基于5G 技術(shù)的油田發(fā)展探究

葉 銘

（新疆油田公司數(shù)據(jù)公司，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

現(xiàn)階段，伴隨著5G 網(wǎng)絡(luò)在全國乃至全世界范圍內(nèi)的全面覆蓋，多樣化的信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為推動各領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的價值鏈獲得了全面的革新，全球油田行業(yè)也迎來了深刻的變革。近些年，眾多油氣企業(yè)進一步加強了5G 技術(shù)方面的投入，從而實現(xiàn)了從生產(chǎn)到銷售等多環(huán)節(jié)的數(shù)字化實踐，部分數(shù)字油田也已經(jīng)進一步升級成為智慧油田，從而有效推動了企業(yè)運作效率與品質(zhì)的全方位提升。

1 5G 技術(shù)應(yīng)用背景下油田發(fā)展趨勢

1.1 智能化

物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的充分結(jié)合，可有效實現(xiàn)對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)全方位的監(jiān)測解析。如果將相關(guān)數(shù)據(jù)有效運用，可為生產(chǎn)動態(tài)化監(jiān)測與趨勢預(yù)測提供指導(dǎo)，進一步展現(xiàn)數(shù)據(jù)價值，在今后運用5G 技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集、存儲、解析時，以更好實現(xiàn)對油田生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的動態(tài)化監(jiān)管。這也非常有助于探尋油田運作中的要點，全面提高油田運作的效率，為實現(xiàn)油田生產(chǎn)工藝的品質(zhì)管控提供重要的技術(shù)支持。

1.2 專業(yè)化

在油田開發(fā)階段，因為基礎(chǔ)理論探究性不足、資料精準度不高等因素，定性解析始終是開發(fā)工作探究的一個關(guān)鍵方式，然而定性解析的精準度與可靠性往往低于定量探究，怎樣將更多的定性解析轉(zhuǎn)變?yōu)槎刻骄筷P(guān)乎油田開發(fā)品質(zhì)的提升。而借助多維度的數(shù)據(jù)解析可有效驗證油田管理各個節(jié)點的數(shù)據(jù)品質(zhì)，借助數(shù)據(jù)解析可量化所有專業(yè)工作中生產(chǎn)狀態(tài)改變的因素，以更好地實現(xiàn)油田的優(yōu)化管理。

1.3 數(shù)據(jù)化

在石油開發(fā)階段，倘若所運用數(shù)據(jù)的精準度不足，則勢必會導(dǎo)致開發(fā)工作效率與質(zhì)量大打折扣。現(xiàn)階段，石油開發(fā)更多的是結(jié)合專家經(jīng)驗與以往的技術(shù)結(jié)論，這也是造成石油勘探開發(fā)成本相對較高的核心因素之一。不過，伴隨著技術(shù)的全面發(fā)展，數(shù)據(jù)的運用體量逐步增加，倘若可以正確且規(guī)范化地運用相關(guān)數(shù)據(jù)，將更好地指導(dǎo)科學(xué)決策，全面提升石油開發(fā)水準。特別是結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)可探尋到數(shù)據(jù)背后所隱藏的重要信息，運用數(shù)據(jù)結(jié)論來排除不確定性因素，以進一步提升決策的合理性。

1.4 便攜化

在石油行業(yè)中，所有單位之間的生產(chǎn)業(yè)務(wù)存在顯著的差異化問題，導(dǎo)致創(chuàng)建標準信息化成果共享平臺的難度相對較大。倘若平臺無法有效地建設(shè)與運用，勢必會造成各單位之間專業(yè)知識、運作理念、研究成果無法實現(xiàn)高效、深入的交流與共享，從而造成油田探究成果的浪費。所有單位要將各個環(huán)節(jié)的知識、研究成果快速融合到全新的維度，實現(xiàn)高效化協(xié)作，真正意義上實現(xiàn)“1+1 ＞2”的成果共享。

在5G 技術(shù)全面運用的背景下，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)可將各環(huán)節(jié)的經(jīng)驗、研究成果有機融合，將生產(chǎn)全過程的各類型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到一起，真正意義上實現(xiàn)自動化、可視化、智能化的管理。有了此平臺，普通員工也可以達到專家水準的解析水平。

1.5 安全化

安全生產(chǎn)對于保障油田開采效率有重要的意義，甚至很大程度上決定著油田的發(fā)展。而安全生產(chǎn)幾乎伴隨著油田領(lǐng)域發(fā)展的整個階段，其研究目標從最初的設(shè)備逐步深入系統(tǒng)觀點探究。

2 5G 技術(shù)在數(shù)字油田建設(shè)中的應(yīng)用背景

2.1 數(shù)字油田建設(shè)概況

在進行油田建設(shè)的過程中，運用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算機技術(shù)能夠有效提升油田建設(shè)的整體效果。數(shù)字油田建設(shè)工作的開展能夠全面覆蓋油田的生產(chǎn)系統(tǒng)和辦公區(qū)域，實現(xiàn)全面化的信息管理。在這一背景下，5G 技術(shù)的科學(xué)運用能夠進一步促進數(shù)字油田的智慧化發(fā)展。數(shù)字油田在實際建設(shè)的過程中，能夠依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)油田的數(shù)據(jù)采集等工作，并結(jié)合當(dāng)前的智能云技術(shù)進一步實現(xiàn)油田的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級。在整個數(shù)字油田建設(shè)的過程中，5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及人工智能技術(shù)等各類先進技術(shù)的融合與發(fā)展能夠有效推動油田的智能化和數(shù)字化發(fā)展。

2.2 數(shù)字油田建設(shè)背景

一些油田企業(yè)在進行數(shù)字化建設(shè)的過程中，利用實時監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)控和管理，并對過程中的各項數(shù)據(jù)進行詳細記錄，最終在對設(shè)備進行優(yōu)化的過程中實現(xiàn)設(shè)備的升級。事實上，對油田企業(yè)來說，科學(xué)開展物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)這一工作能夠有效提升企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的采集速度，從而能夠?qū)τ吞镞M行更為有效的監(jiān)控與管理，進一步提升油田的整體工作效率。在這一基礎(chǔ)上，如果能夠融入5G 相關(guān)技術(shù)，將能夠幫助油田企業(yè)對當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)進行進一步的優(yōu)化與升級，從而可以進一步提升油田企業(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，有利于油田企業(yè)的長久發(fā)展。

2.3 5G 技術(shù)應(yīng)用要求

油田在日常建設(shè)的過程中，往往需要開展各類數(shù)據(jù)收集工作，從而實現(xiàn)遠程操作。在5G 背景下，油田企業(yè)在實際建設(shè)的過程中，還需要在油氣井生產(chǎn)和污染操作等方面應(yīng)用5G 技術(shù)。5G 技術(shù)的融入能夠使上述工作的開展效果有所提升，也能夠進一步促進油田的全面發(fā)展。

3 5G 技術(shù)在油田中的運用

3.1 5G 技術(shù)全面支持油田無人值守

油田通常分布于人煙稀少的沼澤、盆地等區(qū)域，鑒于其工作開展環(huán)境與性質(zhì)特征，此領(lǐng)域的管控與安全防護工作仍然存在著諸多問題。想要有效解決相關(guān)問題，信息化技術(shù)無疑成為重要的手段。

如今，我國電信、移動等通信公司也在不斷加強與石油企業(yè)的深入合作。例如，諸多油田勘探企業(yè)陸續(xù)創(chuàng)建了5G+無人值守的智慧油田，真正意義上實現(xiàn)了生產(chǎn)運作監(jiān)控、動態(tài)化數(shù)據(jù)解析、事件自動預(yù)警、事件應(yīng)急處理等多樣化的功能，也實現(xiàn)了轉(zhuǎn)型升級。

3.1.1 有效實現(xiàn)智能機器人巡檢

5G 技術(shù)的發(fā)展進一步推動了智能機器人不斷升級與深入運用。而智能機器人借助專業(yè)化的視覺導(dǎo)航，融合多傳感器的信息融合、多維新型感知與處理等多樣化方式，將所收集的數(shù)據(jù)、聲音等進行解析，傳輸?shù)綌?shù)控中心，從而讓工作人員可以第一時間探知站點的具體情況。智能機器人可自主進行信息收集并進行有效整合，生成標準化的巡檢報表。智能機器人可按時按點對站點開展系統(tǒng)化巡檢，全面提升了工作開展效率，同時其具備的視頻監(jiān)控功能可以對站點設(shè)施開展規(guī)范化監(jiān)控，倘若探知到異常情況，可進行有效預(yù)警。

3.1.2 基于5G 技術(shù)的油田智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)

如今結(jié)合現(xiàn)代化的5G 技術(shù)，智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能更具多樣化。例如，相關(guān)系統(tǒng)可借助圖像處理、模式判定與專業(yè)化的視覺技術(shù)，在場站工作開展中，憑借5G 信息終端系統(tǒng)優(yōu)異的數(shù)據(jù)解析能力，更為精準且迅速地探知到故障產(chǎn)生的區(qū)域。智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)可借助人工與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)監(jiān)控效率不斷提高與監(jiān)管范圍不斷擴大。

基于5G 技術(shù)的智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下幾個方面的運用特征。第一，可實現(xiàn)對監(jiān)控目標的自動化檢測，特別是在檢測過程中可以有效過濾視頻畫面中的無價值信息；第二，可對監(jiān)控的目標開展科學(xué)的分類與解析，自動判定出多樣化的物體；第三，依據(jù)解析結(jié)果自主判定是否需要進行預(yù)警操作。智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運用可以讓相關(guān)的管理工作人員第一時間探知問題并進行妥善處理，從而有效減少場站中所蘊藏的安全隱患。

3.2 5G 技術(shù)有效推動石油運輸?shù)闹悄芑l(fā)展

石油運輸是石油運作的重要環(huán)節(jié)。伴隨著如今經(jīng)濟的全面發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)κ偷男枨罅恳苍陲@著提升，這進一步推動了石油運輸發(fā)展的常規(guī)化。

公路運輸是一種非常重要的石油運輸模式，因為其相比其他運輸方式更具靈活性，所以其無法被取代。不過，伴隨著油罐車發(fā)車的密集度顯著提升，石油運輸安全也成為油田行業(yè)發(fā)展需要關(guān)注的重點。

3.2.1 基于5G 的車路協(xié)同技術(shù)

2020 年，我國首條石化運輸智慧路在以石油化工為核心產(chǎn)業(yè)的遼寧省盤錦市正式開工，其進一步推動了石油公路運輸?shù)闹悄芑l(fā)展，特別是基于5G 的車路協(xié)同技術(shù)的全面運用進一步推動了石油公路運輸?shù)陌踩\作。

例如，借助基于5G 的車載單元（On Board Unit，OBU）設(shè)備，可以有效對運輸車輛開展厘米精準級別的定位，人工智能（Artificial Intelligence，AI）攝像頭等路側(cè)單元（Road Side Unit，RSU）設(shè)備可以動態(tài)化探測路況、氣象等，然后通過專業(yè)化的邊緣云計算，使車輛與行駛路線數(shù)據(jù)進行協(xié)同化交互，讓駕駛?cè)藛T有效掌握實時路況。同時，讓相關(guān)監(jiān)管部門探測到車輛所在的具體區(qū)域與行駛狀態(tài)，可預(yù)判并規(guī)避可能會產(chǎn)生的隱患。

3.2.2 5G 技術(shù)加持的管道運輸

石油天然氣管道運輸作為我國新時期能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵組合環(huán)節(jié)，在推動國家經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展方面有著積極的影響。為了進一步提升油氣長輸管道安全防護的智能化水準，融合5G 技術(shù)，加強管道運輸?shù)闹悄芑芸爻蔀榇隧椆ぷ鏖_展的重點所在。

例如，智能化無人機全自主油氣長輸管線巡檢系統(tǒng)可有效運用多樣化的巡檢模式，依據(jù)光學(xué)變焦等，對車輛行駛、施工等多樣化場景進行智能判定，借助5G 技術(shù)動態(tài)回傳高清影像來完成規(guī)范化的大數(shù)據(jù)解析，以實現(xiàn)全程的無人操控與動態(tài)化預(yù)警。

4 5G 技術(shù)應(yīng)用效果

4.1 實現(xiàn)VR 技術(shù)與機器人技術(shù)的應(yīng)用

利用5G 技術(shù)，能夠使虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)和其他先進技術(shù)的使用效果得到一定的提升。當(dāng)前，許多行業(yè)中都已經(jīng)利用機器人來開展管線查詢等工作。這一工作實際上也是油田未來建設(shè)的一個主要方向。而VR 技術(shù)的應(yīng)用能夠及時對監(jiān)控系統(tǒng)進行回看，通過對相關(guān)操作的完善有效提升油田建設(shè)過程中的數(shù)字化水平和信息化水平，使油田企業(yè)能夠更為高效地開展建設(shè)活動。

4.2 實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級

在數(shù)字油田建設(shè)的過程中，5G 技術(shù)的使用能夠?qū)崿F(xiàn)油田傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級。首先，5G 技術(shù)的使用能夠?qū)τ吞锂?dāng)前的感知技術(shù)進行突破。通過5G 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的融合，實現(xiàn)對油田的全面監(jiān)控與管理。其次，5G 技術(shù)的運用從一定程度上實現(xiàn)了油田技術(shù)的升級。實際上，無論是從生產(chǎn)的角度還是從管理的角度來說，5G 技術(shù)的使用都能夠?qū)τ吞飪?nèi)部的各個關(guān)鍵點進行實時的監(jiān)控與管理，因此能夠有效提升員工自身的信息化管理意識。最后，5G技術(shù)的運用進一步實現(xiàn)了油田管理方式的優(yōu)化與升級。5G 技術(shù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合可以實現(xiàn)對油田全過程的動態(tài)化監(jiān)控，并且能夠有效提升油田的生產(chǎn)效率，不僅能夠促進油田管理模式的升級，還能夠進一步加快油田數(shù)字化發(fā)展步伐。

5 數(shù)字油田建設(shè)未來發(fā)展趨勢

利用5G 技術(shù)來推動數(shù)字油田的建設(shè)主要表現(xiàn)在3 個方面。第一，各類數(shù)據(jù)之間能夠呈現(xiàn)出一種高度融合的趨勢。在油田整個生產(chǎn)過程中，其各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都能被有效整合到一起，并得到綜合應(yīng)用與分析。第二，對生產(chǎn)過程的可視化管理。未來，借助VR技術(shù)能夠?qū)τ吞锝ㄔO(shè)過程中的各個環(huán)節(jié)進行動態(tài)化監(jiān)控。第三，云計算技術(shù)的科學(xué)運用能夠進一步提升數(shù)字油田的整體管理水平與服務(wù)水平。

6 結(jié)語

現(xiàn)階段，智慧化油田建設(shè)成為該領(lǐng)域所關(guān)注的重點。而想要實現(xiàn)智能化油田的深入建設(shè)，技術(shù)因素是非常關(guān)鍵的一點。如今，伴隨著5G 技術(shù)不斷成熟與優(yōu)化，其大寬帶高速率、低時延高可靠性、廣覆蓋大連接等應(yīng)用特征也進一步凸顯出來，而通過與專業(yè)化技術(shù)的有機結(jié)合，勢必會推動油田領(lǐng)域長期良性發(fā)展，并為推動我國經(jīng)濟水平的全面提升打下堅實的基礎(chǔ)。