数字化油田建立物联网的意义

孙诚周婷(中国石油长庆油田分公司第二采油厂甘肃庆阳745000)

摘要：随着油田的建设，油田的精细化管理势在必行，数字化油田的最终形态必然是智能化油田。为了使智能化油田更快的普及开来，需要引入物联网技术作为支撑。物联网作为一个新兴科技带来的产物，对油田具有较强的适用性。本文将以物联网技术作为基础，阐明物联网对于建设智能化油田的意义所在。关键词：物联网；数字化油田；智能管理科技的发展带来了传感器、FRID、通信网络以及云计算等一系列技术的重大革新。物联网技术的应用范围开始越来越广泛，为构建数字化油田创造了可能性。数字化油田作为油田信息化的高级阶段，标志着油田信息化进入网络化、数字化、模型化和科学化的全新模式。在物联网技术的引导下，油田的数字化建设在油田数据采集、远程监控以及物资管理方面有着广阔的应用前景。

一、物联网的概念

物联网（InternetofThing，简称IOT）的概念最初在1999 年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的体系主要有三层：感知层、网络层以及应用层构成。物联网技术主要包括以下各类：

1.物品识别技术（RFID）

物品识别技术是实现物联网的技术。RFID 技术是将无线射频技术和嵌入式技术融合为一体的综合技术，在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。其优势在于对于目标对象的精准识别。

2.传感与传动技术

传感与传动技术为物联网实现人-物互动以及物-物互动提供了基础。同时它也将带动半导体、精密机械、电子元件、光声学等科技领域的进一步发展。

3.网络与通信技术

在物联网的时代，所有的物体都处于随时接收-传输数据的状态之中。为了完成海量的数据交换，将会带动有线网络升级、无线网络投资、信息设备及软件发展。

4.数据处理以及储存

海量数据交换伴随着极其庞大的数据处理能力及储存能力，势必将带来“云计算”在内的计算机软硬件的飞跃式发展。

二、物联网的油田应用

油气生产的流程主要包括：油气举升、注入、计量、集输以及分离处理等流程。在现有的生产条件下，通常以人工巡检为主要形式。这将必然导致生产效率下降、劳动强度增大，同时安全风险上升。伴随着精细化油田的建设，各大油田为了满足生产需求，已经建立了各自的工况监控、分析以及监测系统。但由于各个油田的地形环境、地质地貌以及生产现状不同，其具有的功能也不尽相同，因此并未形成一个统一的系统。针对现有的生产过程，亟需建立一套综合信息平台来解决现有的一系列问题。为生产过程的优化以及油田精细化管理提供保障，从而进一步提高生产效率和生产水平。物联网技术主要需要解决以下生产问题：

1.及时高效的了解生产现状；

2.提供故障报警以及预警服务；

3.生产报表自动生成；

4.自动控制生产过程；

5.高危环境等重点区域；

6.物联网系统的定时自检。

三、物联网的设计构想

设计物联网用以实现油水井生产过程的远程监控，从而对生产过程进行分析和改善。该优化系统通过网络技术远程收集油水井功图、温度、压力、扭矩等数据，能够对油水井生产工况进行实时监控；同时实现产液量计量的远程监控；能耗分析；应用扭矩法、电能法、功率曲线法等方法对抽油机进行平衡调节；在各种监控及诊断的基础上进行抽油机的参数优化设计调节；发布专家解决方案；通过远程的实时监控来智能控制关键环节的“大闭环”。

四、物联网存在的问题

1.由于物联网在行业内的应用都属于“闭环”方式，由于标准不一，规范不同以及体系差异，它局限在一个相对狭小的范围内，不能够完全实现信息共享，也不能够形成一个较为完整的体系，因此关于物联网的优势并未能够完全体现出来。

2.对物联网的关键性技术研究需要对于成熟的国外技术加以消化吸收，研发的过程应讲究应用引导开发，形成自主知识产权，以便更好的建设一个符合我国石油行业行情的物联网网络。

3.对于油田内部来说，油田本身处在一个较为复杂的地理环境之中，铺设光纤等存在技术、资金及工期等多方面的困难。油田生产过程要求物联网具有的安全、稳定及业务承载性能要求较高，造成现有的无线公网以及WLAN 等接入网无法满足油田对物联网的全面需求而无法担当重任。

五、物联网的应用前景

1.生产信息自动感知、信息的集成以及智能处理

将物联网应用于油井、水井、探井、天然气井以及站库等生产领域之后，就能涵盖油田自动化领域的大部分范围，因而可以进一步的监控完善各生产阶段，对油田的精细化管理起到积极的促进作用。与此同时，将物联网技术应用于油田之后，可集成预算、内控、审计、监察等一系列方面，生产运营效率及规范性也将进一步提升。

2.重点物资及车辆定位，智能监控以及跟踪

目前油田内部对物流以及物资并无有效的周期监测方式。研究物联网嵌入之后，可以建立安全的卫星定位以及无线网络传输的智能系统，实现对物资及车辆数据的实时传输。建立统一的油田物流管理方案。实现统一的物流数据管理、分析预测以及物流自动化调优。

3.构建完整的物流信息链，进一步实现仓储智能化

物联网中的物流信息管理模块可以对物资物料从进厂到报废的一系列情况进行跟踪记录。RFID 技术则可以实现物资的自动化管理，提高周转效率；同时在无线网络的辅助下，可以对物料的需求计划进行制定。最后仓储智能化的管理软件可以和油田开发过程中的动态生产数据、ERP 以及物采平台等进行连接。

结束语

基于物联网技术的数字化油田不仅可以紧密连接油田内部生产过程，实现生产的技术整合，还可以实现油田之间的跨地域合作、信息共享，拓宽油田之间的业务合作。信息技术的发展是一个持续的过程，随着科学技术的一再提高，数字化油田将会向着更加智能的方向发展下去。以“信息化改造工业化”这个理念为指导，进一步推广数字化油田建设，使油田生产标准化、效率化、智能化。提高油田生产过程中的危险预警能力、远程控制能力以及油田开发过程中的决策能力是物联网应用于油田生产的根本目标。

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管理创新

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2014 年5 月