基于物联网技术的油田数字化建设分析

胡翔

（大庆油田信息技术公司物联网分公司，黑龙江 大庆 163453）

随着信息技术、计算机技术的发展，数字化油田建设理念得到社会广泛认可，逐渐形成高效的油田建设管理模式。社会在快速发展的过程中，对石油的需求日益增多，油田建设也在日益扩展，运用物联网技术建设数字化油田，已经成为油田企业发展的重要课题。物联网技术对于油田的精细化管理，以及制定长期战略目标有着重要意义。当前，我国物联网技术在油田数字化建设中，还处于发展阶段，技术没有得到完善，因此在发展建设中会出现一些问题。

1 物联网技术在油田数字化建设中的现状

物联网技术是信息技术的重要组成部分，以技术的角度来讲，物联网涵盖RFID 技术、智能技术、纳米技术以及传感器技术等。以功能的角度来讲，物联网系统主要有感知网、中间件、应用平台、接入网等。油田数字化建设为基础，并在油田建设生产中得到广泛的认可。当前，所有的石油企业都在积极进行油田数字化建设，在建设过程中靠失败来积累经验。国内的石油企业为了提高自身的竞争力，都投入大量的资金进行油田数字化建设。比如，大庆油田、新疆油田以及胜利油田等。当前，油田数字化建设还不够完备，没有完全实现智能化、信息化的功能，部分油田数字化建设还主要集中在独立数字化控制建设。油田数字化建设是一个相对复杂的信息系统，涵盖数据采集、数据传输以及智能数据处理三大功能。其中数据传输技术相对成熟，能够运用当前成熟的接入网络技术，如4G 网络和有线网络等，然而环境数据采集以及采集数据处理技术还有很多不足之处，很多建设项目仍然处在数据可视化采集以及数字库建设阶段，对于如何借助采集数据实现高效、智能管理，还需要油田企业不断的探索。只有这样，才能实现数字化油田建设的信息化、系统化，油田管理工作的智能化目标。

2 基于物联网技术的油田数字化建设分析

数字化油田建设应该一步一步的进行，在初期建设中应该以建设全面感知为工作目标，在后期建设应该以智能管理为工作目标。在初期建设中，石油企业应该以无线传感网络与智能视频监控的方式实现全面感知建设目标。视频监控与传感网络在功能上是互补的，视频监控能够满足敏感现场的可视化需求，对于庞大的油气田来讲，可视化能够使工作人员在日常巡查工作更加便捷。然而，要实现视频数据和图像的分析、算法设计等工作并不容易，很难做到智能化管理，在进行工作时，往往需要人工参与才能完成相应工作。通过视频信息很难获得温度、液位、湿度、压力等数据信息。无线传感网络能够借助传感器，对油田的环境进行准确的监控，借助无线网络获得的环境数据更加容易开展算法控制。因此，视频监控与无线传感网络在工作中互相补充，形成良好的全面感知系统。

对于感知领域而言，针对油田地理覆盖面积广阔的特点，需要重点研究视频网络与无线传感网络组网的课题。就视频网络而言，可以在重点区域，与有线网络相结合，实现良好的覆盖，也可以与北斗卫星系统相结合，实现大面积覆盖。视频网络与无线传感网络在组网过程中会遇到一定的困难，并且其管理难度也会增加。对于无线传感网络，其组网技术主要是在保证传感网络长期有效的基础上，进行中专路网和组网选择。保证数据采集的质量，物联网才能够实现工作人员与生产设施的互动以及生产设施之间的联系。采集设备会配备MCU 控制器，考虑到成本要求，可以选用嵌入式，终端设备在进行智能化建设时，需要考虑物联网相关要求，因此，相关数据采集设施通常会有相应的操作系统，以物联网技术的数据采集技术来讲，包括嵌入式系统、传感器技术、核心芯片以及采集设备等，对于这些技术需要特定的行业和需求进行设计。

3 基于物联网技术的应用

3.1 应用于数字传输建设

传统油田在建设生产中，石油产业由于专业障碍、时间障碍以及空间障碍等，无法使产业中的所有行业以及学科领域进行有机的融合，导致工作不能顺利进行，经常会有信息不对称等问题发生，对于跨地区的合作更是如此，经常会发生信息延时等现象，致使工作缺少实效性。物联网技术通过对信息技术的有效利用，可以有效解决时间障碍和空间障碍，帮助合作企业之间实现资源共享。基于物联网的油田数字化建设，可以对数据传输进行优化，在油田建设生产过程中，物联网技术能够借助有线网络、无线网络以及混合网络，以油田建设生产现场为基础，对油田安全机制进行确定，进而保证数据可以有效的传输，为数据传输的稳定性以及安全性提供保障。对没有网络覆盖的地区，工作人员可以借助手持终端装置，对该地区的数据信息进行收集，能够帮助油田企业得到更详细的生产信息以及管理信息。

3.2 应用于数据自动采集建设

在油田数字化管理运行时，需要油田企业可以有效处理大量的数据，将物联网技术应用于数据处理过程中，可以对油田数据进行自动采集。油田建设生产的过程比较复杂，油田生产工作需要生产工作人员具有较强的实践性，并需要多学科、多专业共同参与，对油田信息采集工作造成一定的困难。在传统的油田生产中，油田企业一般会通过人工的方式，完成数据信息采集工作，人工数据采集方式耗时、耗力，并且无法保证数据信息的准确性。非常不利于油田企业的建设生产工作，影响石油企业的健康发展，借助物联网技术可以有效保证油田数据信息的准确性，并节约石油企业的人力、物力，减少工作时间。在运用物联网技术时，可以借助单井数据采集方式以及站库数据采集方式，开展油田数据采集工作，以此为基础对油田企业数据信息进行加工处理。在数据采集中运用物联网技术，需要根据实际生产管理需求，在气井数据、油井数据、水井数据以及油气的生产、处理环节开展自动采集工作，并对其中关键环节进行控制，保证数据采集能够满足石油企业的数据处理需求。

3.3 应用于生产管理工作中

在油田生产中，可以通过物联网技术开展数字化建设活动，使油田自动化控制得到优化，生产管理在数字化建设过程中也会得到优化。运用物联网技术，石油企业中的生产管理机制，可以有效的整合实时型数据以及关系型数据，进而实现对油井和水井的工况、动态进行有效的管理。物联网技术还可以实现视频检测和协同工作。在传统油田生产中，井底与井上的工作人员缺少有效的沟通交流，井上的工作人员无法对井底的工作情况进行及时的掌控，无法制定有效的计划，井底工作人员无法接收具体的工作任务，致使石油生产工作效率无法得到有效的提升。物联网技术可以将井上和井底建立成网络系统，井上的工作人员可以对井底生产情况进行准确及时的掌控，并通过合理分析制定详细的方案，井底工作人员可以根据具体的计划，进行石油生产工作。井上和井底的工作人员互相配合，有效的节约人力资源和物力资源等，进而提升生产管理效率以及生产管理质量。

3.4 应用于自动化控制

将物联网技术应用于油田生产中，能够对与油田生产相关的物品进行联系，形成一个完整的信息网络，可以帮助石油企业领导或是管理工作人员对工作生产中的每一个环节进行及时的了解，对油井和水井的工况以及动态进行实时的控制。基于物联网技术，石油企业能够利用物联网技术对油田生产设备进行远程控制，在发生紧急事故时管理工作人员可以通过远程控制，将生产事故有效的控制在一定的范围内。在进行油田数字化建设中，不是单一的运用物联网技术，而是通过与其他技术的结合实现数字化建设。能够有效进行自动化控制，主要是有自动集成以及数据收集的帮助，管理工作人员，可以根据具体情况开展远程控制工作，比如，注水自动调节等。

4 结语

在信息技术快速发展的背景下，数字化油田建设取得了显著的成效，全球对石油需求的增加，为物联网技术提供新的发展空间。石油企业需要对物联网技术的优势有足够的认知，并将其运用到油田数字化建设中，石油企业应该借助物联网技术改善区域内的数据整合能力以及企业内部信息交流能力，为石油企业健康、稳定的发展提供保障。