物联网技术在数字油田中的应用

李静

摘 要：数字油田体系涉及的技术环节众多，稍有不慎，容易出现不同程度的隐患。文章在油田数字化和物联网理论的基础上，探讨了如何将物联网技术应用到油田数字化建设中。

关键词：物联网技术;数字油田;油田物联网

近几年云计算、通信网络、RFID以及传感器等新技术应用越来越广泛，为物联网技术的发展创造了有利条件。在石油行业发展过程中，信息化建设始终是重点内容，其作用也是非常显著。当前油田信息化进程中，已经进入了数字化油田的关键时期，标志着油田信息化已经实现了科学化、模型化、网络化和数字化的目标。

一、数字油田相关概念

数字油田这一概念最早引申“数字地球”概念，核心思想为实现油田自动化与信息化理念。经过几十年的发展与实践，数字油田在发展规划与主体技术方面得到显著加强，成为近些年国内外关注的发展热点，值得研究与推广。介于我国基本国情与主要发展路线，我国油田企業在数字油田建设路线方面主要围绕“一条主线、两个基础、三类系统与四个中心”进行有效开展，致力于实现数字化管理要求，全面建设数字油田体系。经过多年的研究与实践，我国数字油田广泛地结合物联网技术，进一步优化了数字油田体系结构，取得较好的应用效果。

二、数字化油田构建方案

实时性、不间断性是物联网技术主要特征，即在油田管理期间把开采现场、存储仓库以及地震区域等油田工作现场当成信息原点，同时使用自动化的仪器对数据进行采集。数据采集设备专业性极强，通过事业设定好相关程序，可以实现连续采集，并在WiFi网络和光纤网络等传输线路之下，将采集到的数据传输到信息管理中心。通过以上数据分析，可以为油田管理人员提供可靠的决策依据，便于其作出准确的决策，因为这样不会受到人为因素的影响，所以判断也比较客观。对于采集到的数据要先合并，然后进行分析和计算，根据地址资料构建起分析模型，同时可以实时分析油田的基本情况，判断油田是否处于正常运转状态，其中最重要的判断依据是各项指标是否达标。在诊断结束以后，可以第一时间为现场管理人员、施工人员反馈数据，整个阶段可以发挥出分析数据的功能，高效便捷，同时与以往油田管理相比，极大减少了实际工作量。在数字化油田建设中应用物联网技术，关键是整合了油田开发专业技术、自动化技术以及计算机网络技术，建立起了专业性极强的数字化管理系统。在现代油田管理中采取这些技术，可以保证油田生产的安全，提升产量，并减少人员工作量，避免设备严重损耗。

三、物联网技术在数字油田中的具体应用

3.1传感器技术

目前，油田物联网建设过程中，数字油田需要获取关

于油井、联合站等采油设备的关键数据及参数信息，目的在于实时监控采油设备的内部运行温度、压力、流量等信息，确保油田生产安全、合理。在这一过程中，通过安装传感器可以最大限度地提升油田生产水平，如确定待检测对象的全部信息，满足油田物联网节点设备及装置的相关需求。可以说，传感器技术是油田物联网的核心技术，能够充分体现一体化与低功耗的技术要求。

3.1.1一体化要求

一体化无线示功图传感器属于当代比较先进的新型传感器设备，利用加速度原理与荷载传感器应用原理集成一体，快速提取位移信息，并获取荷载信号。最重要的是，利用数字滤波与加速度求解方法可以准确获取油井运行参数信息，如荷载信息、位移数据等。

3.1.2低功耗要求

石油钻采开发与生产输送工作往往多处于环境较恶劣的偏远区域，电力资源匮乏，且缺乏供电场所，很容易导致油田开采工作受限，或者是出现安全事故。为了有效解决上述问题，相关人员选择应用微功耗计量技术，利用电池供电的流量仪表计算油量消耗情况，并根据具体的测量数据，确定油田生产要求。其中，选取功耗低的芯片是当前石油企业实现低能耗开发的主要举措。举例而言，基于MSP430超低功耗结构大体上可以有效加强传感器的运行效果，并延迟系统电池的使用寿命，可以规避以往能耗程度过高的问题，应用意义较强。

3.2数据通信技术

3.2.1 GPRS技术

GPRS技术是GSM的衍生技术，属于分组交换的数据承载与传输方式。一般允许用户在端与端分组的转移模式下完成数据输送工作，不需要利用其他附加资源，如电路交换模式的网络资源等，就可以完成数据传输、接收等工作。比较适用于间断性较强或者突发性较强的油田开采工作。结合以往的实践经验来看，基于GPRS通信的油田开发远程监测系统大体上可以为待测区域内的油田，成立远程测控体系，便于辅助操作人员完成数据采集、分析与处理工作。

3.2.2 Zigbee技术

Zigbee技术具备功耗低、传输距离远等优势，利于便携或者移动设备使用，属于低速率无线连接技术中的一种类型。基于Zigbee技术的无线传感器网络能够最大限度地满足油田生产需求，如可以利用自身的特性完成现场数据采集布置工作。在此过程中，不需要额外布线处理，便于节约施工资源与建设成本。即便是现场某一设备存在问题，也不会并发性地影响其他设备正常运转，有效增加了运行系统的安全程度。最重要的是，处于局域网内，可由ZigBee网络完成数据传输工作，甚至可以用于环境恶劣地区当中，完成环境监测与工业生产监视工作。

3.2.3工业无线网络-WIA技术

WIA属于我国自主研发的无线网络规范，主要用于工业过程自动化生产当中。WIA主要采用分簇组织架构与骨干MESH网络，在架构形式方面主要结合拓扑结构，具备安全、可靠的网络体系特征。其中，多路径MESH路由器有效实现了端到端之间的通信安全性，规避以往通信安全程度不高的现象。与此同时，集中式与分布式相结合的系统管理模式进一步拓宽了油田物联网的发展途径，具有一定的应用价值。

四、结语

建设数字油田体系可以说是现代石油企业实现可持续发展的关键举措，必须予以高度重视。在数字化油田当中应用物联网技术，有助于数字化油田在生产过程中以及管理中效率的提升，同时，使得数字化的油田管理更加地智能化与信息化，可以推动数字化油田的健康发展和持续性发展。

参考文献：

[1]李琬莹.浅谈物联网技术在油田中的应用[J].中国管理信息化，2016，19（1）：66-67.

[2]高国忠，刘敬东，孙彦辉.物联网技术在油田生产中的应用研究[J].科技风，2014（13）：270.

[3]刘晓垒.物联网与信息技术在油田地面数字化建设中的应用[J].数字通信世界，2018（09）：206+204.