和无线传感网等相结合的方式，完成井场视频、生产的数据的传输，通过后端服务器即可实现对数据和视频的解码与显示等。在这要说明一点是，数据传输层的无线有线可灵活组网，前提以低成本、高效率为原则，目前，主要的组网方式有无线网桥，其通信距离在可达20km，并且可支持多种应用模式。其又分采用微波传输机制的路型网桥，采用IP传输机制的数据型网桥两类，通常情况下，高产井井场处：可采用数据型网桥，在井场现场可考虑点对点和对多点及中继点等组网方式。中低产井场，可采用无线传感网络组网方式，通过自组织和多跳形式，各类传感器汇聚于基站，将生产视频数据传输至生产调度中心。

2.3 后端(也称之为管理服务层)

管理服务层是一种多学科的、综合性的集成化平台，其中以生产管理重点。将数据流和业务流进行统一，实现不同学科、不同部门间的信息传输，以及不同软件之间一体化。通过集成环境下的生产数据研究，从而促进油田的生产和开发。

从而对油田生产动态进行优化与及时调整，提高数字化油田开发决策管理的科学性。其中，要对海量数据的读取处理，需示功图分析软件，根据采集的示功图数据，通过相关油井参数，计算出单井的日产液量，并对抽油泵工作状态做出准确分析；数据库软件，帮助建立油井示功图、日产液量、抽油机等多个数据表，通过视频监控软件来进行视频实时显示回放控制等动作。

2.4 应用效果

①实现了电子巡井，能够通过远程，读取采集每一口井各项参数，还包括远程工况诊断、抽油机远程启停等。同时实现了远程实时监视和生产异常预警提醒、智能报警，及时制止了井场内工作人员的违规操作和车辆违规出入井场等，防止盗油事件发生，改变井站传统管理方式，为无人值守创造条件，提高了生产效率。

②进一步优化简化了生产流程，实现了扁平化管理，减少劳动用工，提高了管理效率。连续的产量数据，也可以提供给管理人员，完成油藏工程方案编制，从而提高采收率和经济效益。

3 结束语

石油企业要求多种学科、不同专业的人才与技术相互配合。物联网在数字油田建设的应用，将生产各个环节紧密连接了起来，不但能促进不同部门的员工互相配合，将生产过程中的各个步骤相结合，而且可以将业务与技术进行有效结合，促进油田的生产经营管理，扩展石油勘探业务。物联网技术的应用，加快了油田建设的步伐，使数字化油田的建设逐渐趋于智能化。

[1]曾韬.物联网在数字油田的应用[J].电信科学,2010,26(4)

[2]赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨[J].中国西部科技,2010,09