基本介紹
- 中文名：數字油田在中國-油田物聯網技術與發展
- 外文名：Digtal Oilfield in ChinaTechnology and Development of Network Oilfield
1．油田物聯網技術的概念
油田物聯網技術是感測器技術、無線通信技術等在油田生產過程中的套用，因此，被感知的對象具有很明顯的標誌，這就是油田生產過程的各種設備及其事物。所以，油田物聯網的關鍵技術有三個。
其一為感測器技術。由於油氣田生產的特殊性，油氣田各種設備裝置是油氣生產的主要工具和手段，凶為油氣從地下采出到送入煉化廠，無處不用設備和儀器、儀表，將感測器安裝或置入油氣田生產過程的各種裝置中感應設備的狀態，採集各種數據，通過對數據的處理、分析，再對裝置最佳化，反饋、控制是最基本的技術之一。因此，感測器技術是油田物聯網的關鍵技術之一。
其二為無線通信與網路技術。油氣田全部在野外作業，大漠、深山、遠海都是油氣田的生產基地，在油氣田實施油氣田物聯網數據匯聚中，必須要具有無線通信技術作支持。因此，除了在有條件的地方鋪設光纖外，遠山地帶還大多採用GPRS/CDMA等，對GPRS/CDMA覆蓋不到的地方，要用無線網橋技術等把“最後一公里”接通，特別是對於從分散的井場到站、庫、隊等，無線網橋技術成為重要的技術條件。目前，正在興起的3G，4G技術也在探索著來解決這一問題。
只有利用無線通信技術，才能將物聯網中大量的數據匯聚在控制中心。油田物聯網技術是以網際網路為基礎的，除了形成物品互聯構成的物物相連的網，還有無線通信網。網際網路技術包括交換、路由設備等。油田物聯網首先必須基於網際網路技術作為基本條件和基礎，油田物聯網擁有海量數據和大量的有用信息，必須依靠網路技術完成。
其三為嵌入式系統與嵌入式人工智慧技術。物聯網是在網際網路的基礎上，將用戶與物品或者物品與物品用網際網路進行連線，並通過網際網路進行信息交換和通信的一種概念。物聯網主要通過信息採集設備以及能夠將這些信息採集設備接人網際網路的終端平台來實現。這樣嵌入式系統與嵌入式人工智慧技術是一項重要的技術。對於一些數據量不大，傳輸速率要求不高的套用，要考慮用較低的成本實現最可靠的物聯網服務，嵌入式系統與嵌入式人工智慧技術是必選的技術之一。對於油田來說，數據量大，要選擇這一技術，如接口電路技術系統，但在追求低耗、低成本的情況下，也整體結構如圖2.3所示，圖2.3是一個由感測器、RFID信息進入到系統後的嵌入式人工系統，通過這一系統可以解決數據在低功耗條件下的傳輸。以設計方案靈活、功耗可控制等為特點，比起通用計算機，其具有針對性更強、體積更小、成本更低等優點，一般是物聯網領域套用設計的首選方案。
2．油田物聯網技術原理
油田物聯網技術在油田的套用中，主要通過各種感測器對油田生產過程與環節對象進行實時數據採集，將採集到的數據通過有線或無線網路傳到控制中心，控制中心根據實時採集到的數據進行分析處理，通過分析結果再對檢測對象進行實時反饋、控制。實際操作是通過大量安裝在數據採集對象上的感測器對被測對象的實時測量，如對抽油機的檢測、對井下地層和井筒的檢測、對井口設備運行和流體屬性的檢測等。這些檢測過程全部進行處理後，以數據的方式表現出來，如對抽油機的測量，以動圖數據以及油井壓力、油管溫度數據等顯示和反映出來。這些數據要通過無線和有線網路組成的區域網路將採集的數據實時傳輸到信息管理中心的資料庫或者雲平台，如圖2.4所示。
圖2.4反映的是一個油田物聯網的基本原理。感知層通常被稱為信息層，就是獲取油田信息的技術組成，包括RFID、條碼和感測器。其實是在油田安裝了大量的感測器。通信層是對感測器所採集的數據進行傳輸。在油田物聯網中會有各種通信技術方式可利用，每一個通信技術都會組成相應的網。這是一個泛在的相互可以利用轉化的網 匯聚層是將數據傳輸到相應的地方後的數據處理、分析、套用。
油田物聯網就是利用實時數據流，結合創新型軟體套用和高速計算機系統，按照科學的數據模型進行數據的組織與管理，結合需求模型進行知識集成，通過套用智慧型識別、數據融合、移動計算、雲計算等技術進行有機統一，建立快速實時的動態套用系統，進而支持石油地質綜合分析、油藏狀態分析、遠程監控分析，配合遙測感測器、智慧型井和自動控制功能，完成生產實時診斷，綜合決策，達到對油田更直觀、高效、準確的管理，實現準確預測、精確控制，發現油藏，提高產量，創造效益，轉變生產經營模式的日的。
雲計算是物聯網後續處理與套用的平台，在未來，雲計算要承擔對物聯網數據的匯聚和智慧型處理，特別是要走綠色油田之路，雲計算是重要技術之一。
由此可見，油田物聯網的基本原理是利用各種感測器對油田被測對象的感知，採用各種數據，再利用無線或者有線傳輸技術集成數據傳給，數據中心對感測器所採集的數據進行數據處理和套用，這就是油田物聯網，其本質是數據採集、數據傳輸、數據管理、數據套用的一個過程。
