物联网技术在油田开发行业中的应用

宋遥

【摘 要】近年来，随着油田开发行业的不断发展以及科学技术的日新月异，传统的计算机网络以及互联网技术已经不能满足企业的日常需求，本文介绍了物联网在油田开发行业的主要应用技术，分析了物联网关键技术及应用中遇到的问题，详细阐述了物联网在油田开发行业中的应用现状和应用前景。

【关键词】物联网技术；传感器；通信技术；油田开发；的应用

一、物联网在油田开发行业的主要应用技术

（一）传感器技术

在油田的物联网建立和完善的过程中，数字油田要得到一些数据，这些数据都是在油井、接转站、注水站、配水间等位置且通常是电流的一些数据。油田员工应该需要实时掌握罐内的液位、流量、可燃气体体积分数等相关的信息。传感器应该安装在油田作业过程里相关的设备上，这样就会组成物联网在油田中的节点装置。传感器技术是物联网在油田中的主要技术，目前也在努力地向一体化还有耗能低的方向进步和发展。一体化的无线传感器是最近出现的新型的技术先进的传感器，它是把加速度还有载荷传感器结合成一体获得的位移，再经过数字的滤波得到精确的油井载荷的相关数据。低功耗表现在石油的开发与输送，常常是在偏远的地方，是在无法供电的地方使用微功耗的计算技术，利用电池的供电仪表去计算油的量值，这对油田开发生产具有十分重要的意义。

（二）数据的通信技术（GPRS技术）

一般情况下，物联网在油田的传输过程中使用的数据通信技术是GPRS技术。GPRS是在GSM基础上发展起来的模拟分组互换的数据传输模式，用户不需要使用电路的交换系统和网络的资源就可以单独完成。这样就会提供了高效的和成本低的無线数据服务，它主要适用在突发性的和频繁性的相关数据传输上，当然在一定的条件下也可以适合于大数据信息量的传输和处理。

使用GPRS通信技术的油田开发测控系统，将会便捷地为油田构建远程的监控体系，保证数据的采集、接收和处理控制等功能。这个系统是以GPRS的移动通信网作为主要的数据传输通道，在每个数据采集的单元中，装有GPRS无线数据通信技术的远程控制终端会在控制的核心区经过专线进行设备的数据收集整理，收集整理的数据将会自动地进入控制中心。

二、物联网关键技术及应用中遇到的问题

（一）物联网应用中的技术问题

（1）目前物联网在行业应用内都是“闭环”应用，局限在有限的范围内，相互之间的标准、规范不同，协议和体系也各异，信息也难以共享，无法形成完整的应用体系，物联网的优势无法体现。只有打破信息壁垒，制定统一的应用环境，才能形成不同领域、行业和企业之间的“开环”应用。

（2）突破物联网产业链在行业应用内共性技术和物联网中间技术等关键技术研究，技术研发过程要以应用带动开发，吸收国外先进技术经验，自主创新技术，形成符合国内特色的物联网核心技术。

（3）建设统一、标准、稳定的物联网应用集成环境，对下接入多种行业终端，对上支持多种行业应用，把各种垂直的物联网应用整合成一个扁平的应用网络体系，由此带动物联网产业规模的发展。

（二）物联网业务的安全性问题

由于物联网的高科技技术的应用，致使整个系统存在着一个严重的问题就是工作人员数量的缺少，缺少了人员的管理活动，必然会增加仓储管理中物品的遗失和损坏率。感知节点作为物流网技术的发挥作用的主要载体，必须受到严格的防护，一旦被蓄意破坏或者遭恶劣的气候环境的影响，都会给信息的传输带来不便。一般情况下，感知节点的操作均依靠其自身所带的电池供电，它的通信能力、存储能力、计算能力会受到节点自身所带能源的限制，从而无法设计出复杂的安全协议，因而也无法拥有较为复杂的安全保护能力。

三、物联网在油田开发行业中的应用现状与发展前景

如上所述，物联网在石油行业的具体应用中也存在一些问题，比如：物联网关键技术的知识产权的缺乏；行业技术标准即接口技术与数据模型的标准不统一；整个物联网产业链条的发展不完善等问题，造成企业推进物联网费用高，建成后短期内不能获得收益，需要较长时间才能体现企业的收益等问题，诸如此类的问题都制约了物联网技术在油田开发行业的发展步伐，但油田开发行业不能因噎废食，要看到物联网良好的应用前景。

（一）物联网在物探中的应用

石油勘探中常常使用到的地震仪在整个勘探的过程中十分重要，因为其自身非常笨重，而勘探又往往是在野外作业，所以，运输、使用以及维护的成本都较高，但是利用物联网的无线传感技术就可以有效减低成本、提高可靠性还能实时信号采集分析，将潜在的安全隐患和威胁操作解决在萌芽状态，实现自动控制，优化勘探过程，减少各种事故。

（二）物联网在石油生产中的应用

油气井生产设备、增压站、集气站、以及联合站、接转站、注水站、净化站等，在地理位置上比较分散，所以，这些设施和设备处理数据的质量直接关系到产量及安全。目前，设备的运行数据很多还是通过人工检查，测量和计算生产数据。在这种情况下，操作者的劳动强度影响了监测设备和生产数据的实时性和准确性，也存在风险。油田在生产的过程中有大量的数据需要远程传输，使用现行的互联网技术实现的成本较高，但是可以采用无线传感技术、数据监控技术可以把采集到的数据实时传回生产管理中心，管理人员可以远程对生产的过程进行检测与管理，这样就降低生产成本、提高了效率、及时发现安全风险。

（三）物联网在油气集输管线监测与检测中的应用

传统的方法是使用人工检查管理，缺点是人力浪费和检查疏漏较多，问题没有及时发现。目前改进的管道监控方式是在管道的某一时刻布置传感器，然后通过有线模式连接，通过采集负压波和其他信号来检测泄漏，但是这种方法成本高、易损坏。而采用物联网技术来进行管道泄漏检测，比如：采用光纤监测、负压波法、次声波法等泄露监测技术进行管线泄露报警与定位，监控中心可以及时将管道远程关断，减少因为泄露产生的经济损失以及安全事故。

（四）物联网在石油产品销售中的应用

当石油产品销售给客户以后，为了帮助企业更好地获取关键业务数据，可以使用物联网技术中的RFID标签和读写器实时监控组件从生产车间到各种测试环节。RFID读写器可以识别产品的趋势，通过实时检测来收集数据。

（五）物联网技术构建数字化油田

数字化油田是实际油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。油田生产信息和地理信息息息相关，通过信息、基础建设，提高企业对外部各种关键信息及时获取、快速反应的能力，同时，通过企业信息化和数字化油田的建设，改善区域内部信息沟通、数据整合能力。数字化油田的核心是为石油企业建立数据和信息资产的共享机制和管理体系，面对石油勘探、开发、地面建设、储运销售以及企业管理等各生产环节，建立多专业的综合数据体系，并与各专业的应用系统进行高度融合。在建立油田生产和管理流程优化应用模型的基础上，利用虚拟现实技术对数据实现可视化和多维表达，并且通过智能化分析模型，为企业的经营管理提供良好的信息支撑环境。

四、结语

物联网技术在油田开发行业的应用尚处于起步阶段，各项技术在不断发展进步，油田依托国内物联网技术现状，结合自身信息建设实际在逐步推进信息系统建设，如果物联网系统应用于油田的生产，可以加强油田各机关、采油厂、工程建设、物资供应部门、研究院、技术监督与测试部门、维修厂等单位的协同工作能力，提高油田生产效率，提高油田信息化管理水平，更好地满足油田各部门的需求。

【参考文献】

[1]梁宝娟；物联网技术在数字化井场建设中的应用[J]；西安邮电学院学报；2010年06期.

[2]刘晓垒；4G通信技术在数字油田建设中的应用[J]；中国管理信息化；2014年16期.