物联网技术驱动数字油田建设的思考

刘冠辰

[摘 要]物联网技术已逐渐应用到各个行业，在现代工业、公共服务以及家庭生活等众多领域得到了渗透性发展，是驱动产业发展、促使传统产业转型升级的重要因素。石油企业是一种传统的能源型企业，在现今的发展中急需进行数字化转型升级，降低生产成本，建设数字化油田。

[关键词]物联网技术;数字油田;数据驱动

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.036

[中图分类号]F270.7;TP391.3[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2020）18-00-02

0     引 言

物联网是现代信息技术的重要组成部分，是在互联网基础上延伸和扩展的网络。目前，物联网的发展受到了世界各国的广泛关注，我国已经将其作为国家战略性发展的新兴产业之一，并将加强物联网建设作为促进各大油田发展的重要任务。

1     数字油田的战略意义

随着我国科学技术的不断发展，数字化技术不断应用到工业生产中。只有掌握相关数据和技术，才能提升油田生产效率，有效控制生产过程中的成本。石油行业担负了保障国家重要资源的任务，在新时代经济快速发展过程中，油田企业想要提升勘探、开采、处理以及消费全价值链效益，需要进行数字化油田建设。现阶段，数字化油田是时代发展的必然趋势。2005年，IBM（International Business Machines Corporation，国际商业机器公司）与挪威的石油公司率先开始了数字化油田建设，通过使用相关技术，感知地下油田的运行情况，促使其能够实现更加精准、快速地进行油田生产管理，提升油田生产寿命和质量。数字油田系统打破了传统的油田工作开展方式，实现了油藏开发过程中的办公自动化运用，能够节省企业1/3的人力与财力，全方面提升油田管理工作水平，促进油田管理工作顺利开展。

2     物联网在数字油田中的应用

2.1   支持密集型决策

石油产业是一个资金技术投入密集的产业，可以借助先进的设备与技术，实现设备的有效管理与运行维护，实现精细化管理，提升投资回报率。数字油田建设最重要的内容是数据驱动决策，其中，数据驱动决策建立在数据获取、数据传输、数据分析以及数据决策基础上。油田生产是一个特殊的工业场景，在实际工作中具有独特的业务特征。例如，油田的大规模生产，出现了一系列数据，这些数据呈现总量庞大、分散性强、复杂度高的特征。以渤海油田的发展情况为例，该油田的作业面积覆盖整个渤海湾，油田生产要素覆盖整个海域。因此，在渤海油田开采过程中，项目单位应充分考虑数据联动，扩大数据范围。在高危的环境中开展工作，需要保证数据采集、传输等环节的安全，同时还要严格按照防爆要求，克服电磁环境的不利影响，积极展开工作。在油田发展中，油井下方的数据信息采集仍然是工作难点，普通的工业化产品在高温、高压以及易燃易爆的环境下无法正常使用，且在一些生产环境复杂、动态程度高的生产场景中，对数据要求较高。因此，在数字油田建设中，油田企业必须应用物联网技术支持密集型决策，不论在数据端、核心端还是决策端，都要保证数据使用达到相

应的要求。

2.2   收集海量数据

物联网的主要结构分为“端”“管”和“云”。“端”指数据的使用终端，包括对数据采集的终端与指令使用的终端，并根据出现的数据信息，产生需要执行的数据指令。“管”指数据传输通道，能将数据与终端之间的节点、终端节点与控制核心之间交互。“云”可以理解为核心端的部署状态，在实际运用中，核心端可以脱离“云”独立存在。但是在使用物联网时，需要收集海量数据，考虑到数据运行的安全性需求，油田企业应将核心端部署在“云”上，突出数据安全、大数据支持以及敏捷开发等优势。

2.3   存储并使用数据信息

通过分析智慧油田建设的特殊性以及物联网架构与物联网技术的发展趋势，可以总结出物联网技术在油田发展中的应用优势。随着互联网技术的快速发展，终端产业也有了相应进步，因此，油田企业应以数字油田生产技术为支撑，并满足行业发展的相应需求。各国油田行业，包括通用、霍尼韦尔等工业发展巨头，在研究中不断加快传感器产业化发展的步伐，促使压力及动态压力传感器等多种设备能适应各种复杂的环境，通过多场景、多类型以及多格式的数据采集，有效解决实际问题。在数据传输方面，5G技术作为引领时代快速发展的高速移动宽带传输，将LORA等作为低功耗、广覆盖的连接技术代表，并利用WiFi、NFC等传统的传输方式，不論在移动、固定还是远距离等场景中，都能及时找到可以现场传输的解决方案。随着大数据、云计算以及人工智能技术等发展，数据处理端实现了对海量数据信息存储及高强度使用，在智能算法的基础上，有效促进数字油田发展。通过以上研究可以得出，物联网的发展为我国的数字化油田建设带来了非常难得的

发展机遇。

3     物联网技术应用在海上石油行业的初步探索

3.1   结合海上石油生产特点

在海上石油开采过程中，面临的开采环境比陆地环境更加严峻，海上数字化油田建设存在更多困难。以渤海油田开采为例，在渤海湾的内部分布中，各个油田之间分散，使用的生产设施如吊笼、气瓶以及集装箱等生产物资的流动，具有流动性范围广、频率高的特点，导致油田实际开采中出现了难以追踪资产的问题。将物联网技术应用到渤海油田的发展中，能够很好地解决现存问题。

3.2   确定实验方案

海上石油行业应采用宽带传输方式传输信息，使用低能耗的覆盖LORA技术汇聚信息，实现互联网数据的接力传输。首先，充分规划现有方案，实现物联网信号在渤海油田的全面覆盖，保障实际生产时，物资运输路径能够全面覆盖信号。其次，在运输生产物资时，海上石油企业应利用物联网技术，安装定位终端，提升石油定位的精准度。再次，在数据终端应用定制的防爆防盐雾设施，测试待机时间需要超过两年，并经受各种恶劣的环境压力测试。最后，在核心端中开发定位终端软件，实现各个终端的远程管理、配置以及状态查看，同时收集相关数据，并进行分析，通过可视化的程序实时呈现渤海湾的目标设施地理位置。

3.3   物联网技术在海上油田的应用效果与发展

将物联网技术应用在油田的数字化建设中，能够有效提升油田建设的物资管理水平与效率，保障设施使用安全，降低油田生产成本。渤海油田是应用物联网技术促进数字化油田建设的成功案例，彰显了物联网技术应用在数字化油田中的契合度与生命力，有效促进我国数字化油田发展。数字化油田发展与物联网技术的结合使用，能够促进渤海油田对石油资源的开发，且在生产过程中能够节省人力资源，提升生产效率，减少生产成本与能耗支出。油田企业在未来的发展中，数字化油田将朝着更加科学智能的方向发展，实现油田的井场无人化生产，提升油田生产过程中的安全性。除此之外，在油田建设过程中，油田企业还要不断学习物联网技术的相关知识，利用物联网技术驱动数字化油田建设，分享优秀的案例，促进我国油田建设向数字化油田转型。

4     结 语

随着网络技术、“互联网+”技术的日趋成熟，物联网技术得到了广泛应用。目前，物联网技术已经逐渐深入到智能交通、智能家居、智能电网等行业，利用物联网技术，实现数字化油田建设迫在眉睫。但是在数字化油田建设过程中应用物联网技术，还面临比较多的挑战，因此，油田企业需要根据实际情况及时解决出现的问题，不断促进数字化油田建设。

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