智慧油田数据采集与远程监控分析

 智慧油田数据采集与远程监控分析

董方

大港油田数智技术公司  天津市滨海新区 300280

摘要：随着多因素的共同影响，国内外对油气能源的需求量都在逐步增加。这无疑对油田采集工作的效率与质量提出了新的要求，如何实现高效、高质的油田开发，也成为当下油田行业需重点探究的问题。近年来，互联网技术以及大数据技术被广泛应用到油田企业的生产与建设中，进一步推动了油田企业从数字化到智能化，再到智慧化的迭代升级。

关键词：智慧油田；远程监控；数据采集；数据平台

1智慧油田概念

智慧油田是油田生产进步的关键方向，其核心在于构建专业的信息化平台。该平台借助高速网络技术、可视化及虚拟现实技术、空间信息技术，以实现包括预测、评估、协作、预警、管控等多元功能的开发及资源的高效配置。在资源开发过程中，它强调人的主导作用和精细管理，以期最大化智慧油田的经济效益和社会效益。

构建完整的智慧油田信息平台，油田企业需建立内部数据库并开发协同软件，以释放平台的多功能潜力。这需要利用云计算的分布式处理能力、数据库和云存储服务，以及以人为主导的人机交互技术，以提升智慧油田协同软件和数据库的建设和运行效率。同时，数据库和协同软件的研发应与智慧油田平台的长期需求保持一致。

2智慧油田数据采集与远程监控具体技术介绍

2.1传感器网络智能技术

①无线传感器。此项技术是一种被具体应用在无人看守的情况下，以实现对周围环境或监控数据的自动化收集的专业技术。在油田动态化监控中，无线传感器网络结构主要分为以下3层。第一，数据收集层。在油田实际开发的过程中，在井、站等区域布控多样化的专业传感器装置，依据现场实际状况，利用专业辅助设备，对现场油田环境的压力、温度等参数开展动态化感应及测量，同时借助传感器节点的无线数据传输功能，与各个节点开展协同化运作。第二，数据专项传输层。在收集到数据之后，将信息动态化传输到无线管控装置中，同时借助无线信息传输技术，再将数据传输到监管中心，在收集了传感节点的相关数据之后，借助专业的系统模块，对节点数据开展有针对性的筛选，以剔除有误的数据。在数据传输阶段，需要切实关注网络的平稳性运作。第三，决策应用层。监管中心在对数据开展专项筛选的过程中，借助专业软件对数据展开智能化解析，同时依据管理以及应用的实际需要进行数据展示。其中，监管中心的重点运作目标便是应用专业软件，以实现对油田生产阶段数据的有效收集、整合及应用。

②光纤传感器。光纤传感器在对抗干扰的能力上优于无线类传感器，因此在构建智能化油田的过程中扮演着至关重要的角色。它们能够有效地实现管道的动态监测，同时能够实时在线反馈井下的温度、压力等多种复杂参数，以适应油田井下持续的传感需求和动态的监管要求。通常，光纤传感器被划分为功能型和传光型两类，前者凭借其结构简单、抗腐蚀性强等特点而设计，后者则是通过将光纤与其他敏感元件集成以构建的传感器。

2.2动态化监控通信网络建设

①卫星通信技术。该技术整合了数据压缩、近实时数据同步和智能卫星天线等手段，利用专门的通信系统，能对户外地况进行精确的勘察，并将探测数据准确无误地传送至企业控制中心，以提供决策者关键的现场信息，便于对施工现场的突发状况进行及时且精确的应对，以避免问题的恶化。此外，通过卫星通信系统，可以实现图文信息的传递，将卫星通信系统融入油田网络，再将管理站点接入各区域的语音中继线路，从而实现所有接口与油田管理接口的无缝连接。在对油田实施动态监控的过程中，该技术能有效地结合专业的卫星通信技术，显著提高油田生产监控的工作效率和质量。值得注意的是，实际操作中，应用卫星通信技术进行油田动态监控的挑战性较高，不仅涉及专业团队的构建，还要求国内卫星通信技术的整体水平得到进一步提升。

②TD-LTE无线通信技术。此项技术可对系统整体干扰进行有效控制，从而获得更为理想化的频谱效率，切实提升生产业务的整体质量。在如今物联网持续发展与革新的趋势下，推动油田智能化与数字化管控成为终极目标。国内智能化油田建设的关键便是通信网络的完善化建设。由于相关数据存储方式不统一以及网络协议标准性不足，国内还未形成规模较为可观的专业油田网络监管体系，而TD-LTE无线通信技术的深入应用可以更好地支持国内庞大的油田物联网监管系统的整体建设。现阶段，越来越多的油田企业借助此项技术逐步创建了自身专属的局域网，以实现内部数据资源的高效且稳定共享。借助信号调控、编码能提升终端设备发射功率，以及全面控制数据传输阶段比特数据流延缓状况。与此同时，应用此项技术可实现对油田传输系统的信道拓展，当信道同时被频分和时分占用时，所传输的帧比特流可实现高效化对各类信道进行转换，规避油田现场强干扰以及负面因素出现，进一步提高动态化监控的质量和效率。

3智慧油田数据采集与远程监控体系构建的措施

3.1优化数据采集设备与网络布局

在构建智慧油田数据采集与远程监控体系时，首先需要对油田现场进行详细调研，合理规划传感器网络的布局，确保数据采集的全面性和准确性。无线传感器和光纤传感器应根据井位、管道走向和关键设备位置进行科学布设，确保无盲区覆盖。同时，需要考虑通信网络的冗余设计，以应对极端环境或设备故障，保证数据传输的稳定性。

3.2强化数据处理与分析能力

建立高效的数据处理中心，利用云计算技术进行大数据的实时处理和分析，以挖掘数据中的潜在价值。通过机器学习和人工智能算法，实现对生产数据的智能解析，预测设备故障，优化生产参数，提高生产效率和安全性。

3.3构建一体化监控平台

开发统一的远程监控平台，整合卫星通信、TD-LTE无线通信等多种通信技术，实现多源数据的融合与统一展示。平台应具备实时监控、远程控制、预警报警、历史数据分析等功能，为管理层提供全面、直观的决策支持。

3.4提升安全防护水平

智慧油田系统中，数据安全和网络安全至关重要。应建立完善的安全防护体系，包括数据加密、防火墙、入侵检测和安全审计等措施，防止数据泄露和系统被恶意攻击。同时，定期进行安全评估和演练，确保系统的安全稳定运行。

3.5培训与人才队伍建设

加强员工的信息化技能培训，提升员工对智慧油田系统的理解和操作能力，确保系统效能的充分发挥。同时，引进和培养数据分析师、信息技术专家等专业人才，为智慧油田的持续创新和优化提供人才保障。

3.6提高软硬件设施的兼容性

在智慧油田数据采集和远程监控体系建设的过程中，需要应用多样化的传感器，如压力传感器、温度传感器、流量传感器等。不同的传感器所具有的功能存在较大的差异，每个传感器作为独立的单元，其内部的驱动程序需要与系统之间保持高度的兼容性，确保传感器所接收到的数据信息能够实时、高效地传递到远程终端设备（RTU）控制器中。同时，数据采集以及远程监控体系中还涉及不同的管控层级，企业应当确保每个层级之间的信息流通能够正常进行。

结语：

智慧油田的建设是石油行业向数字化、智能化转型的重要举措，涵盖了从数据采集、通信网络建设到远程监控体系构建的多个层面。通过不断优化技术应用，强化数据处理能力，构建一体化监控平台，以及提升安全防护水平，智慧油田将实现更高效、安全的生产管理。同时，人才队伍建设与标准化管理流程的建立，将为智慧油田的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

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