浅析物联网、大数据及云计算技术在油田生产中的应用

＊罗铁军 肖兵 叶沛林 王宇蒙

（中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司工程技术研究院 河北 062500）

浅析物联网、大数据及云计算技术在油田生产中的应用

＊罗铁军 肖兵 叶沛林 王宇蒙

（中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司工程技术研究院 河北 062500）

目前，我国的市场经济正在不断的发展，与此同时，计算机技术的更新进步速度也在不断的加快，而在这样的背景下，要求油田发展也能够寻求对互联网的应用，而该概念也要求油田的相关工作人员能够对其高度重视，互联网技术一方面能够使得油田在发展过程当中对成本节约，并在此基础上对自身经济效益进行提高，另一方面也能够从一定的程度上对全球的经济化进程进行促进。从目前我国的情况来看，虽然对于互联网的研究仍然处于起步阶段，但已经取得了很大的成果。诸如物联网、大数据、云计算机的发展也对油田的发展带来了全新的挑战，而这也要求油田生产、开发的相关部门、工作人员等对相关的措施策略进行不断的完善，本文从实际出发，结合笔者的工作现状，就油田生产过程当中物联网、大数据以及云计算技术的应用进行一定探讨。

物联网技术；油田生产；大数据；云计算；应用

1.计算机技术构成

(1)物联网技术

作为一种全新的技术，物联网本身的构成比较复杂，感应层次、网络覆盖层次以及物联网应用层是其主要划分的三个层次。在整个系统当中，感知层能够对各个层次进行指导，并通过其闯敢设置来对全部布局进行支持。目前的传感器种类丰富，二维码扫描、GPS定位终端等都是比较常用的形式。

收集层主要是由互联网当中的各种通信装备组成。该层次主要是为感知层来进行传输，负责对感知层获取的各种信息进行接受、传输。

(2)云计算技术

在互联网领域当中，云计算技术是十分重要的突破，云计算技术能够利用网络化的虚拟色织，按照行业需求，为各个行业提供网络服务。该手段能够对计算机资本进行有效的计生，并实现对环境的保护。

(3)大数据

目前，仍然没有对大数据具有明确的定义，但大多数的学者都认为传输快、传输数量大是大数据最大的优点。

2.物联网在油田生产当中的应用

(1)明确物联网技术在油田生产当中的实际应用

在油田的实际生产以及开发的过程当中，应按照相关的流程来进行实际的工作，从传统的生产组织形式来看，主要的巡检方式是依靠工人进行的，这一方面使得工人的劳动强度上升，另一方面还会在实际的作业当中造成较高的风险，使得油田的生产效率以及经济效率都受到了很大的影响。此外，传统的生产方式对于员工的操作是十分依赖的，而如果员工的工作态度较为散漫，就会使得油田生产的效率、业绩受到相应的影响，而在这样的情况下，就必须要要利用物联网来对生产工艺进行革新、优化。

油田并不是一项随意的工作，油田的生产需要在满足需求的情况下进行操作，从目前我国对油田的开发情况来看，虽然已经建立了一些适用于生产的监控、管理系统，但这些系统的使用并没有与油田开发的实际情况进行完全的结合，一般来讲，这些应用系统大多是用户根据油田的特点交给相应的软件公司进行开发的，其目的主要就是满足油田公司等客户的需求。但受到气候、地域等因素的影响，每个油田都有着专属于自己的特点，因此，在对软件系统进行实际的开发过程当中，物联网技术的应用也有着各不相同的差异，难以对统一的规范进行形成。

目前，从我国对油田开发的管理来看，仍然存在着一些信息化的问题，而这也需要相关部门根据实际需求以及建设经验，建立完整的信息平台来对其进行解决。而想要更好的建立油田生产物联网系统，就需要将工业生产与信息技术进行有机的结合，并对每个单元的自动化程度进行有效的掌握，从而保证油田能够高效率、持续的生产。

(2)分析油田采用物联网技术后提升的价值

物联网在油田生产当中的应用也显现了物联网本身的价值。而在油田生产当中，对相关数据的采集则是对物联网技术最重要价值的体现，油藏大多在地下深处，因此其生产数据也多为动态。一般来讲，在地下几千米的抽油机工作当中，如果抽油机不出现问题，都能够对无间歇作业进行实现。但是，抽油机是否能够高效率的工作却难以得到保证，想要对其工作状态进行了解，单纯的依靠经验判断并不精准、科学，而自动化设备的使用则能够读这些问题进行有效的解决。

物联网技术的应用，能够将其理解为在油机操作过程当中对各种远程传感器进行安装，在对油田工作程序启动之后，利用传感器传输的数据，工作人员能够对其进行深入分析，对目标状态进行监测。因此，数据的采集、判断则是物联网建设的最大价值。此外，在油田生产当中对物联网技术进行应用，还能够对油井的动态数据进行碎石检测，而这也能够对油井生产状况的变化问题在一定程度上予以解决。

3.大数据分析在油田生产中的应用研究

(1)异常井自动识别

作为对产量产生重要因素，异常井正在受到越来越多的油田管理人员的重视，在以往的工作过程当中，对于异常井的发现通常需要利用人工的方式，并对多样的油田生产材料进行查阅之后才能确定，但是这样的工作方式却会造成工作量大、周期长的情况，对异常井的诊断造成了一定的约束。而如果采用数据发掘、聚类分析的方法，则能够自动识别异常井，并根据异常井的特点，将调开井等因素影响进行排除，利用ASP.NET的方式来实现编译，从而及时的发现异常井，对诊断的及时性以及员工的工作效率也都能够得到有效的提高。

(2)异常井智能诊断

作为油田生产的一项日常生产工作，异常井的诊断一直困扰着油田生产业务人员。现如今，对于异常井的诊断仍然主要依靠人工的方式来进行，但是利用人工的方式来针对油田的异常井，主要的依据是工作人员的自身经验，其诊断符合率难以满足实际的需求，极有可能会产生后续措施失误的情况，并最终使得单井的生产受到影响。而利用灰度图像的处理技术则能够对油井特征功图库进行建立，通过对当前功图与特征功图的对比，从而自动诊断油井工况，工况有着很多的表现形式，因此也会使得功图出现多种的解释情况，这就需要对因子分析法进行使用，对因子变化的情况进行分析，并对参数诊断规则库进行建立，通过对比分析相关因子指标来对异常的原因进行确诊。

（3）间抽井开关井计划制定

在油田开发的后期阶段当中，会出现越来越多的供液不足情况，在一阶段，我们将其定义为间抽井。目前，我国的油田生产开发还依靠人工的方式对每个月的间抽井开关井计划进行制定，但是仍需要验证计划的合理性，这就需要对抽井开光的实践进行合理的控制，从而真正的做到节能减排。可以对回归分析以及因子分析的方法进行使用，对抽井开光时间的影响因素进行发掘，并对分析预测模型进行建立，归一化处理模型曲线，从而使得节能减排的目的能够得到实现。

(4)油井清防蜡预测

现如今，油田对于油井清蜡措施的实施仍然按照人工制定的方式，每个井口平均1个月就会清蜡1次，这样的情况使得，一些井在还没有结蜡的情况下就需要提前清蜡，这些情况一方面会对人力、物力造成浪费，另一方面还会使得油井的生产受到影响。因此，我们可以利用因子分析的方法来根据相关参数建立预测模型，对模型曲线利用回归分析的方法进行构建，对清蜡结点时间进行分析，从而对合理的清蜡时间进行推算，使得油田精细化管理水平能够得到提高。

4.云计算技术在油田生产中的应用

(1)云计算在油田的专业化应用

现如今，云计算技术在油田的专业化应用上已经取得了一定的成果，而在油田勘探开发、数字油田应用等方面，能够通过统一的平台实现资源的共享；部分企业能够利用云计算技术来实现数据存储、服务器应用等；在油藏的研究过程当中，云计算技术的试验也取得了一定的成功，云计算技术的这些成功案例都为其日后的发展奠定了基础。

通过云服务的模式，能够对服务器等基础设施进行建设，并根据不同单位的实际需求提供出相应的服务，这一方面能够使得资源的共享得到实现，并使得设施的利用率得到提高，另一方面还能够使得企业的重复投资得到避免。而利用专业的管理，也能够使得数据的安全得到有效的保证，对企业软硬件的投入也能够一定的减少。

(2)借助云计算运行三网融合系统

作为油田三网融合的开始念，2013年三网融合业务支撑系统选择了油田云平台，在该系统当中对油区当中的家庭、企业等各种业务能够有效的进行管理，发挥着十分重要的作用。

在支撑系统当中，主要包含有业务营帐系统、一卡充系统等。主要依靠6台物理主机虚拟出32台服务器的方式来对云平台进行搭建，其中主要包含有WEB服务器、数据采集服务器等，并按照实际的需求对内存等进行了分配，而为了使得数据的安全能够得到有效的保证，还利用DCN网的方式对网络进行组建。

经过相应的测试以及调试之后，系统正式上线，在之后的运行期间有效的保障了系统的稳定性，而在没有借鉴的前提下，该系统能够稳定的在云平台上运行，可以说明油田中成功的应用了云计算技术。

(3)油田推广云桌面的前景

在建设方面，油田对于云桌面也有了新的规划，在未来的五年当中，预计将利用该系统来对传统的办公模式进行替代。油田当中有很多的二级单位，而计算机在其日常工作当中发挥着十分重要的作用，但是计算机更新较快且需要较大的投资，这使得企业的成本也得到了增加。如果推广应用云桌面，则能够对资源共享得以实现，并对各个单位的投入进行减少。

除此之外，应用云桌面并不是一朝一夕的事情，应对其了解进行加强。通过在三网融合系统当中对云桌面的应用，使得用户对云桌面技术的认识能够得到加强。在最初对云桌面进行部署的过程当中，经验不足的情况可能使得用户对数据的安全性有所担心，但一旦度过过渡期，往往对该系统较为认可，由于云计算技术具有较为强大的技术支撑，因此只要能够对数据进行有效的保存，用户就可以对其放心使用。

结束语

总而言之，虽然我国对于大数据、物联网以及云计算机技术的应用已经具备了一定的能力，在各个领域的应用当中也显示出了比较好的状态，但我们仍然需要认识到，在对相关技术进行研究的过程当中，仍然有很多因素制约了其发展，而在油田生产的过程当中，对大数据、物联网以及云计算技术的应用也需要进一步的进行完善。

[1]高国忠,刘敬东,孙彦辉．物联网技术在油田生产中的应用研究[J]．科技风．2014(13)．

[2]唐慧锦．物联网技术在中原油田的应用前景[J]．信息安全与技术． 2013(04)．

[3]李小宁．物联网技术在石油勘探与生产企业的运用[J]．电子技术与软件工程．2013(13)．

[4]王伟,陈奇志．探析物联网在石油行业的应用[J]．中国信息界．2012(12)．

[5]武佳贺,周浩,宫俊峰,贾丽娟．物联网在石油行业中的应用及展望[J]．中国信息界．2011(07)

(责任编辑 崔雅丽)

Application of Internet of Things, Big Data and Cloud Computing in Oilfield Production

Luo Tiejun, Xiaobing, Ye Peilin, Wang Yumeng
（Research Institute of Engineering and Technology, North China Oil field Branch Of fice, PetroChina Company Limited, Hebei, 062500）

At present, China’s market economy is developing continuously, at the same time, the improvement of computer technology is accelerating constantly, under which background, the oil field development is required seeking the application of Internet of Things, and this concept also requires the oil field relevant staff’s great importance to it. The Internet technology, on the one hand, can make the oil field achieve the cost savings in the development process and on this basis, to improve its economic bene fit, on the other hand, it can also promote the global integration process to certain extent. Analyzing from the current situation in China, although the research on the Internet is still at its initial stage, it has achieved great results, for example, the developments of the Internet of things, big data and cloud computing have also brought new challenges to the development of oil fields, and this also requires the relevant departments and staff of oil field production, development perfecting the relevant measures. Starting from the practical situation and based on the author’s working status quo, this paper has discussed the application of Internet of things, big data and cloud computing technology in the process of oil field production.

Internet of Things technology；oil field production；big data；cloud computing；application

T

A

罗铁军（1960～），男，中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司工程技术研究院，研究方向：油田自动化。