5G在構(gòu)建智慧油田信息體系中的應(yīng)用展望

張磊 葉晨

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學技術(shù)水平的不斷提高，我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借自身更加高速、便捷以及超高性價比等優(yōu)勢，逐漸成為人們關(guān)注與追求的目標，移動通信領(lǐng)域也迎來了更為廣闊的發(fā)展空間。作為當前通信技術(shù)中的前沿技術(shù)，5G 移動通信技術(shù)相關(guān)的研究工作中正在逐步升溫，對于 5G移動通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用意義重大，5G 時代的建設(shè)成為新時期我國移動通信技術(shù)領(lǐng)域奮斗的新目標。對于油田的發(fā)展而言，也開始進入智慧的時代?！?G智慧油田”旨在通過充分結(jié)合現(xiàn)在先進的信息技術(shù)手段和管理經(jīng)驗來實現(xiàn)油田的智能化管理。5G智慧油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是當前以及未來時期油田發(fā)展的主流趨勢。

關(guān)鍵詞：5G;物聯(lián)網(wǎng);5G智慧油田;發(fā)展

5G智慧油田是建立在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的，旨在實現(xiàn)油田的智能化和科學化管理，從而提升油田的經(jīng)濟效益的一種管理模式和運作手段。5G智慧油田在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上，對數(shù)字油田的建設(shè)成果做了新的整合和改革，同時也是未來油田發(fā)展的一個主要趨勢。5G智慧油田的建設(shè)包括到地質(zhì)、工程、管理、民生等方面，并且注重實現(xiàn)信息的融合和分享。

1.5G智慧油田的概念和主要內(nèi)容

1.1“5G智慧油田”的概念

5G智慧油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上被提出來的具有時代意義的全新的理念?，F(xiàn)階段，由于5G智慧油田仍舊處于初始發(fā)展的階段，且尚不成熟，因此，還沒有針對5G智慧油田的一個標準化定義。作為數(shù)字油田的一種高級發(fā)展模式，5G智慧油田充分體現(xiàn)了能源行業(yè)發(fā)展的演進過程和必然趨勢。數(shù)字油田的主要發(fā)展目標是實現(xiàn)油田經(jīng)營、運作、管理的智能化，5G智慧油田則區(qū)別于數(shù)字油田的發(fā)展模式，著重強調(diào)智能化和人類智慧的完美結(jié)合。因此，從數(shù)字油田到5G智慧油田經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)收集歸納到深度挖掘、整理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變階段，充分實現(xiàn)了對傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化管理。此外，建設(shè)5G智慧油田關(guān)鍵在于充分結(jié)合現(xiàn)今信息科學技術(shù)，對于油田的運行系統(tǒng)信息進行安全、有效的整合分析，從而實現(xiàn)油田的智能化管理運作模式。

1.2“5G智慧油田”的主要內(nèi)容

5G智慧油田主要涉及到生產(chǎn)和生活兩個主要方面。按照職能劃分大致可以從智慧工程、智慧管理、智慧地質(zhì)、智慧民生幾個方面來考察。首先，所謂智慧工程指的是在工程建設(shè)中充分使用各種先進的技術(shù)手段。5G智慧油田建設(shè)中所涉及到的工程主要有勘探、鉆井、采油、運輸、道路、原油、電力、通訊等工程。其次，智慧管理旨在實現(xiàn)對石油的生產(chǎn)運營實現(xiàn)遠程上的監(jiān)督管理。通過監(jiān)控系統(tǒng)可以對各崗位實現(xiàn)實時動態(tài)的監(jiān)督，當出現(xiàn)問題的時候通過遠程的診斷、分析，發(fā)現(xiàn)問題所在并做出及時有效的處理。通過這樣的管理方式使得整個石油生產(chǎn)運作平臺可以安全、健康的運行，同時還大大降低了能源的消耗，增加了產(chǎn)能。

2.5G智慧油田建設(shè)展望

2.1油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標是通過部署井場數(shù)據(jù)采集、遠程控制、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對各類生產(chǎn)井、站、管線的全過程、全天候、全業(yè)務(wù)、全覆蓋，達到對井場自動感知、無人值守、重點巡查、組織維修的效果，實現(xiàn)提高勞動生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)的目標;對參與油氣生產(chǎn)的各類資源（人員、設(shè)備、儀表等）形成實時管控;構(gòu)建扁平化綜合管理平臺，減少管理層級，應(yīng)用先進、綜合技術(shù)手段提高管理實效。

2.2數(shù)字化井場

在井口部署單井綜合測控柜和壓力、溫度等多種傳感器，實現(xiàn)單井生產(chǎn)參數(shù)的采集以及對抽油機的遠程啟停及變頻控制。井場所有數(shù)據(jù)上傳至中心控制室的采集服務(wù)器顯示、存儲及應(yīng)用，從而實現(xiàn)對單井生產(chǎn)全過程、全天候的遠程管理，實現(xiàn)無人值守，井場只需要定期巡檢。

單井綜合測控柜主要針對油井、氣井、水井等目標實施智能監(jiān)測和遠程控制。本產(chǎn)品主要實現(xiàn)油井采集示功圖、載荷、回壓、井口溫度、電流、電壓有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、上下沖程最大電流值、上下沖程功率、平衡率、日用電量、累計電量、沖次、系統(tǒng)狀態(tài)與采集時間等數(shù)據(jù);遠程控制抽油機的啟停。

另外，在每座井場內(nèi)邊緣樹立監(jiān)控桿，桿上安裝紅外一體化攝像機和無線傳輸設(shè)備，實現(xiàn)井場視頻圖像的采集;監(jiān)控中心通過視頻服務(wù)器實現(xiàn)井場視頻圖像的遠程監(jiān)視、管理、儲存和控制。

2.3從數(shù)據(jù)下手，確保穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

對石油行業(yè)來說，對油氣資源的認識和掌握主要通過大量的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，通過對數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用，可以提高決策的準確性和全面性，實現(xiàn)新的油氣增產(chǎn)。

油田從數(shù)據(jù)入手，全面審視、思考和規(guī)劃油田信息化建設(shè);從數(shù)據(jù)出發(fā)，突破傳統(tǒng)的“硬件網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)-軟件”層次，以數(shù)據(jù)為主綱，考慮信息化的規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計與實施。建設(shè)滿足油田需求、優(yōu)化信息資源配置的新時期5G智慧油田，實現(xiàn)全油田大數(shù)據(jù)的大統(tǒng)籌、大優(yōu)化，建立集成統(tǒng)一的大平臺。主要包括以下內(nèi)容：①物聯(lián)網(wǎng)與油水井、站、庫等實時監(jiān)控;②大數(shù)據(jù)采集、處理、分析與云數(shù)據(jù)中心建設(shè);③移動計算與油田經(jīng)營管理平臺建設(shè);④云計算與油田專業(yè)應(yīng)用軟件平臺建設(shè)。

2.4以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技助推5G智慧油田建設(shè)

數(shù)據(jù)是兩化融合的基礎(chǔ)，油田企業(yè)擁有海量數(shù)據(jù)，如何安全、高效、綠色的存儲和使用數(shù)據(jù)，對油田企業(yè)而言是需要解決的一大難題。其次，數(shù)據(jù)源的建設(shè)也對油田企業(yè)形成了巨大挑戰(zhàn)。相比其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，油田企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較長，涵蓋了采集、加工、運輸、工程建筑等多個行業(yè)。同時，油田企業(yè)內(nèi)外部的數(shù)據(jù)源建設(shè)、數(shù)據(jù)采集，都對企業(yè)提出了很高的要求。另外，數(shù)據(jù)的可視化、符合行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建，都是大數(shù)據(jù)在兩化融合應(yīng)用中所要面對的問題。

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與5G智慧油田三者之間的關(guān)系是：物聯(lián)網(wǎng)是5G智慧油田的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的催化劑，大數(shù)據(jù)源于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;5G智慧油田的衡量指標由大數(shù)據(jù)來體現(xiàn)，大數(shù)據(jù)促進5G智慧油田的發(fā)展。大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是石油行業(yè)信息化深入、IT與業(yè)務(wù)深度融合的必然趨勢，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)全面優(yōu)化信息資源是5G智慧油田建設(shè)的必由之路。

2.5大力推進數(shù)據(jù)的融合實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享

5G智慧油田是建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上的，其生產(chǎn)、運營、管理的核心部分也是互聯(lián)網(wǎng)。觀察5G智慧油田的形成歷程可以發(fā)現(xiàn)，5G智慧油田的建設(shè)是一個由“量變”到“質(zhì)變”的一個緩慢發(fā)展過程。而物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也是這樣，在很長的一段時間內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)一直是處于“量變”到“質(zhì)變”中間的某個過程。實踐表明，“重網(wǎng)絡(luò)輕數(shù)據(jù)”的觀念是一個典型的應(yīng)用系統(tǒng)的誤區(qū)，要想實現(xiàn)信息共享，首先應(yīng)該做的就是做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作。而5G智慧油田建設(shè)的重中之重也是做好管理統(tǒng)籌工作，從而逐步實現(xiàn)管理的信息化建設(shè)。

2.6著手物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范化和標準化體系的建設(shè)

長期以來，各行各業(yè)的發(fā)展過程中關(guān)于標準體系的建立都有一個潛在的規(guī)律可循。標準體系來源于技術(shù)標準，技術(shù)標準則是從行業(yè)標準中演變發(fā)展而來的，行業(yè)標準往往則是在實踐經(jīng)驗中提煉總結(jié)而來的。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的5G智慧油田的發(fā)展應(yīng)該著手建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范化的作業(yè)和標準化的體系，只有這樣才能逐步實現(xiàn)5G智慧油田的高效快速發(fā)展。

3.結(jié)論與認識

5G 移動通信技術(shù)是當前最為先進的通信技術(shù)之一，對于我國實現(xiàn)更加快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及為相關(guān)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供有效的技術(shù)支持，發(fā)揮著不可忽視的重要作用。通過對 5G 移動通信技術(shù)特征的深入分析，萬物互聯(lián)、生活云端化以及智能交互，是 5G 移動通信技術(shù)未來發(fā)展與應(yīng)用的主要方向。智慧油田通過5G技術(shù)的實際應(yīng)用，將得到劃時代意義的飛躍。

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