劉銀鵬

（大慶油田信息技術公司，黑龍江 大慶 163000）

物聯(lián)網(wǎng)是在信息技術高度發(fā)展的基礎上形成的，是信息技術實現(xiàn)巨大變革的良好機遇，物聯(lián)網(wǎng)在信息領域被稱為是計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術之后，信息技術領域的第三次革命。從2009 年開始，國際上一些發(fā)達國家先后出臺了相應的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，從技術以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展兩個角度進行了前瞻性的布局。而物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，得到了高度關注。油田行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，必須要首當其沖的加快物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，快速建立起數(shù)字油田系統(tǒng)。鑒于此，本文從建設數(shù)字油田的角度出發(fā)，對數(shù)字油田系統(tǒng)目前在我國油田行業(yè)的建設現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進行分析，在充分利用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及無線傳感網(wǎng)絡技術的基礎上，對我國油田行業(yè)在建設數(shù)字油田過程中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用思路進行了探討，并對相關的關鍵技術進行了分析，由此能對實現(xiàn)數(shù)字油田向智慧油田的信息化、智能化建設工作起到極大的促進作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)核心技術在數(shù)字油田建設中作用以及現(xiàn)狀分析

21 世紀是計算機網(wǎng)絡技術高度發(fā)達的信息時代。在21世紀，全球的焦點都集中在了經(jīng)濟全球化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化等幾個方面。作為信息技術在新時代發(fā)展的重要在組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術是一種全新的信息技術。物聯(lián)網(wǎng)實際上就是充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)“物—物”相連。從技術層面來講，物聯(lián)網(wǎng)技術在實際應用過程中會涉及射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能技術等各種核心技術。而從功能的層面講，利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設主要包括感知網(wǎng)、接入網(wǎng)、網(wǎng)絡基礎設施、中間件、應用平臺等幾個部分。

基于數(shù)字地球的概念產(chǎn)生出了數(shù)字油田概念，經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)字油田概念逐漸趨于清晰。從廣義的角度來看，數(shù)字油田指的是充分利用信息技術將油田行業(yè)的所有物理實體進行網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化以及可視化；而從狹義的角度來看，數(shù)字油田主要是以數(shù)字地球技術為基礎，針對油田的所有物理實體進行信息化建設的整個技術系統(tǒng)。

數(shù)字油田概念字提出以來，國內外很多油田都開始著手進行數(shù)字油田的規(guī)劃建設，而在在數(shù)字油田建設過程中也積累了大量的經(jīng)驗。對于我國油田來說，隨著我國市場經(jīng)濟的改革深化，為了進一步提升油田的市場競爭力，很多油田開始極大投資力度來強化數(shù)字化、智能化油田的改造。例如，我國的大慶油田、勝利油田等大型油田在數(shù)字油田的建設方面已經(jīng)走在了國內油田行業(yè)的前列。其中，大慶油田在建設數(shù)字油田的過程中首次提出了構建數(shù)字油田的七層構架模型，并以此為基礎，實現(xiàn)了覆蓋勘探、開發(fā)、地面工程等幾大領域綜合數(shù)據(jù)庫以及經(jīng)營管理數(shù)據(jù)庫的建設。

目前來看，數(shù)字油田的建設還存在很多不完善的地方，尤其是在信息化、智能化功能方面的建設仍然存在深度不足的問題。其主要有以下幾個方面的表現(xiàn)：首先，很多油田在進行數(shù)字油田建設過程中仍然是以孤立化的系統(tǒng)數(shù)字控制為主要建設目標。而對于數(shù)字油田來說，其本身是一個非常復雜的信息系統(tǒng)，在整個系統(tǒng)中包括了信息的采集、傳輸以及信息的智能化處理等幾個層面的功能。而上述三個方面的功能目前僅僅信息傳輸相對比較成熟，針對現(xiàn)有的WIFI、WIMAX、4G 等相關網(wǎng)絡以及油田的有線基礎網(wǎng)路等進行充分利用，這樣就能完全滿足數(shù)字油田信息傳輸?shù)膶嶋H需求。但是對于信息采集以及處理等兩個環(huán)節(jié)仍然建設數(shù)字油田最為薄弱的環(huán)節(jié)。就目前我國油田行業(yè)數(shù)字油田建設的現(xiàn)狀來看，多數(shù)油田的數(shù)字化油田建設項目都集中在了實現(xiàn)油田環(huán)境可視化信息采集以及相關數(shù)據(jù)庫建設等幾個方面，而對于采集信息的利用以及信息的高效化、智能化處理還比較欠缺，力實現(xiàn)智慧油田還走很長的道路。我國油田企業(yè)仍然需要不斷地通過大量實踐和應用進一步提升油田整體數(shù)字化、智能化建設的發(fā)展。

而面對數(shù)字油田建設的現(xiàn)狀以及建設的實際需求，首先要在基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字油田建設過程中對各種新技術、新系統(tǒng)進行充分了解，讓油田全體員工對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字油田下的各種新技術、新系統(tǒng)進行全面的了解，這樣才能實現(xiàn)對新技術、新系統(tǒng)的高效利用，由此才能進一步發(fā)揮數(shù)字油田的智能化作用，其次要對數(shù)字油田建設初期出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)處理偏差問題進行合理處理。目前，一些油田員工在面臨數(shù)字油田數(shù)據(jù)處理中出現(xiàn)的偏差存在一定的抵觸情緒。在數(shù)字化系統(tǒng)建設的初期，出現(xiàn)一定的偏差是不可避免的，而這與數(shù)字系統(tǒng)的算法有很大關系。而員工由于對算法不夠了解，使得一些員工對數(shù)字油田的認同感不高。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的數(shù)字油田建設理念構建

油田建設數(shù)字油田必須要遵循循序漸進的原則。在初期建設的時候，應該將建設的重點放在全面感知上，而針對后期的建設階段則主要以職能管理為主。在目前油田智能化建設全面感知以及智能監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)額與無線傳感網(wǎng)絡的有效結合已經(jīng)成為了一種必然的選擇。這兩種系統(tǒng)能夠在功能上實現(xiàn)互補。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對油田敏感現(xiàn)場的可視化，將油田的關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行直觀的顯示，對于一些地理上覆蓋面積較大的油氣田來說，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化能夠為生產(chǎn)現(xiàn)場的巡視帶來極大的便利，也能極大地減輕巡檢工作強度。但是在這一過程中針對圖像以及視頻的數(shù)據(jù)分析與算法是一個難度比加大的環(huán)節(jié)，因此，要想實現(xiàn)智能化的的難度還比較大，在多數(shù)情況下仍然需要人為干預才能實現(xiàn)，而且通過視頻信息并不能實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境溫度、濕度、壓力等油氣田運行參數(shù)的清晰顯示。而利用無線傳感技術在現(xiàn)場各個關鍵節(jié)點上設置傳感器能過實現(xiàn)對油氣田現(xiàn)場環(huán)境的有效監(jiān)控，而且在此基礎上能使各種檢測參數(shù)的算法控制更加簡單。由此可見，實現(xiàn)上述兩種關鍵技術的有效結合，就能進一步提升整個系統(tǒng)的互補性，逐漸構建起完善的數(shù)字油田全面感知系統(tǒng)。

由于油氣田往往具有較大的感知覆蓋面積，因此，就感知領域來看，真正實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡與視頻網(wǎng)絡的組網(wǎng)是關鍵的環(huán)節(jié)。針對視頻網(wǎng)絡，可以就油氣田的一些重點生產(chǎn)區(qū)域利用現(xiàn)有的有限網(wǎng)絡來實現(xiàn)高效的全覆蓋，同時還可以利用我國先進的北斗定位系統(tǒng)進一步擴大視頻網(wǎng)絡覆蓋面積。而對于無線傳感器組網(wǎng)來說，網(wǎng)絡組合以及網(wǎng)絡管理的難度相對要大一些。針對無線傳感網(wǎng)絡目前主要有以下一些關鍵技術：首先是以能量為基礎的有效路由協(xié)議組網(wǎng)技術，也就是說，要在充分保證傳感網(wǎng)絡長期生存的基礎上對組網(wǎng)以及中轉路由進行合理選擇。此外，數(shù)據(jù)采集技術，數(shù)據(jù)采集是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物—物、人—物相連互動的基礎。通常情況下數(shù)據(jù)采集設備都擁有MCU 控制器；處于對投資成本的考量，通常情況下都會選擇嵌入式系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集設備；而在針對終端設備進行選擇的過程中，要充分保證終端設備與物聯(lián)網(wǎng)建設的相關標準規(guī)范要求相符合，鑒于此，必須要為數(shù)據(jù)采集設備設置操作系統(tǒng)。而基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集技術主要包括了傳感器技術、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設備以及核心芯片。而上述的關鍵技術、設備都必須要充分結合油田的行業(yè)特征實際需求來進行專門設計。此外，為了進一步削減整個無線網(wǎng)絡的能耗以及通信貸款，就要在無線傳感器之間設置具有一定智能交換以及協(xié)同感知能力的設備。

3 結語

總而言之，基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化油田建設，要充分體現(xiàn)出全面感知、網(wǎng)絡互聯(lián)以及智能應用等特征，因此，目前在數(shù)字油田系統(tǒng)以及未來智慧油田建設的過程中基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字油田都是一種必然的選擇，要在實際構建物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字油田的過程中，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及無線傳感網(wǎng)絡進行有效結合，這樣就能實現(xiàn)數(shù)字油田系統(tǒng)的實體感知，進一步提升數(shù)字油田的自動化、智能化程度。