油田地面数字化建设物联网技术应用

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摘要：当前，中国油田开发建设也在逐渐趋于数字化。在油田地面数字化建设过程中，需要不断结合机械自动化技术、大数据计算技术等物联网技术，从而不断优化油田采集过程中数据记录和分析，并简化后期维护内容，建设起一套行之有效的智能管理系统，不断加快油田地面数字化建设的进程。

关键词：物联网技术；油田地面数字化建设；应用技术

引言

石油产业是比较传统的产业，目前随着互联网技术的不断进步与发展，将传统产业和物联网技术的不断结合是当前传统产业转型和提高竞争力的重要方法，而且石油产业是一类对各种技术要求都比较高的产业，再加上油田开发成本逐渐升高，国际油价低位运行，内在的提质增效与高质量发展发展的迫切需要不断上升，因此需要尝试不断与各种专业和技术进行融合发展。现阶段随着物联网技术的不断进步与发展，构建数字油田信息化技术也是社会发展的重要趋势。

1简述油田地面数字化

油田地面数字化是一种基于计算机技术和自动化技术的精细化油田管理模式，物联网技术则主要包括数据信息传输技术、数据传感技术、精准定位技术等，物联网技术中的诸多技术应用于油田产业中，可以加快物联网油田地面数字化系统的建设，从而不断提高油田数据信息的传输与交换，并系统的对收集的数据进行分析和合成，从而及时的把握整个油田井的实际情况，同时达到减员增效，实现降低员工劳动强度的目的，并将油田的生产管理与巡检活动安排地更加高效，使整个油田地面数字化系统始终保持高效稳定的运行环境之下。但是由于我国油田数字化建设起步较晚，相比于西方较为发达的部分国家而言，对物联网技术的应用依旧有待于进一步优化和发展[1]。

2油田地面数字化的建设方案

油田地面数字化的建设主要需要依靠物联网技术来实现现场自动化数据采集，然后通过信息管理中心进行数据处理和分析，建立何时恰当的数字模型，从而构建起整个油田的内部场景，把握整个油田的内部信息，从而实现高效精细化的油田井的生产管理。物联网技术最主要的特征就是不间断性和实时性，利用这些优点能够实现对诸如存储仓库、开采现场等油田工作现场直接进行数据自动化采集。采集到的数据再利用数据采集设备通过光纤传输等方式将数据传输到信息管理中心，管理中心的工作人员再根据数据分析系统对采集的数据进行数据分析和数据合成，并根据分析的结构构建数字模型，最后再由专业人员按照构建的数字模型对油田当前的实际运行情况进行分析，对油田的工作状况做出正确判断。对于自动化技术和计算机技术等物联网技术的应用，最主要的目的就是对油田的生产数据及时进行采集，运行状况进行准确及时地诊断，从而保证油田能够始终高效稳定运行。一旦发现有不符合标准的指标，则需要立刻向现场油田工作人员进行反馈，及时做出修正，这样不仅能够及时的解决油田井出现的各种问题，还能很大程度上减少相关人员的工作压力，从而不断提高油田的生产管理效率。另外在进行油田地面数字化的建设过程中，要对自动化技术、油田开发技术、计算机网络技术等诸多物联网技术进行合理的整合。同时不断提升操作人员、管理人员的素质和能力，配套升级完整的维修、保障、管理方法，构建专业性较强的现代化数字油田，不断提高油田的生产管理水平，让油田始终处于高效稳定的运行环境，不会因为油田内部的设备磨损而造成油田产量的下降，从而保证我国油田的产量能够真正提升。

3物联网技术在油田地面数字化建设中的应用和效果分析

3.1远程数据自动采集输送系统

远程数据采集输送系统主要包括油水井生产数据采集系统和站库对应数据采集系统两个子系统。首先对于油水井生产数据采集系统而言，其主要是利用自动化控制系统来对油田井的生产数据进行自动化采集，并在系统内自动完成对数据的归纳整理；其次是站库对应数据采集系统，该系统主要包括原油计算量取装置、原油输送压力增压装置、原油输送中转装置以及液体气体，诸如装置等，其主要作用是采集油田生产过程中所产生的各种数据，进行归纳整理，并将分析结果传递给自动化生产管理系统，实现全自动智能化油田控制过程，为油田地面数字化建设奠定坚实的技术基础。

3.2自动化生产管理系统

自动化生产管理系统是油田地面数字化建设的核心技术，自动化生产管理系统不仅能够实现对采集数据的自动化管理，同时还可以对差异性生产流程进行协调处理，通过变频器、气动阀、电动阀等设备实现远程控制，使整个生产流程更加协调顺畅，针对生产异常情况能及时检测出来并报警提示，提高安全系数。另外，自动化生产管理系统还可以对油水井生产过程中的抽油机变化情况进行科学合理地分析，通过生成示工图、电流及载荷等数据，判断抽油机工况运行状态，给出需要处理办法等，同时根据相关资料进行类比，以此来不断实现数字化油田地面的自动化生产管理控制，完成对油田生产数据、生产状况以及动态开发数据进行自动化管理[2]。

3.3油田生产远程监控系统

传统油田生产的监控都是利用人工来对油田生产情况进行实时监测，以此来保证油田能够一直处于稳定生产状态，这种人工监控方式毕竟效率较低，而且对人力、物力资源的消耗也比较大，严重制约了油田生产效率的提升，因此需要引入远程监控系统来实现油田地面数字化的建设。油田生产远程监控系统的核心设备就是油田管理控制室，将数据采集输送系统采集分析后的数据传输到油田管理控制室中直接显示，管理人员可以根据显示的数据对油田生产现场进行实时监控。一旦发现传输数据与标准值有了偏差，可以第一时间进行故障排查，极大提高了油田生产效率。另外，通过应用油田生产远程监控系统，能够在一定程度上避免过多的对油田进行维护。只有数据不能正常传输或者是油田内部出现重大事故时需要对油田进行维护，其他情况一律不用停工维护。由此可见，油田生产远程监控系统的应用不仅极大降低了工作人员的工作强度，减少了用工人数，而且很大程度上提高了油田生产原油的效率。油田生产远程监控系统设计方案如图1所示。

3.4资料输送传输系统

资料输送传输系统在油田地面数字化建设过程中也起到了十分重要的作用，资料输送传输系统主要包括无线网络、有线网络以及组合网络等，而且这三种网络可以随机组合，因此资料传输技术的网络组合方式具有多样性等特点。在安装资料传输系统时，需要注意区分并隔离办公室网络和工程控制网络，其中工程控制网络相比于办公室网络而言要求更为严格，需要严格保证工程控制网络的稳定性和高效传输性。同时做好生产数据保密工作，特别是与互联网的连接中，做好防火墙建设防止病毒和黑客可能的对油田的破坏行为。另外，在油田资料输送过程中，由于多数油田中存在较多的丛式井，因此需要以光纤对接的方式接入物联网，这种方式不仅能够很好的和油田生产远程监控系统联动，同时还可以很大程度上满足对生产资料采集和运输的需求，从而不断提高油田的智能化控制[3]。

3.5油田站井技术配套支持体系

油田站井技术配套支持体系也是数字化油田地面建设的重要技术之一，其中主要是由单体油水井站、原油加工处理站等配套体系技术组成，包括的设备有清洁能源发电装置以及电力发生装置等。对于气井而言，仅仅采用像太阳能、风能等电量需求较小的清洁能源发电装置即可，而对于抽油机和注水泵等设备则需要工业电网的电力传输。同时还要配备好辅助电网装置，防止出现特殊情况时能够保证辅助电网及时进行辅助供电，保证油田能够始终处于运行状态。在油田站井技术配套支持体系下，数据传输设备、自动化管理系统、油田远程生产系统都可以有效运行，极大提高了数字化油田地面建设管理的持续性和稳定性。物联网技术在油田地面数字化建设中的应用可详如图2所示。

3.6应用效果分析

在油田地面数字化建设过程中，物联网技术的应用起到了至关重要的作用，尤其是在电子巡井、数据采集输送、自动化管理控制、远程实时监控以及智能化报警等过程中。同时通用应用物联网技术，相比于传统油田生产过程，数字化油田地面的建设极大化简了油田生产管理的流程，降低了管理难度，有效实现了油田地面过程的扁平化管理，从而在一定程度上减少了工作人员的劳动强度和劳动者人数，有效提高了油田企业的生产效率和经济效益。

4结语

总而言之，随着我国社会经济的不断进步与发展，我国对于石油的需求量也越来越大，这就使得我国的油田企业要不断向数字化的方向发展，以此来不断促进我国油田地面数字化进程的发展，不断提高我国油田的生产效率。

参考文献：

[1]李明皎.物联网技术在数字化油田建设中的探索与实践[J].科技创新与应用，2020(5):151-152.

[2]王宏宇.物联网应用技术在数字化油田建设中的应用分析[J].石河子科技，2020,254(06):33-34.

[3]刘志忠，任丽杰.物联网技术在油水井数字化建设中的深化研究与应用[J].信息系统工程，2020,314(02):130-131.

作者：刘帅 单位：大庆油田有限责任公司第一采油厂