借助物聯網技術驅動數字油田建設思考
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了借助物聯網技術驅動數字油田建設思考范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
【摘要】為了充分發揮出物聯網技術的優勢，加快數字油田的建設，本文對如何借助物聯網技術驅動數字油田建設進行了研究。首先，簡述了數字油田的定義，并就數字油田的國內外發展進行了分析。其次，對借助物聯網建設數字油田的可行性進行了研究。緊接著闡述了應用傳感器技術、數據通信技術對數字油田建設的重要性。最后，就依托物聯網的數字油田發展趨勢進行了分析。
【關鍵詞】物聯網技術；驅動；數字油田；建設
隨著我國油田行業的發展，數字油田逐漸得到了人們的重視。諸多油田企業已經開始構建數字油田，且取得了一定的成果。物聯網技術是構建數字油田的關鍵技術之一，對數字油田的建設質量有著極其重要的影響。因此，在物聯網技術研究、應用不斷得到人們重視的背景下，應繼續深入研究物聯網技術在數字油田建設中的應用。
1數字油田簡述
從廣義上來說，數字油田是指全面信息化的油田，即利用信息技術實現油田實體及企業的數字化、網絡化。從狹義角度來說，數字油田是指以數字技術為基礎，以油田實體為對象，將各種數據融合而形成的數字化、網絡化、空間化、智能化技術系統。最早是在2005年，IBM與挪威國家石油公司共同合作，搭建了智慧油田。通過建設智慧油田可實時感知地下油田的運行情況，對開采現場進行“智慧管理”。后來，沙特阿美石油企業提出了智能油田的建設方案，指出利用傳感器，依托自動化技術、完井技術，通過數據整合、模型搭建可實時掌握油田的實際生產情況，提高作業效率，保證油氣采收率。之后，我國石油企業開始借鑒國外經驗搭建數字油田，并結合實際情況確定了基本的建設路線。如中海油早在2012年就提出了建設“智慧油田”的目標，并且提出要將原有的EPR管理的人、財、物管理轉變為以物聯網技術為基礎的大物流格局。現如今，經過多年發展，中海油基本實現了油田生產物聯網，油田可視化。由此可見，數字油田是我國油田企業的主要研究方向。
2借助物聯網技術建設數字油田的可行性
借助物聯網可以實現物與物、物與人之間的互聯，且可通過具有感知能力、計算能力、執行能力的芯片、軟件進行信息傳輸、處理、共享。將其應用在油田業務中正可以改變傳統的油田業務模式，將油田實體與互聯網等聯系在一起，從而實現對油田業務數據的整合、處理、分析，為油田企業決策提供可靠的數據支撐。同時，還可實現油田實體及企業管理的智能化、自動化、網絡化、數字化，促進油田企業的可持續發展。從實際來看，物聯網的發展也給通信網絡提出了更高的要求，如海量終端的IP地址分配、海量信息的共享及交互等。并且，在云計算、大數據等技術的加持下，物聯網更能為油田的綜合數字化建設提供支持。
3基于物聯網的數字油田建設技術
3.1傳感器技術
在建設數字油田時，需獲取計量站、油井等設備的運行參數，并監控溫度、壓力、瓦斯濃度等工作環境參數。實現這一功能的關鍵技術就是傳感器技術。在實際運用中多是將傳感器安裝在生產設備及物聯網節點設備或位置上。但是傳感器種類也非常多，在實際建設應根據建設目標、需求、實際靈活選擇傳感器類型，比如可以選擇一體化無線示功圖傳感器。這是一種新型傳感器，集成了加速度、載荷傳感器的功能，既能提取載荷信息，又能提供加速度求解算法獲得更加精準的載荷、位移數據。另外，在選擇傳感器時一定要選擇低功耗的傳感器。因為多是在偏遠地區開采石油，經常會遇到無供電的情況。若傳感器功耗過大，有可能出現失效問題，以致于無法正常運行。近年來，我國許多專家學者也對傳感器的低功耗進行了研究。李鵬程等學者從無線示功儀測試系統硬件、軟件兩方面入手，進行了傳感器低功耗的設計。其提出的設計方案可以有效滿足系統的低功耗需求，解決長期供電問題。
3.2數據通信技術
傳感器收集的數據要通過數據通信渠道傳輸到相應的系統、設備中。其中涉及的關鍵技術就是數據通信技術。就目前來看，應用于物聯網的數據通信技術包括以下幾種：①GPRS技術。該技術是在GSM基礎上發展起來的，主要通信方式是分組交換數據承載、傳輸，主要適用于突發、頻發、少量的數據傳輸。以GPRS數據通信技術為基礎搭建數字油田，可以迅速搭建一個遠程測控系統，進行數據采集、接收、處理及遠程控制。這樣就可對實際生產進行實時監控，并通過實時的數據檢測對故障進行分析、判斷。例如長慶油田分公司就建立了以GPRS通信為基礎的通信渠道，實現了水源井的數據傳輸。②ZigBee技術。該技術具有成本低、可靠性高等優點。以此為基礎的無線傳感器可以滿足油田的生產需求，只需要一次完成設備布置就可進行通信。并且其中一個設備出現故障，其他仍會正常通信。如大港油田第二采油廠曾利用該技術搭建了一套ZigBee無線傳輸通信網絡，基本覆蓋了所有生產井，且重構了數據采集傳輸系統、展示報警平臺。實踐證明，該通信網絡的可靠性非常高，且應用范圍廣，有效保障了生產數據的高效傳輸。③lora技術。即遠距離無線電，其特點是在同功耗條件下，可進一步拓寬無線傳播的范圍。在海上石油、天然氣鉆機監測、煉油廠監控中都可以應用該技術。比如大慶頭臺油田曾以該技術為基礎搭建了數字化建設示范區，在應用之后，用工數量大幅度減少，且生成時率提高了2％以上。④4G技術。即第四代移動通信技術，具有靈活性強、延時小、成本低等特點。大港油田公司利用該技術優點，并結合其油水井物聯網建設實際，對其原有的物聯網進行了升級、改造，最終建成了以4G技術為基礎的在線監測系統。另外，我國如今正在步入5G時代。相比于4G，5G通信速度更快，且延時更小，更有利于物聯網的建設。相信諸多油田公司也會逐漸應用5G重構物聯網，實現數字油田的更新換代。
4基于物聯網的數字油田發展趨勢
在現代化背景下，物聯網技術仍在不斷發展。而物聯網技術的發展會進一步推動數字油田的發展。結合實際來看，數字油田將會呈現出以下發展趨勢：（1）數據融合。數據采集、整合、處理、分析對油田開采、管理等工作的影響非常大。但從目前來看，油田開采數據仍比較分散，缺乏有效的整合，難以從中獲得更多有價值的信息。而大數據技術為數據融合提供了可靠的技術支撐。（2）可視化。若是能將油田生產、設備數據等信息高度集中，并依托三維可視、虛擬現實等技術進行場景顯示，就可以保證管理人員、決策人員準確掌握各種信息，實時監控油田生產。這樣就可以制定更加貼合實際，且精準的管理決策。尤其是還可以建立集成地上、地下的三維全息平臺，全面、實時地展示油田生產實際。從目前來看，AR、人工智能、大數據等技術為數字油田的可視化提供可靠的技術支撐，在將來完全有可能實現數字油田的可視化。（3）資源整合。以云計算為基礎，將通信、管理、生產等資源整合一起，可以更好改善數字油田管理現狀，增加數字油田的服務功能。綜上所述，數字油田是石油產業發展的必然趨勢，但其建設離不開物聯網的支撐。相信隨著油田產業的進一步發展，其與物聯網的融合會更加深入，物聯網的應用價值也會不斷提升。
參考文獻
[1]劉銀鵬.基于物聯網技術的數字化油田系統建構現狀探討[J].中國設備工程，2019（16）：213-215.
[2]張彪，杜景濤，許海銀.基于物聯網技術的數字油田三維管線智能巡檢系統[J].智能建筑與智慧城市，2017（9）：50-53.
[3]王軍強.數字油田中物聯網技術的運用[A].《智能城市》雜志社、美中期刊學術交流協會.2016智能城市與信息化建設國際學術交流研討會論文集V，2016：119.
作者：楊宗瑤 孫毓斌 王憲坤 單位：中海油信息科技有限公司天津分公司