劉銀鵬

（大慶油田信息技術(shù)公司，黑龍江 大慶 163000）

現(xiàn)階段，我國(guó)的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)基本建設(shè)完成，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集、傳輸與應(yīng)用等多個(gè)方面，數(shù)字化油田模式已經(jīng)建成。與此同時(shí)，隨著當(dāng)前人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)也得到了創(chuàng)新發(fā)展，智能化油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將成為未來一段時(shí)間內(nèi)油田企業(yè)的建設(shè)目標(biāo)。

1 智能化物聯(lián)設(shè)備使用

現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)正處于智能化發(fā)展階段，智能化物聯(lián)設(shè)備的使用是其發(fā)展的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前的物聯(lián)設(shè)備具有耗能多、體積大、配置復(fù)雜且功能較少等一系列不足之處，而智能化的設(shè)備具有無線連接以及能耗減少的巨大優(yōu)勢(shì)，使用智能儀表盤進(jìn)行生產(chǎn)，不但能夠減少設(shè)備占地面積，還能夠有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化發(fā)展。智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要是由新型無源無線傳感技術(shù)與聲表面波核心技術(shù)組成，在此基礎(chǔ)上開展對(duì)設(shè)備芯片的研究工作，最終研發(fā)出針對(duì)油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)的新型無線無源數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

除此之外，還有自主控制技術(shù)中智能網(wǎng)關(guān)方面的研究。通過對(duì)智能技術(shù)在網(wǎng)關(guān)方面的研究，開發(fā)出帶有自主判斷能力、自主控制能力以及優(yōu)化鏈路資源等能力的智能網(wǎng)關(guān)，這些研究使得智能化設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)方面得到了充分使用。這些智能化設(shè)備在使用的過程中與以往PLC形式的設(shè)備存在著很大的不同，不但具有數(shù)據(jù)收集與控制的能力，還具有接入現(xiàn)場(chǎng)視頻開展智能分析、工藝協(xié)議自動(dòng)識(shí)別以及智能化解析的能力。因此，使用智能化設(shè)備對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效節(jié)省油田企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面的投資成本，并且由于智能化設(shè)備維護(hù)工作較為簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)人力物力資源投入的減少，為油田企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 數(shù)據(jù)高速傳輸

我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展速度非常快，當(dāng)前已經(jīng)迎來了5G通信時(shí)代，5G通信技術(shù)的出現(xiàn)，使得數(shù)據(jù)傳輸形式得到了改變，而且速度也有了較大的提升。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展也使得物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方面有了較大的提升，未來將能夠建設(shè)出支持不同的設(shè)備接口、不同的互聯(lián)協(xié)議的集成化技術(shù)平臺(tái)，以此為油氣生產(chǎn)活動(dòng)提供平臺(tái)支持。與此同時(shí)，該技術(shù)的出現(xiàn)還有利于打造出油田獨(dú)立的油氣生產(chǎn)專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)井、站、作業(yè)區(qū)以及油田公司等區(qū)域的有線與無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，保障數(shù)據(jù)采集與傳遞工作不會(huì)被井、站、作業(yè)區(qū)以及油田公司之間的距離以及地形限制，同時(shí)也不會(huì)被路由等物理原因影響，保障數(shù)據(jù)傳輸工作的有序開展。

除此之外，使用5G通信技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，還能夠使得前端物聯(lián)設(shè)備和網(wǎng)關(guān)自主協(xié)調(diào)通信機(jī)制聯(lián)系在一起，最大化地提高數(shù)據(jù)傳輸效率，降低信道干擾，能夠有效避免多種原因造成的數(shù)據(jù)傳輸阻礙問題，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與安全性。利用網(wǎng)關(guān)向機(jī)制監(jiān)控平臺(tái)傳輸無線儀表數(shù)據(jù)，減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模式中RTU等環(huán)節(jié)，減少數(shù)據(jù)傳輸鏈路，使得數(shù)據(jù)傳輸效率提升，并且受到信息安全攻擊的可能性也將大幅度降低，數(shù)據(jù)傳輸方式也變得更加智能化。

3 智能云平臺(tái)的建設(shè)

當(dāng)每一個(gè)油田企業(yè)的工作人員以及油氣生產(chǎn)設(shè)備都被納入到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中，員工與員工之間、員工與設(shè)備之間以及設(shè)備與設(shè)備之間都會(huì)產(chǎn)生更加密切的聯(lián)系，這也將為油田企業(yè)的油氣生產(chǎn)工作帶來更多的發(fā)展機(jī)遇。在接下來一段時(shí)間內(nèi)的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工作當(dāng)中，建設(shè)重點(diǎn)將由以往的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平提升轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾晹?shù)據(jù)采集處理技術(shù)能力的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)于油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的全方位發(fā)展。當(dāng)前人工智能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)較為成熟，人工智能技術(shù)也逐漸成為油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主要技術(shù)之一，隨著該技術(shù)的使用智能云平臺(tái)逐漸形成。

油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，通過智能云平臺(tái)對(duì)于這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與深度挖掘，能夠最大化地發(fā)展出數(shù)據(jù)信息應(yīng)有的價(jià)值作用，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)向物聯(lián)網(wǎng)邊緣層的AI賦能作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集能力的提升與優(yōu)化。智能云平臺(tái)的出現(xiàn)使得油氣生產(chǎn)萬物互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了萬物智聯(lián)的轉(zhuǎn)變。因此，在油田企業(yè)發(fā)展與生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該積極找尋適合本公司發(fā)展的智能云平臺(tái)的建設(shè)模式，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生更加深入的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田發(fā)展的科學(xué)規(guī)劃，并通過該平臺(tái)對(duì)于油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，以此實(shí)現(xiàn)降低能源消耗以及在運(yùn)輸及售賣環(huán)節(jié)的持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

由于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備在油田產(chǎn)能業(yè)務(wù)鏈上的廣泛使用，油田生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)已經(jīng)呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)模式，以往使用的數(shù)據(jù)分析計(jì)算方式與技術(shù)已經(jīng)無法承擔(dān)這種大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理工作，嚴(yán)重影響了油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與分析工作，是接下來油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。通過智能云平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、整合與分析工作，推動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)智能化發(fā)展。與此同時(shí)，隨著邊緣計(jì)算技術(shù)在油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)中的使用，在該技術(shù)支持下建立的智能RTU系統(tǒng)能夠在井場(chǎng)前端開展生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集、整合分析、邏輯控制以及實(shí)施優(yōu)化等功能，不但能夠有效提高油田企業(yè)的數(shù)據(jù)整合分析能力，還能夠提高設(shè)備系統(tǒng)的反應(yīng)速度，這一優(yōu)勢(shì)也將使得混合型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到推廣。除此之外，智能云平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、安全預(yù)警以及生產(chǎn)調(diào)度等功能集于一體，而隨著與人工智能技術(shù)的不斷融合，將能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及對(duì)油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)的無人化監(jiān)管，而傳統(tǒng)的事后技術(shù)人員親自排除故障的管理模式，也能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茴A(yù)測(cè)、提前預(yù)警的管理模式，在一定程度上提高了油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性。

4 大物聯(lián)網(wǎng)模式打造智能油田

在現(xiàn)階段的油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，雖然已經(jīng)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，但實(shí)際上各環(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都處于獨(dú)立運(yùn)行模式，而隨著當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)緊密聯(lián)系在一起，最終形成“大物聯(lián)網(wǎng)模式”。

4.1 全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展

隨著油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的越發(fā)完善，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的獨(dú)立系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變當(dāng)前獨(dú)立運(yùn)行的模式，形成生產(chǎn)環(huán)節(jié)與地下勘探、地上采油、煉油化工以及油氣產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)為一體的全產(chǎn)業(yè)鏈的物聯(lián)系統(tǒng)，打造出一個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的全新物聯(lián)控制系統(tǒng)。以此保障每一個(gè)油氣產(chǎn)品從開采到加工再到銷售環(huán)節(jié)的都能夠有據(jù)可查，保障各個(gè)生產(chǎn)階段的信息真實(shí)全面，以此推動(dòng)油田企業(yè)實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)全鏈路的智能發(fā)展。

4.2 收集傳輸一體化發(fā)展

使用智能化物聯(lián)設(shè)備建設(shè)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)不但能夠減少建設(shè)成本的投入，還能夠使得設(shè)備性能與功能得到優(yōu)化。智能物聯(lián)設(shè)備具有高度集成的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于設(shè)備功能的整合，不但能夠有效降低了設(shè)備運(yùn)行建設(shè)成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備功能的轉(zhuǎn)變，比如說：三合一智能RTU，使集合RTU、網(wǎng)絡(luò)通信以及電參3個(gè)設(shè)備功能集合在一起等等，有效提高了設(shè)備的使用性能。

4.3 傳感控制一體化發(fā)展

傳感技術(shù)與控制技術(shù)的一體化發(fā)展主要體現(xiàn)在微型電技術(shù)之上，微型電技術(shù)又可稱為MEMS，這一技術(shù)主要實(shí)際上就是指具備微型傳感器、微型執(zhí)行器，并且具有電路控制能力與信號(hào)處理能力，集接口、通信與電源為一體的微型系統(tǒng)。通常情況下微型電技術(shù)都被使用在油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的前端控制層當(dāng)中，通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感設(shè)備與控制設(shè)備的一體化發(fā)展，以此減少物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)投資以及運(yùn)維成本的投入，能夠有效提升油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 前端后臺(tái)一體化發(fā)展

油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的前端能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集并將其傳輸至智能云平臺(tái)當(dāng)中，然后在智能云平臺(tái)中對(duì)于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘與分析。在這一過程中，智能云平臺(tái)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)收集工作與數(shù)據(jù)處理工作的共同實(shí)施，不必像傳統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理模式那樣進(jìn)行數(shù)據(jù)的分級(jí)存儲(chǔ)與調(diào)用。在顯著提升數(shù)據(jù)處理效率的同時(shí)，建立起異構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，使得數(shù)據(jù)處理工作更加標(biāo)準(zhǔn)化，提高油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性，增加生產(chǎn)數(shù)據(jù)的使用價(jià)值。

4.5 數(shù)據(jù)保存分析一體化發(fā)展。

在進(jìn)行油氣生產(chǎn)工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)與信息，這些數(shù)據(jù)的保存、分析與處理環(huán)節(jié)是保障油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣生產(chǎn)當(dāng)中得到了更加廣泛的使用，所產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)量也隨之大幅度提升，這一現(xiàn)象對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于分析能力提出了更加嚴(yán)格的要求。而數(shù)據(jù)保存分析一體化的發(fā)展模式，將會(huì)使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及其他更加先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)與系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析工作，不但能夠有效提高數(shù)據(jù)的處理效率，還能夠保障數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，為油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)智能化發(fā)展提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持。

4.6 服務(wù)管控智能化發(fā)展

實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)功能就是服務(wù)，同時(shí)這也是油田企業(yè)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要目的。在建設(shè)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的過程中集合使用多種先進(jìn)感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及人工智能技術(shù)，打造出符合當(dāng)前油田企業(yè)發(fā)展的智能物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于油田的可視化管控。通過覆蓋油田企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能管理系統(tǒng)，對(duì)于企業(yè)接下來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃以及生產(chǎn)活動(dòng)可行性進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避，保障企業(yè)的平穩(wěn)運(yùn)行。與此同時(shí)，還能夠通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化管理，開展智能化的生產(chǎn)信息收集以及智能生產(chǎn)預(yù)警等活動(dòng)，提高油氣生產(chǎn)活動(dòng)開展的安全性。

4.7 決策支持智能化發(fā)展

智能化的決策支持是保障油氣生產(chǎn)計(jì)劃科學(xué)制定的重要方式，能夠有效減少因人為干預(yù)帶來的決策失誤。通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油氣生產(chǎn)中海量數(shù)據(jù)的分析處理，使用云邊端協(xié)同管理形式進(jìn)行管理，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建生產(chǎn)決策模型。通過該決策模型能夠在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)油氣生產(chǎn)過程中的問題，并通過決策模型的邊緣層發(fā)出檢測(cè)指令，在完成指令后數(shù)據(jù)內(nèi)容將會(huì)再次返回云端，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)對(duì)于生產(chǎn)模式進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障，影響油氣生產(chǎn)工作的有序開展。與此同時(shí)，使用智能管理技術(shù)對(duì)于油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制，能夠有效避免因工作人員判斷或是操作失誤帶來的生產(chǎn)決策錯(cuò)誤，有利于保障油田企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)正處于數(shù)字化向智能化發(fā)展時(shí)期，智能化油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工作是接下來一段時(shí)間內(nèi)所有油田公司所要面對(duì)的問題。

油田企業(yè)應(yīng)積極使用先進(jìn)智能技術(shù)來摸索智能油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方式，通過智能云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的控制，最終打造出全產(chǎn)業(yè)鏈一體化大物聯(lián)網(wǎng)格局，以此來不斷提高我國(guó)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平。