物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動數(shù)字油田建設(shè)的思考

劉冠辰

[摘 要]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已逐漸應(yīng)用到各個行業(yè)，在現(xiàn)代工業(yè)、公共服務(wù)以及家庭生活等眾多領(lǐng)域得到了滲透性發(fā)展，是驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要因素。石油企業(yè)是一種傳統(tǒng)的能源型企業(yè)，在現(xiàn)今的發(fā)展中急需進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，降低生產(chǎn)成本，建設(shè)數(shù)字化油田。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);數(shù)字油田;數(shù)據(jù)驅(qū)動

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.036

[中圖分類號]F270.7;TP391.3[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）18-00-02

0? ? ?引 言

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展受到了世界各國的廣泛關(guān)注，我國已經(jīng)將其作為國家戰(zhàn)略性發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一，并將加強物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)作為促進各大油田發(fā)展的重要任務(wù)。

1? ? ?數(shù)字油田的戰(zhàn)略意義

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)不斷應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。只有掌握相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)，才能提升油田生產(chǎn)效率，有效控制生產(chǎn)過程中的成本。石油行業(yè)擔(dān)負了保障國家重要資源的任務(wù)，在新時代經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，油田企業(yè)想要提升勘探、開采、處理以及消費全價值鏈效益，需要進行數(shù)字化油田建設(shè)?，F(xiàn)階段，數(shù)字化油田是時代發(fā)展的必然趨勢。2005年，IBM（International Business Machines Corporation，國際商業(yè)機器公司）與挪威的石油公司率先開始了數(shù)字化油田建設(shè)，通過使用相關(guān)技術(shù)，感知地下油田的運行情況，促使其能夠?qū)崿F(xiàn)更加精準(zhǔn)、快速地進行油田生產(chǎn)管理，提升油田生產(chǎn)壽命和質(zhì)量。數(shù)字油田系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的油田工作開展方式，實現(xiàn)了油藏開發(fā)過程中的辦公自動化運用，能夠節(jié)省企業(yè)1/3的人力與財力，全方面提升油田管理工作水平，促進油田管理工作順利開展。

2? ? ?物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字油田中的應(yīng)用

2.1? ?支持密集型決策

石油產(chǎn)業(yè)是一個資金技術(shù)投入密集的產(chǎn)業(yè)，可以借助先進的設(shè)備與技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備的有效管理與運行維護，實現(xiàn)精細化管理，提升投資回報率。數(shù)字油田建設(shè)最重要的內(nèi)容是數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，其中，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策建立在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)決策基礎(chǔ)上。油田生產(chǎn)是一個特殊的工業(yè)場景，在實際工作中具有獨特的業(yè)務(wù)特征。例如，油田的大規(guī)模生產(chǎn)，出現(xiàn)了一系列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)總量龐大、分散性強、復(fù)雜度高的特征。以渤海油田的發(fā)展情況為例，該油田的作業(yè)面積覆蓋整個渤海灣，油田生產(chǎn)要素覆蓋整個海域。因此，在渤海油田開采過程中，項目單位應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)聯(lián)動，擴大數(shù)據(jù)范圍。在高危的環(huán)境中開展工作，需要保證數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的安全，同時還要嚴格按照防爆要求，克服電磁環(huán)境的不利影響，積極展開工作。在油田發(fā)展中，油井下方的數(shù)據(jù)信息采集仍然是工作難點，普通的工業(yè)化產(chǎn)品在高溫、高壓以及易燃易爆的環(huán)境下無法正常使用，且在一些生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、動態(tài)程度高的生產(chǎn)場景中，對數(shù)據(jù)要求較高。因此，在數(shù)字油田建設(shè)中，油田企業(yè)必須應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持密集型決策，不論在數(shù)據(jù)端、核心端還是決策端，都要保證數(shù)據(jù)使用達到相

應(yīng)的要求。

2.2? ?收集海量數(shù)據(jù)

物聯(lián)網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)分為“端”“管”和“云”?！岸恕敝笖?shù)據(jù)的使用終端，包括對數(shù)據(jù)采集的終端與指令使用的終端，并根據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生需要執(zhí)行的數(shù)據(jù)指令?！肮堋敝笖?shù)據(jù)傳輸通道，能將數(shù)據(jù)與終端之間的節(jié)點、終端節(jié)點與控制核心之間交互?！霸啤笨梢岳斫鉃楹诵亩说牟渴馉顟B(tài)，在實際運用中，核心端可以脫離“云”獨立存在。但是在使用物聯(lián)網(wǎng)時，需要收集海量數(shù)據(jù)，考慮到數(shù)據(jù)運行的安全性需求，油田企業(yè)應(yīng)將核心端部署在“云”上，突出數(shù)據(jù)安全、大數(shù)據(jù)支持以及敏捷開發(fā)等優(yōu)勢。

2.3? ?存儲并使用數(shù)據(jù)信息

通過分析智慧油田建設(shè)的特殊性以及物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田發(fā)展中的應(yīng)用優(yōu)勢。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，終端產(chǎn)業(yè)也有了相應(yīng)進步，因此，油田企業(yè)應(yīng)以數(shù)字油田生產(chǎn)技術(shù)為支撐，并滿足行業(yè)發(fā)展的相應(yīng)需求。各國油田行業(yè)，包括通用、霍尼韋爾等工業(yè)發(fā)展巨頭，在研究中不斷加快傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的步伐，促使壓力及動態(tài)壓力傳感器等多種設(shè)備能適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，通過多場景、多類型以及多格式的數(shù)據(jù)采集，有效解決實際問題。在數(shù)據(jù)傳輸方面，5G技術(shù)作為引領(lǐng)時代快速發(fā)展的高速移動寬帶傳輸，將LORA等作為低功耗、廣覆蓋的連接技術(shù)代表，并利用WiFi、NFC等傳統(tǒng)的傳輸方式，不論在移動、固定還是遠距離等場景中，都能及時找到可以現(xiàn)場傳輸?shù)慕鉀Q方案。隨著大數(shù)據(jù)、云計算以及人工智能技術(shù)等發(fā)展，數(shù)據(jù)處理端實現(xiàn)了對海量數(shù)據(jù)信息存儲及高強度使用，在智能算法的基礎(chǔ)上，有效促進數(shù)字油田發(fā)展。通過以上研究可以得出，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為我國的數(shù)字化油田建設(shè)帶來了非常難得的

發(fā)展機遇。

3? ? ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在海上石油行業(yè)的初步探索

3.1? ?結(jié)合海上石油生產(chǎn)特點

在海上石油開采過程中，面臨的開采環(huán)境比陸地環(huán)境更加嚴峻，海上數(shù)字化油田建設(shè)存在更多困難。以渤海油田開采為例，在渤海灣的內(nèi)部分布中，各個油田之間分散，使用的生產(chǎn)設(shè)施如吊籠、氣瓶以及集裝箱等生產(chǎn)物資的流動，具有流動性范圍廣、頻率高的特點，導(dǎo)致油田實際開采中出現(xiàn)了難以追蹤資產(chǎn)的問題。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到渤海油田的發(fā)展中，能夠很好地解決現(xiàn)存問題。

3.2? ?確定實驗方案

海上石油行業(yè)應(yīng)采用寬帶傳輸方式傳輸信息，使用低能耗的覆蓋LORA技術(shù)匯聚信息，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的接力傳輸。首先，充分規(guī)劃現(xiàn)有方案，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信號在渤海油田的全面覆蓋，保障實際生產(chǎn)時，物資運輸路徑能夠全面覆蓋信號。其次，在運輸生產(chǎn)物資時，海上石油企業(yè)應(yīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，安裝定位終端，提升石油定位的精準(zhǔn)度。再次，在數(shù)據(jù)終端應(yīng)用定制的防爆防鹽霧設(shè)施，測試待機時間需要超過兩年，并經(jīng)受各種惡劣的環(huán)境壓力測試。最后，在核心端中開發(fā)定位終端軟件，實現(xiàn)各個終端的遠程管理、配置以及狀態(tài)查看，同時收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行分析，通過可視化的程序?qū)崟r呈現(xiàn)渤海灣的目標(biāo)設(shè)施地理位置。

3.3? ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海上油田的應(yīng)用效果與發(fā)展

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在油田的數(shù)字化建設(shè)中，能夠有效提升油田建設(shè)的物資管理水平與效率，保障設(shè)施使用安全，降低油田生產(chǎn)成本。渤海油田是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進數(shù)字化油田建設(shè)的成功案例，彰顯了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字化油田中的契合度與生命力，有效促進我國數(shù)字化油田發(fā)展。數(shù)字化油田發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合使用，能夠促進渤海油田對石油資源的開發(fā)，且在生產(chǎn)過程中能夠節(jié)省人力資源，提升生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本與能耗支出。油田企業(yè)在未來的發(fā)展中，數(shù)字化油田將朝著更加科學(xué)智能的方向發(fā)展，實現(xiàn)油田的井場無人化生產(chǎn)，提升油田生產(chǎn)過程中的安全性。除此之外，在油田建設(shè)過程中，油田企業(yè)還要不斷學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動數(shù)字化油田建設(shè)，分享優(yōu)秀的案例，促進我國油田建設(shè)向數(shù)字化油田轉(zhuǎn)型。

4? ? ?結(jié) 語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的日趨成熟，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到智能交通、智能家居、智能電網(wǎng)等行業(yè)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化油田建設(shè)迫在眉睫。但是在數(shù)字化油田建設(shè)過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還面臨比較多的挑戰(zhàn)，因此，油田企業(yè)需要根據(jù)實際情況及時解決出現(xiàn)的問題，不斷促進數(shù)字化油田建設(shè)。

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