大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油田建設(shè)中的應(yīng)用研究

趙雪松

（大慶油田第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

智慧油田建設(shè)與發(fā)展是當(dāng)前油田領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)方向，通過(guò)智慧油田建設(shè)，油田生產(chǎn)過(guò)程中的多個(gè)子系統(tǒng)都能夠在統(tǒng)一的平臺(tái)中加以有效管理，不同子系統(tǒng)、模塊處于智慧油田系統(tǒng)的綜合控制下，通過(guò)自動(dòng)化、智能化技術(shù)等的應(yīng)用，相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息能夠加以共享，大大提高了油田生產(chǎn)中信息傳輸?shù)男?，使得各種的生產(chǎn)決策更為科學(xué)。大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為開(kāi)放型油田生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)提供了技術(shù)支持，是智慧油田建設(shè)中的核心技術(shù)，在未來(lái)，各個(gè)油田企業(yè)需加強(qiáng)這些技術(shù)的應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是很多技術(shù)的綜合，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、物與人的連接處理，而在此連接網(wǎng)絡(luò)中，傳感器是重要的傳感設(shè)備，再加上射頻識(shí)別、GPS等技術(shù)，使得在整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)各種信息的采集、監(jiān)控、連接與活動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的連接處理需遵守相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)此技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)物品的智能化感知、跟蹤與監(jiān)測(cè)。大數(shù)據(jù)指的是無(wú)法用常規(guī)軟件獲取、處理與管理的數(shù)據(jù)集合，具有種類繁多、海量性特征。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，再加上信息技術(shù)等在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得在生產(chǎn)生活中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，只有對(duì)應(yīng)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些海量數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理與分析，發(fā)揮數(shù)據(jù)資源的價(jià)值，將處理以后的各種數(shù)據(jù)作為決策的重要參考。

2 大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油田建設(shè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取效率

油氣資源作為一種重要的生產(chǎn)資源，在油田的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程中，常常存在復(fù)雜、惡劣開(kāi)采條件的限制，必須要結(jié)合油田分布的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)保障開(kāi)發(fā)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。傳統(tǒng)的人工開(kāi)發(fā)難以滿足當(dāng)下的發(fā)展需求，開(kāi)采效率十分低下，而信息化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)將成為改變油田開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)。智慧油田是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠保障油田安全、環(huán)保的目標(biāo)，提升整個(gè)油田的開(kāi)發(fā)效率與質(zhì)量。通過(guò)智慧油田系統(tǒng)的建設(shè)，能夠在油田生產(chǎn)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備的全過(guò)程、智能化管理。從當(dāng)前我國(guó)油田開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀來(lái)看，一些油田企業(yè)存在開(kāi)發(fā)成本過(guò)高、資源浪費(fèi)等情況，這種現(xiàn)狀阻礙了智慧油田建設(shè)的步伐。大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠改變這種現(xiàn)狀，應(yīng)用這些技術(shù)所構(gòu)建的智慧油田生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)生產(chǎn)要素的管理，系統(tǒng)自帶的數(shù)字存儲(chǔ)與處理軟件能夠保障對(duì)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合、共享與處理，使得生產(chǎn)資源與要素能夠得到最為有效的利用，提升油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

2.2 保障生產(chǎn)作業(yè)安全性

技術(shù)是推動(dòng)智慧油田建設(shè)的核心力量，而各種智能化技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用加快了油田生產(chǎn)的數(shù)字化、智能化發(fā)展。在很多的油田企業(yè)，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使得油田生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的發(fā)展模式，智慧油田建設(shè)成為主流趨勢(shì)，這些技術(shù)的應(yīng)用使得油田生產(chǎn)更具安全性。雖然很多油田逐步加快了智慧油田建設(shè)，但是，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并未得到普及與推廣，導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程中的諸多安全隱患并未徹底消除。因此，智慧油田建設(shè)中要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，充分應(yīng)用這些技術(shù)來(lái)建立專業(yè)的生產(chǎn)與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合處理，將各種數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，這種數(shù)據(jù)處理與利用能夠大大保障決策的科學(xué)性，及時(shí)進(jìn)行各種安全隱患的識(shí)別與預(yù)防。

3 大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油田建設(shè)中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著智慧油田理念的提出，國(guó)內(nèi)很多的油田都在積極嘗試實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想，而大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧油田建設(shè)中不可或缺的技術(shù)，應(yīng)用這些技術(shù)能夠使得在油田生產(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)λ械纳a(chǎn)要素加以全面感知、識(shí)別與處理，屬于一種新型的油田建設(shè)與發(fā)展理念。智慧油田建設(shè)的最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)、無(wú)人操控的效果。

3.1 油氣資源生產(chǎn)過(guò)程中的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧油田建設(shè)中的應(yīng)用要首先建立資源生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，使得在油田生產(chǎn)過(guò)程中，該物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井場(chǎng)全部數(shù)據(jù)與信息的全方位采集、各個(gè)生產(chǎn)部門的遠(yuǎn)程控制。油氣資源生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑺杉男畔⑥D(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑髷?shù)據(jù)，而有關(guān)的后臺(tái)管理人員能夠充分利用這些數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的控制與監(jiān)督，比如，油、水井、中轉(zhuǎn)站、計(jì)量站等生產(chǎn)子系統(tǒng)、模塊都能夠處于全天候的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)下的智慧油田生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)所配備的各種傳感器設(shè)備、感應(yīng)裝置能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況加以自動(dòng)感知，大大減少了在油田生產(chǎn)、管理與控制方面的人力資源投入。在油田作業(yè)區(qū)域內(nèi)，常常存在一些安全威脅相對(duì)較大的區(qū)域，智慧油田生產(chǎn)模式下，系統(tǒng)能夠?qū)σ恍┲攸c(diǎn)區(qū)域加以檢查，實(shí)現(xiàn)安全隱患的識(shí)別，而根據(jù)安全檢查結(jié)果，有關(guān)人員能夠及時(shí)制定相應(yīng)的安全預(yù)防與處理方案，有效保障作業(yè)的安全性。智慧油田模式下，整個(gè)智慧系統(tǒng)本身能夠?qū)ιa(chǎn)作業(yè)人員、設(shè)備與儀表等生產(chǎn)要素實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，綜合化生產(chǎn)平臺(tái)的構(gòu)建使得管理層級(jí)精簡(jiǎn)，信息化管理技術(shù)等的應(yīng)用提升了系統(tǒng)的管理效率與質(zhì)量，加快了信息傳輸效率。此外，在油田生產(chǎn)過(guò)程中常常還涉及了諸多的測(cè)量環(huán)節(jié)，智慧系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種測(cè)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

總之，油氣資源生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的最終目標(biāo)是要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、智能視頻監(jiān)控等目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)油田生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)要素的全天候、全過(guò)程與全覆蓋管理。

3.2 數(shù)字化井場(chǎng)

數(shù)字化井場(chǎng)的建立是智慧油田建設(shè)的重點(diǎn)，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，有關(guān)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)油、水井作業(yè)情況，在相關(guān)位置安裝智能測(cè)量控制柜、井下壓力等傳感裝置，這些傳感設(shè)備與裝置的使用使得在油田生產(chǎn)的過(guò)程中，智慧生產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)λ械挠?、水井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)加以采集、管理與控制，還能夠?qū)Τ橛蜋C(jī)、螺桿泵等裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的，有效避免了人為數(shù)據(jù)收集、控制所造成的生產(chǎn)問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)在獲得井場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以后，由于智慧生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)包含了信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)由此網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以被傳輸給各個(gè)的監(jiān)測(cè)中心，最終在終端上加以呈現(xiàn)，這種數(shù)據(jù)采集、傳輸與保存有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)油田生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制，即使在無(wú)人值守的情況下，系統(tǒng)也可以自動(dòng)對(duì)經(jīng)常加以巡檢。智能測(cè)量控制柜的使用能夠獲得抽油機(jī)的示功圖、抽油桿載荷井口回壓與溫度、電流與電壓等各種生產(chǎn)參數(shù)信息的采集，當(dāng)獲得這些信息以后，系統(tǒng)可以根據(jù)對(duì)信息的分析結(jié)果，進(jìn)一步進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制與管理，使得抽油機(jī)的啟?？刂聘呖茖W(xué)與準(zhǔn)確。

比如，以某數(shù)字化井場(chǎng)為例，其構(gòu)成如圖1所示，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，需在油田的每座井場(chǎng)的內(nèi)邊緣位置，樹(shù)立專門的監(jiān)控桿，并將紅外線一體化攝像機(jī)、無(wú)線傳輸設(shè)備等安裝在該監(jiān)控桿上，在油田生產(chǎn)過(guò)程中，監(jiān)控桿上的攝像機(jī)、無(wú)線傳輸設(shè)備能夠?qū)畧?chǎng)的各類信息加以采集與獲取，所獲得的信息最終會(huì)以視頻圖像的形式呈現(xiàn)，而監(jiān)控中心能夠根據(jù)所獲得的井場(chǎng)視頻圖像信息，對(duì)各個(gè)井場(chǎng)實(shí)施遠(yuǎn)程控制與管理。當(dāng)監(jiān)控中心所獲得的視頻圖像存在異?，F(xiàn)象時(shí)，有關(guān)人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并通過(guò)原因分析，制定相應(yīng)的處理措施，當(dāng)處理方案確定以后，監(jiān)控中心要將相應(yīng)的控制決策反饋給各個(gè)井場(chǎng)，最大程度上保障正常的生產(chǎn)作業(yè)。

圖1 數(shù)字化井場(chǎng)

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著油田開(kāi)發(fā)力度的增大，各個(gè)油田企業(yè)逐步意識(shí)到應(yīng)用傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)存在各種的技術(shù)局限，油田企業(yè)需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，加快推進(jìn)智慧油田建設(shè)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，完善智慧油田的功能，徹底轉(zhuǎn)變油田生產(chǎn)模式，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，保障作業(yè)的安全性。