熊立為

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字油田智能化發(fā)展的有效路徑，不僅有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的充分共享和深度利用，而且可以促進(jìn)油田公司降本增效，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。在分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)必要性的基礎(chǔ)上，從建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)管控中心、建立智能生產(chǎn)設(shè)施、收集海量數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)并使用數(shù)據(jù)信息等方面探討了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)的實(shí)踐，并以中國(guó)石油A油田公司為例，介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)的主要實(shí)踐，為其他石油公司以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；數(shù)字油田；數(shù)據(jù)信息

一、前言

物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層組成的一個(gè)體系，通過(guò)感知設(shè)備將物理世界中的各種物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)物品與物品之間的智能化通信和控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景不斷增加，特別是隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)與油氣生產(chǎn)深度融合，使油氣生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)信息化向數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型。數(shù)字油田是未來(lái)油田公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的終極目標(biāo)，需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與油氣生產(chǎn)深度融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的充分共享和深度利用，促進(jìn)油田公司降本增效，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，是油田公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必然選擇[1]。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而興起的新一代互聯(lián)網(wǎng)，其本質(zhì)是利用射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

物聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+”的高級(jí)階段，在國(guó)家“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略推動(dòng)下，5G技術(shù)逐步成熟，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了有力支撐。隨著以云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在能源行業(yè)，隨著油氣生產(chǎn)從傳統(tǒng)的人工監(jiān)控向自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化轉(zhuǎn)變，需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將生產(chǎn)設(shè)施中的各種傳感設(shè)備、傳感器、智能儀表等進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣生產(chǎn)過(guò)程的全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以促進(jìn)油田數(shù)字化、智能化建設(shè)。

三、以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)的戰(zhàn)略意義

（一）數(shù)字油田建設(shè)是促進(jìn)油田公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要路徑

為有效應(yīng)對(duì)當(dāng)前低油價(jià)的嚴(yán)峻形勢(shì)，中共中央、國(guó)務(wù)院和國(guó)家能源局先后出臺(tái)了一系列能源政策，積極推進(jìn)石油、石化企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造油氣全產(chǎn)業(yè)鏈智能開(kāi)采、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)的高質(zhì)量發(fā)展模式。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，“數(shù)字油田”概念應(yīng)運(yùn)而生。

“數(shù)字油田”是將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)與油田生產(chǎn)深度融合，通過(guò)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以智能數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以智慧服務(wù)為支撐，形成生產(chǎn)數(shù)字化、管理智能化、決策科學(xué)化的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)新模式和新業(yè)態(tài)，從而推動(dòng)企業(yè)降本增效，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)對(duì)數(shù)字油田的內(nèi)涵、外延進(jìn)行分析，可知“數(shù)字油田”是一個(gè)整體，包含了感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層面，“數(shù)字油田”建設(shè)的最終目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)新模式，即從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、經(jīng)驗(yàn)決策到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能決策轉(zhuǎn)變[2]。

（二）數(shù)字油田建設(shè)是應(yīng)對(duì)復(fù)雜油田生產(chǎn)環(huán)境的現(xiàn)實(shí)需要

近幾年，受?chē)?guó)內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境、技術(shù)發(fā)展、疫情防控等多種因素影響，全球原油需求大幅下滑，國(guó)內(nèi)原油供給和成品油消費(fèi)也受到不同程度的沖擊。同時(shí)，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，國(guó)內(nèi)石油公司將面臨更為嚴(yán)峻的生產(chǎn)環(huán)境挑戰(zhàn)。油田公司作為國(guó)家油氣生產(chǎn)和消費(fèi)主體，其生產(chǎn)和運(yùn)行情況對(duì)國(guó)家能源安全、社會(huì)穩(wěn)定具有重要影響。

從世界范圍看，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，油田公司正從傳統(tǒng)油氣勘探開(kāi)發(fā)向數(shù)字化油田轉(zhuǎn)型升級(jí)，從“數(shù)字油田”到“智慧油田”快速發(fā)展，并與油氣生產(chǎn)深度融合。從國(guó)內(nèi)情況看，我國(guó)石油企業(yè)大多處于低油價(jià)階段，大部分油田公司受經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，經(jīng)營(yíng)壓力較大。同時(shí)，在“雙碳”目標(biāo)的要求下，油田公司面臨的環(huán)保壓力日益加劇，部分油田公司還面臨著安全、環(huán)保和新能源利用等多方面挑戰(zhàn)。由此，數(shù)字油田建設(shè)是應(yīng)對(duì)復(fù)雜油田生產(chǎn)環(huán)境的現(xiàn)實(shí)需要。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是提升油田行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)支撐

石油是關(guān)系到國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的重要戰(zhàn)略性資源，被譽(yù)為“工業(yè)的糧食”，石油安全是國(guó)家安全的重要組成部分。石油勘探開(kāi)發(fā)是一個(gè)國(guó)家高科技技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)，具有“高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)”的特點(diǎn)。油田勘探開(kāi)發(fā)涉及油氣資源分布、地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地面工藝系統(tǒng)等諸多要素，是典型的大規(guī)模復(fù)雜巨系統(tǒng)，勘探過(guò)程存在諸多不確定性因素，勘探開(kāi)發(fā)難度極大。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)油氣資源的全面感知，以“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)油氣資源的“實(shí)時(shí)化、可視化、數(shù)字化”，可以降低勘探開(kāi)發(fā)成本，提升油氣資源采收率，對(duì)提高我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)水平和保障國(guó)家能源安全具有重要意義。

四、以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)實(shí)踐

（一）建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)管控中心

物聯(lián)網(wǎng)管控中心是“數(shù)字油田”建設(shè)的指揮中心，實(shí)現(xiàn)了全廠設(shè)備資產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)管理、生產(chǎn)控制管理、輔助決策管理等功能，為數(shù)字化油田建設(shè)提供了有力支撐。

1.實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備資產(chǎn)統(tǒng)一管理

物聯(lián)網(wǎng)管控中心建立了全廠設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，不斷進(jìn)行完善更新，實(shí)現(xiàn)了全廠設(shè)備資產(chǎn)信息的集中統(tǒng)一管理。

2.實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制管理功能

物聯(lián)網(wǎng)管控中心建設(shè)了生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)控制實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并將其與全廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了全廠生產(chǎn)控制管理的數(shù)字化、智能化。

3.實(shí)現(xiàn)輔助決策管理功能

物聯(lián)網(wǎng)管控中心建設(shè)了油田生產(chǎn)運(yùn)行智能輔助決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)運(yùn)行狀況的全方位感知、動(dòng)態(tài)分析與智能判斷，為油田開(kāi)發(fā)建設(shè)提供了決策支持，為“數(shù)字油田”建設(shè)提供了有力支撐。

（二）建立智能生產(chǎn)設(shè)施

物聯(lián)網(wǎng)管控中心以智能生產(chǎn)設(shè)施為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、集成分析、控制決策，推動(dòng)生產(chǎn)流程向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變。

智能生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)內(nèi)容主要包括：建立基于物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括油氣生產(chǎn)監(jiān)控、地面集輸監(jiān)控、計(jì)量與儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控等子系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上建立覆蓋油井、油站及集輸系統(tǒng)的油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)集成分析系統(tǒng)，包括油氣生產(chǎn)智能決策支持系統(tǒng)（OAM）和智能排產(chǎn)系統(tǒng)；建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的油井自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井站（單井）自動(dòng)控制；建立基于物聯(lián)網(wǎng)的集輸系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度管理系統(tǒng)。

智能生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)成果包括：1.建成了以4個(gè)油氣生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)、6個(gè)集輸監(jiān)控子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，涵蓋地面工程、管網(wǎng)工程、生產(chǎn)運(yùn)行三大系統(tǒng)的油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油氣生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控；2.建成了覆蓋各油氣生產(chǎn)井場(chǎng)（單井）的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了單井生產(chǎn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)控制；3.建成了集輸系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)集輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和調(diào)度管理；4.建成了油氣計(jì)量與儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣計(jì)量、儲(chǔ)運(yùn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)管理，形成了覆蓋全油田的油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。

（三）收集海量數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是一切業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，大量傳感器、智能設(shè)備、視頻監(jiān)控等不斷接入油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，采集到的數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，可以將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袃r(jià)值的信息。從油田生產(chǎn)管理和技術(shù)服務(wù)的角度看，主要是實(shí)現(xiàn)兩方面內(nèi)容：一是生產(chǎn)信息自動(dòng)采集、存儲(chǔ)與管理；二是通過(guò)對(duì)不同數(shù)據(jù)的分析，為油田業(yè)務(wù)決策提供參考。目前，油田企業(yè)已積累了海量的生產(chǎn)和管理信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量占油田企業(yè)全要素?cái)?shù)據(jù)量的90%以上。然而，這些數(shù)據(jù)只有部分進(jìn)行了有效加工利用，大部分還處于“沉睡”狀態(tài)，亟待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用。主要體現(xiàn)在：

1.數(shù)據(jù)共享難度大，部門(mén)壁壘問(wèn)題突出

當(dāng)前油田生產(chǎn)信息化建設(shè)中，各部門(mén)形成的數(shù)據(jù)之間的“孤島”現(xiàn)象較為突出，導(dǎo)致不同部門(mén)之間存在信息“壁壘”。這就導(dǎo)致油田公司大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)分散在不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，沒(méi)有充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的價(jià)值。

2.數(shù)據(jù)質(zhì)量良莠不齊，缺乏統(tǒng)一規(guī)范

由于油田公司信息化建設(shè)起步較晚，系統(tǒng)建設(shè)中存在不同程度的技術(shù)、管理、操作等問(wèn)題，導(dǎo)致部分油田公司生產(chǎn)和管理信息系統(tǒng)存在質(zhì)量參差不齊的問(wèn)題。

3.數(shù)據(jù)安全缺乏保障，保護(hù)機(jī)制有待完善

由于部分油田公司缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的安全保障體系，導(dǎo)致在使用過(guò)程中存在數(shù)據(jù)泄露、丟失等安全風(fēng)險(xiǎn)。

（四）存儲(chǔ)并使用數(shù)據(jù)信息

物聯(lián)網(wǎng)的核心是將采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)一定的方法使用這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的是為了提取和利用相關(guān)信息，同時(shí)也需要將相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)共享。

在存儲(chǔ)方面，目前國(guó)內(nèi)的油氣行業(yè)應(yīng)用較多的是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如各種報(bào)表、圖片、視頻等）。對(duì)于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而言，其可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等方式進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而言，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)等方式進(jìn)行存儲(chǔ)。

在使用方面，主要通過(guò) OLAP （聯(lián)機(jī)分析處理）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分析與處理，并提供相關(guān)決策支持服務(wù)。例如，針對(duì)某一油田的勘探開(kāi)發(fā)工作，可以利用 OLAP系統(tǒng)進(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)、地質(zhì)建模等，并進(jìn)行地震采集處理。此外，針對(duì)某一油田的生產(chǎn)情況、油氣儲(chǔ)量、油藏分布等，也可以通過(guò) OLAP系統(tǒng)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和分析；而在使用方面， OLAP系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和匯總，以此為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行分析和決策[3]。

五、以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)的實(shí)例分析

（一）總體概況

中國(guó)石油A油田公司是國(guó)內(nèi)最大的陸上油田，已累計(jì)生產(chǎn)原油2.6億噸，連續(xù)24年保持世界第一產(chǎn)油規(guī)模。為充分發(fā)揮A油田的資源優(yōu)勢(shì)和品牌效應(yīng)，進(jìn)一步提高油田的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，建設(shè)數(shù)字油田是當(dāng)前A油田公司發(fā)展的必然選擇。近年來(lái)，A油田公司已開(kāi)始探索“數(shù)字油田”建設(shè)之路，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，重點(diǎn)圍繞數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理等方面開(kāi)展工作。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與油氣生產(chǎn)深度融合，建設(shè)以智能生產(chǎn)設(shè)施為基礎(chǔ)的數(shù)字油田，建立“數(shù)字油藏”“數(shù)字油井”“數(shù)字油氣田”和“數(shù)字管網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理，促進(jìn)企業(yè)提質(zhì)增效。

（二）主要流程

油田數(shù)字化建設(shè)主要分為4個(gè)階段，即：建設(shè)階段、實(shí)施階段、驗(yàn)收階段和維護(hù)階段。

1.建設(shè)階段

建設(shè)數(shù)字油田，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸和存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)；通過(guò)建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)與管理。

2.實(shí)施階段

建立統(tǒng)一的生產(chǎn)管理平臺(tái)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)設(shè)備與裝置控制、生產(chǎn)運(yùn)行的協(xié)調(diào)控制；通過(guò)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣生產(chǎn)過(guò)程的有效控制；通過(guò)對(duì)各單位、各崗位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常狀態(tài)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處置，從而保證油田安全、高效運(yùn)行。

3.驗(yàn)收階段

基于生產(chǎn)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)油田業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)與管理，各單位、各崗位通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，形成一個(gè)完整的統(tǒng)一業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

4.維護(hù)階段

在運(yùn)行維護(hù)階段，需要根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行情況進(jìn)行維護(hù)，包括：系統(tǒng)硬件維護(hù)、軟件升級(jí)和業(yè)務(wù)變更。

（三）關(guān)鍵應(yīng)用

1.“智慧油田”建設(shè)

①大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用

在油田生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理、分析研究，對(duì)油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化配置，為油田生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)支持。

②無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)井下油氣井、油氣集輸管道、集輸站場(chǎng)、注水站等重要生產(chǎn)場(chǎng)所和重要設(shè)施實(shí)時(shí)感知，實(shí)現(xiàn)“感知油氣”。

③移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

在油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)搭建移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在”的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

2.油氣生產(chǎn)安全監(jiān)控

油氣生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能巡檢系統(tǒng)，包括無(wú)線視頻監(jiān)控、無(wú)人機(jī)巡檢、遠(yuǎn)程監(jiān)控等子系統(tǒng)。通過(guò)部署在井上的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的全天候監(jiān)控，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井上人員和地面人員的雙向通信；通過(guò)視頻圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下視頻圖像的實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)情況遠(yuǎn)程傳輸和記錄。

油氣生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)防井下作業(yè)人員、車(chē)輛違章進(jìn)入井場(chǎng)等生產(chǎn)安全事故；對(duì)于緊急情況下的撤離、搶修等情況可以通過(guò)應(yīng)急平臺(tái)迅速控制井場(chǎng)周邊的車(chē)輛、人員；當(dāng)井下出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等險(xiǎn)情時(shí)，可以在第一時(shí)間準(zhǔn)確報(bào)警，并實(shí)現(xiàn)視頻和圖片記錄。

3.油田遠(yuǎn)程監(jiān)控

目前，國(guó)內(nèi)的油氣生產(chǎn)過(guò)程中，許多作業(yè)都是在地面系統(tǒng)內(nèi)完成的，并由地面系統(tǒng)統(tǒng)一管理和監(jiān)控，如計(jì)量、輸油、氣井和注水井等。但在油田地面系統(tǒng)之外，還有其他重要的生產(chǎn)過(guò)程，如油氣集輸、油氣儲(chǔ)運(yùn)等，需要根據(jù)具體情況來(lái)對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各生產(chǎn)過(guò)程的集中監(jiān)控，同時(shí)也為了在發(fā)生各種事故時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確地判斷、處理，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控是非常必要的。

以A油田為例，油氣集輸系統(tǒng)包含了輸油、輸氣、計(jì)量和儲(chǔ)氣庫(kù)4大部分，各部分通過(guò)管道連接到不同的站場(chǎng)和油田中心。每個(gè)站場(chǎng)都有自己的控制系統(tǒng)，各站場(chǎng)間通過(guò)管道連接，但在每個(gè)站場(chǎng)內(nèi)部都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)，如儲(chǔ)氣庫(kù)控制系統(tǒng)，通過(guò)將每個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)的天然氣壓力、溫度、流量等參數(shù)收集到中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)的統(tǒng)一管理和監(jiān)控。

在輸油站場(chǎng)，主要是通過(guò) GPRS通信將油氣集輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行模瑫r(shí)中心可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所有輸油站場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，以判斷輸油站場(chǎng)是否存在泄漏、泄漏量是否超標(biāo)等問(wèn)題。

在計(jì)量站場(chǎng)，通過(guò)GPRS將所有計(jì)量站場(chǎng)進(jìn)行連接，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行?，同時(shí)中心也可以對(duì)各站場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，以判斷生產(chǎn)過(guò)程中是否存在異常等問(wèn)題。

在油氣儲(chǔ)運(yùn)站場(chǎng)，通過(guò)GPRS將各儲(chǔ)運(yùn)站場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行模缓笾行膶?duì)儲(chǔ)氣庫(kù)、氣井站和 LNG儲(chǔ)配站等進(jìn)行監(jiān)控，可以及時(shí)掌握各儲(chǔ)運(yùn)站場(chǎng)的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，保證生產(chǎn)安全。

（四）應(yīng)用效果

目前，采油廠通過(guò)“一張圖”展現(xiàn)所有井的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況，數(shù)據(jù)通過(guò)“一張網(wǎng)”匯集到公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)指揮中心，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、共享共用；通過(guò)“一張表”展示各類表務(wù)，實(shí)現(xiàn)了各類表務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，為井場(chǎng)、工區(qū)、采油廠管理提供了有力支撐。油田數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作自2020年9月啟動(dòng)以來(lái)，已完成了70余口井的自動(dòng)化改造，完成了多套表務(wù)管理系統(tǒng)的升級(jí)和集成，同時(shí)開(kāi)展了集輸站場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、油氣集輸系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)、油氣田水處理系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)改造等項(xiàng)目的建設(shè)工作，全面完成了數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)任務(wù)?？傮w來(lái)看，采油廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作成效顯著，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提升了油田的生產(chǎn)效率，降低了人力成本；二是促進(jìn)了油田的安全生產(chǎn)，保障了油田安全高效生產(chǎn)；三是促進(jìn)了油田的經(jīng)營(yíng)管理，為油田公司效益增長(zhǎng)提供支撐；四是實(shí)現(xiàn)了油區(qū)管理的統(tǒng)一，統(tǒng)一規(guī)范了各類表務(wù)管理，提升了表務(wù)管理水平[3]。

下一步，采油廠將繼續(xù)以“數(shù)字油田”建設(shè)為主線，圍繞智慧生產(chǎn)、智慧油站、智慧管網(wǎng)、智慧運(yùn)維等重點(diǎn)內(nèi)容開(kāi)展工作，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)，逐步構(gòu)建數(shù)字油藏、數(shù)字油井、數(shù)字油氣田和數(shù)字管網(wǎng)，將數(shù)字油田建設(shè)成為保障油田高效生產(chǎn)的重要支撐。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。

六、結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)字油田建設(shè)是石油行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要途徑。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與油氣生產(chǎn)深度融合，在系統(tǒng)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)管控中心的基礎(chǔ)上，建立智能生產(chǎn)設(shè)施，采集并存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享和深度利用，最終構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心的大平臺(tái)，為油田公司降低成本、提升效率、增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力提供強(qiáng)有力的支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要在明確目標(biāo)、制定總體規(guī)劃和具體實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)和自身實(shí)際情況，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的技術(shù)體系，在實(shí)踐中不斷完善和優(yōu)化方案，更好地推動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]章玲，張娜，武瑛，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字油田建設(shè)策略[J].信息系統(tǒng)工程，2023（02）：108-110.

[2]崔強(qiáng)，賈志鵬，胡俊濤.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字油田建設(shè)中的應(yīng)用[J].化工管理，2022（15）：165-168.

[3]艾鵬.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高劉官莊油田數(shù)字化水平的應(yīng)用路徑研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021（17）：5-6.

作者單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司數(shù)智技術(shù)公司

責(zé)任編輯：張津平