数字油田解决方案-iPES油气水井生产物联网系统

专题：物联网技术与应用

物联网在数字油田的应用

曾韬（中国电信股份有限公司上海研究院上海２００１２２）

物联网在数字油田的核心应用是油井生产远程监控系统，该系统包括油井生产数据远程采集传输系统、油井生产远程分析管理系统、油井生产远程控制系统三个子系统。系统通过传感器、摄像头等设备对油气井生产数据进行采集．通过ＣＤＭＡ传输终端把信息发送至生产管理部门，以便其对信息进行分析管理，以掌握油井生产状况，并进行必要的远程控制。油井生产远程监控系统为油田高效开发、降低消耗、安全生产、减轻员工劳动强度、提高工作效率和管理水平提供了可靠的保障。关键谣数字油田；物联网；漕并生产监控

１数字油田概述

１．１数字油田概念

数字油田（ｄｉｇｉｔａｌｏｉｌｆｉｅｌｄ，ＤＯＦ）来源于“数字地球

（ｄｉｇｉｔａｌｅａｒｔｈ）”。所谓“数字地球”，是指在全球范围内按地理坐标和空间位置将所有的信息对应地组织存储起来，构

造成一个统一的信息模型．并提供一种直观的、方便的、有

效的、快速的、交互的检索方式、显示方式和使用方式，为全人类服务。

数字油田的概念最早可追朔到１９９１年，在当时的（Ｏｉｌ

＆Ｇａｓ》杂志上就出现了智能油田（ｓｍａｒｔｆｉｅｌｄ）词汇和论

述。但是．当时数字油田的确还是一个较为模糊的概念，尚处于构想阶段，然而，其基本思想却立即得到了普遍认可。

国外通常引用的是美国剑桥能源研究协会（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ

ｅｎｅｒｇｙｒｅｓｅａｒｃｈａｓｓｏｃｉａｔｅｓ．ＣＥＲＡ）的数字油田概念：数字油

田的愿景是不同地域的操作者、伙伴或服务公司通过使用

改进的数据、知识管理、强大的分析工具、实时系统和更有

效的业务流程（ｂｕｓｉｎｅｓｓｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）等而受益。１９９９年，中国石油大庆油田有限责任公司（简称大庆油田）在国内首次提出数字油田的概念．并将数字油田作为企业发展的一个

战略目标。

１．２数字油田产生及发展过程油田信息化的高级阶段——数字油田产生及发展过

程大概可分为以下阶段。

智慧油田解决方案 智慧油田解决方案

1.1 智慧油田解决方案概述

智慧油田是在数字油田的基础上，通过实时监测、实时数据自动采集、实时分析解释、实施决策与优化的闭环管理，将油田上游勘探、开发、油气井生产管理、工程技术服务、集输储运、生产保障等各业务领域的油气藏、油气井、数据等资产，有机地统一在一个价值链中，实现数据知识共享化、生产流程自动化、科研工作协同化、系统应用一体化、生产指挥可视化和分析决策科学化，提高油气田生产决策的及时性和准确性，达到节约投资与运行成本的目的。

将油田生产的自动化与信息化相结合，将物联网和云计算技术应用到油气生产流程中，通过先进的实时传感系统和网络系统，把先进的实时传感设备、自动控制设备、视频监控设备等，部署到井下、井口、计量间、注水站、联合站及井区厂区、集输管网和车辆等位置，对油气藏、计量间、油气站库、油气水井等资产动态实时监测、实时数据自动采集。通过物联网实现各类设备、人员、井筒等的信息交换与通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

在可视化、一体化的集成运营中心和协同环境下，管理人员、科研人员根据实时信息，通过在线模拟环境，快速分析、判断趋势和异常，及时指导现场，自动控制和自动执行。

借助基于业务模型的知识库和专家系统，以多学科协作的勘探开发综合研究、单井动态分析、油藏评价、数值模拟等依托，辅助油田进行勘探部署、井位论证、开发生产等决策，科学的预测和决策，实现油田、油气井等相关资产的统筹经营与管理，提高油气田的采收率，对油田进行适时的最优开发。

1.2 智慧油田解决方案系统架构

1.3 智慧油田解决方案软件架构

1.4 智慧油田解决方案特点

 基于3C融合的物联网技术，智能化识别、定位、跟踪、监控和管理

 实时监测、实时数据采集、快速分析

 可视化、一体化的运营和协同环境，快速反应、及时指导

 生产和管理流程整体优化，运行效率提高，运行成本降低

数字化油田建立物联网的意义

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。

油气生产物联网系统建设分析

随着科技的不断发展，物联网技术在各个行业的应用越来越广泛。油气生产作为国民经济的重要支柱产业，也迫切需要引入物联网技术来提升生产效率、降低成本、提高安全性。本文将对油气生产物联网系统的建设进行分析，探讨其在油气生产中的应用前景和发展趋势。

一、物联网技术在油气生产中的应用现状

目前，油气生产领域已经开始引入物联网技术，例如通过传感器监测油田地层情况、管道运行状态、设备运行参数等。通过无线通信技术实现对这些数据的实时采集和传输，使得生产管理人员能够随时随地监控生产过程，及时做出调整。物联网技术还可以与大数据、人工智能等技术相结合，实现对大规模数据的快速分析和处理，为油气生产决策提供科学依据。

二、油气生产物联网系统建设的必要性

1. 提升生产效率

油气生产过程涉及多个环节，需要不同的设备和工艺协同作业。物联网技术可以实现设备之间的互联互通，实现信息共享和实时监测，提高各个环节的生产效率，降低生产成本。

2. 增强危险预警能力

油气生产本身存在一定的危险性，如泄露、爆炸等事故隐患。引入物联网技术可以建立全面的监测系统，实现对生产过程中各种异常情况的实时监测和预警，最大限度地减少事故发生的概率。

3. 提高安全生产水平

物联网技术的应用可以实现全方位的监控和管理，使得生产过程更加透明化、精细化，从而提高安全生产水平，保障生产人员和设备的安全。

4. 实现精细化管理

通过物联网技术实现对油气生产全流程的数据采集和分析，可以为管理人员提供更加准确、客观的数据支持，有助于实现精细化管理和决策。

5. 推动油气行业转型升级

油气生产物联网系统的建设，将推动油气行业转型升级，提升整个行业的技术水平和竞争力，为油气行业的可持续发展注入新的活力。 1.传感器技术

传感器是物联网系统的核心组成部分，传感器的性能和稳定性将直接影响到数据的采集和传输效果。在油气生产环境中，由于存在高温、高压、腐蚀等恶劣条件，传感器的选择和设计非常关键。