大数据、物联网技术在智慧油田建设中的应用研究

赵雪松

（大庆油田第五采油厂，黑龙江 大庆 163000）

智慧油田建设与发展是当前油田领域发展的重点方向，通过智慧油田建设，油田生产过程中的多个子系统都能够在统一的平台中加以有效管理，不同子系统、模块处于智慧油田系统的综合控制下，通过自动化、智能化技术等的应用，相关的生产数据与信息能够加以共享，大大提高了油田生产中信息传输的效率，使得各种的生产决策更为科学。大数据与物联网技术为开放型油田生产系统的建设提供了技术支持，是智慧油田建设中的核心技术，在未来，各个油田企业需加强这些技术的应用。

1 物联网和大数据技术的基本概述

物联网技术是很多技术的综合，通过物联网技术的应用，能够实现物与物、物与人的连接处理，而在此连接网络中，传感器是重要的传感设备，再加上射频识别、GPS等技术，使得在整个的网络系统中能够实现各种信息的采集、监控、连接与活动。物联网技术下的连接处理需遵守相应的协议标准，通过此技术，有效实现了对物品的智能化感知、跟踪与监测。大数据指的是无法用常规软件获取、处理与管理的数据集合，具有种类繁多、海量性特征。近年来，随着互联网技术的快速发展，再加上信息技术等在各个领域的应用，使得在生产生活中产生了大量的数据，只有对应用先进的大数据技术，才能够实现对这些海量数据的采集、存储、处理与分析，发挥数据资源的价值，将处理以后的各种数据作为决策的重要参考。

2 大数据、物联网技术在智慧油田建设方面的应用优势

2.1 提高数据存储和读取效率

油气资源作为一种重要的生产资源，在油田的开发与生产过程中，常常存在复杂、恶劣开采条件的限制，必须要结合油田分布的现实情况来保障开发技术的科学应用。传统的人工开发难以满足当下的发展需求，开采效率十分低下，而信息化技术、数字化技术将成为改变油田开发的重要技术。智慧油田是在数字油田的基础上发展而来的，应用大数据与物联网技术，能够保障油田安全、环保的目标，提升整个油田的开发效率与质量。通过智慧油田系统的建设，能够在油田生产的过程中，实现各个子系统、生产设备的全过程、智能化管理。从当前我国油田开发的现状来看，一些油田企业存在开发成本过高、资源浪费等情况，这种现状阻碍了智慧油田建设的步伐。大数据与物联网技术的应用能够改变这种现状，应用这些技术所构建的智慧油田生产管理系统，实现了对各个生产要素的管理，系统自带的数字存储与处理软件能够保障对各种生产数据的整合、共享与处理，使得生产资源与要素能够得到最为有效的利用，提升油田生产的经济与社会效益。

2.2 保障生产作业安全性

技术是推动智慧油田建设的核心力量，而各种智能化技术在油田生产中的应用加快了油田生产的数字化、智能化发展。在很多的油田企业，大数据与物联网技术的应用使得油田生产逐步转变了传统的发展模式，智慧油田建设成为主流趋势，这些技术的应用使得油田生产更具安全性。虽然很多油田逐步加快了智慧油田建设，但是，大数据与物联网技术并未得到普及与推广，导致在生产过程中的诸多安全隐患并未彻底消除。因此，智慧油田建设中要加强大数据、物联网技术的应用，充分应用这些技术来建立专业的生产与管理系统，实现各种生产数据的整合处理，将各种数据用于生产作业环节，这种数据处理与利用能够大大保障决策的科学性，及时进行各种安全隐患的识别与预防。

3 大数据、物联网技术在智慧油田建设中的应用

近年来，随着智慧油田理念的提出，国内很多的油田都在积极尝试实现这一构想，而大数据与物联网技术是智慧油田建设中不可或缺的技术，应用这些技术能够使得在油田生产的过程中，生产系统能够对所有的生产要素加以全面感知、识别与处理，属于一种新型的油田建设与发展理念。智慧油田建设的最终目标是要实现全天候监测、无人操控的效果。

3.1 油气资源生产过程中的物联网建设

物联网与大数据技术在智慧油田建设中的应用要首先建立资源生产物联网，使得在油田生产过程中，该物联网能够实现对井场全部数据与信息的全方位采集、各个生产部门的远程控制。油气资源生产物联网能够将所采集的信息转变为智能化大数据，而有关的后台管理人员能够充分利用这些数据来实现生产全过程的控制与监督，比如，油、水井、中转站、计量站等生产子系统、模块都能够处于全天候的监测过程中，大数据、物联网下的智慧油田生产系统内所配备的各种传感器设备、感应装置能够对现场作业情况加以自动感知，大大减少了在油田生产、管理与控制方面的人力资源投入。在油田作业区域内，常常存在一些安全威胁相对较大的区域，智慧油田生产模式下，系统能够对一些重点区域加以检查，实现安全隐患的识别，而根据安全检查结果，有关人员能够及时制定相应的安全预防与处理方案，有效保障作业的安全性。智慧油田模式下，整个智慧系统本身能够对生产作业人员、设备与仪表等生产要素实现科学管理，综合化生产平台的构建使得管理层级精简，信息化管理技术等的应用提升了系统的管理效率与质量，加快了信息传输效率。此外，在油田生产过程中常常还涉及了诸多的测量环节，智慧系统能够实现对各种测量的实时监控。

总之，油气资源生产物联网建设的最终目标是要进行数据采集、远程控制、智能视频监控等目的，实现对整个油田生产区域内各个生产要素的全天候、全过程与全覆盖管理。

3.2 数字化井场

数字化井场的建立是智慧油田建设的重点，在实际的建设过程中，有关人员可以根据现场油、水井作业情况，在相关位置安装智能测量控制柜、井下压力等传感装置，这些传感设备与装置的使用使得在油田生产的过程中，智慧生产系统能够对所有的油、水井的生产数据加以采集、管理与控制，还能够对抽油机、螺杆泵等装置实现远程控制的目的，有效避免了人为数据收集、控制所造成的生产问题。当系统在获得井场的生产数据以后，由于智慧生产系统内包含了信息传输网络，经由此网络，生产数据可以被传输给各个的监测中心，最终在终端上加以呈现，这种数据采集、传输与保存有效实现了对整个油田生产过程的监测与控制，即使在无人值守的情况下，系统也可以自动对经常加以巡检。智能测量控制柜的使用能够获得抽油机的示功图、抽油杆载荷井口回压与温度、电流与电压等各种生产参数信息的采集，当获得这些信息以后，系统可以根据对信息的分析结果，进一步进行相应的远程控制与管理，使得抽油机的启停控制更具科学与准确。

比如，以某数字化井场为例，其构成如图1所示，在实际的建设过程中，需在油田的每座井场的内边缘位置，树立专门的监控杆，并将红外线一体化摄像机、无线传输设备等安装在该监控杆上，在油田生产过程中，监控杆上的摄像机、无线传输设备能够对井场的各类信息加以采集与获取，所获得的信息最终会以视频图像的形式呈现，而监控中心能够根据所获得的井场视频图像信息，对各个井场实施远程控制与管理。当监控中心所获得的视频图像存在异常现象时，有关人员要及时发现异常情况，并通过原因分析，制定相应的处理措施，当处理方案确定以后，监控中心要将相应的控制决策反馈给各个井场，最大程度上保障正常的生产作业。

图1 数字化井场

4 结语

近年来，随着油田开发力度的增大，各个油田企业逐步意识到应用传统的生产技术存在各种的技术局限，油田企业需转变传统的生产模式，加快推进智慧油田建设，应用大数据与物联网技术，完善智慧油田的功能，彻底转变油田生产模式，促进生产效率的提升，保障作业的安全性。