无人机航测技术在油田地面产能建设中的应用分析

2021-04-03于强

中国设备工程 2021年14期

于强

（大庆油田信息技术公司，黑龙江大庆 163000）

在油田产能建设过程里面，无人机的应用对于成本的降低以及地貌特征的准确记录有着非常重要的意义。无人机的速度快、灵活性强，对于人力资本的投入有很大的降低作用，使建设的安全性有了更高的保证。目前不少油田都开始对无人机航测技术进行应用，他们的地面产能建设效率也随之提升。

1 无人机航测技术概述

1.1 无人机航测系统的组成

无人机航测系统由多个部分组成，比如无人飞行平台、通信设备、地面信息接收处理设备等。此外飞行控制系统、影像获取设备也是无人机航测系统的重要组成部分。而飞控系统则又可以分为陀螺仪、GPS系统、微处理器等。陀螺仪的作用是使无人机飞行姿势更加稳定，GPS的作用是及时取得飞行平台位置信息，而微处理器的作用则是对无人机进行控制，使其自主飞行。而对无人机影像进行接收和显示的数据接收终端和控制无人机拍摄的设备则属于地面配套设备。

1.2 无人机航测技术的特点

无人机航测技术能够帮助相关人员及时取得分辨率非常高的数字影像。当飞行平台和数码相机进行完美的配合以后，就可以利用3S技术开展系统集成，这样就能够在比较小的范围之中取得比例大、色彩真实的航测遥感数据。

（1）与传统航测存在区别。无人机航测使用的数码相机并非测量专用相机，这种普通数码相机镜头畸变量更大。在无人机航测过程中，通过这种相机进行的低空宽视角拍摄，视点的变化会使得底物几何变形增大，匹配率随之下降。无人机航测与传统航测数据比起来，其数据量较大。因为无人机航测采用了低空、宽相幅，经常会出现比较大的旋转角。虽然人们通过各类措施对这种旋转角进行了处理，但是也很难达到规范的15度偏角以内的要求。

（2）环境需求低。采用无人机的平台其上升和下降的灵活度都非常高，这就使得其对环境的要求大幅度下降。即便周围环境非常恶劣，也能够进行野外作业。举个例子，无人机对升降跑道的要求并不高，只要有长度在100～200m的空旷公路或者硬地，无人机就可以在此起降，这就是其应用范围大幅度增加。当航测地点的地形为丘陵或者山地的时候，无人机的优势也就变得越来越明显。无人机受云雾的干扰并不大，而且无人机的调整能力也很强。他们在航测过程中可以随时调整飞行方案，这就使得气候变化对行测产生的影响大幅度规避。无人机还能够进行自主飞行，这就使得无人机的控制要求大大降低。同时为了做好无人机保护工作，各类保护措施也都已就位，比如滑翔、降落伞等。

（3）受到的约束较小。无人机在进行行测的时候，其作业空域一般都不会超过1000m。该范围属于超低空或者低空，在这一范围无人机所受的约束很小，办理空域申请也比较容易。除了一些机场和边境附近的特殊区域以外无人机都可以出现，这就使得其机动性大幅度提升，在分辨率非常高的数码影像获取方面速度也越来越快。

（4）无人机的成本较低。目前无人机技术等级程度变得越来越高，携带起来也变得很方便，对运输条件的要求较低。无人机系统的费用较低，操作起来又非常简单，与飞机相比无人机学习成本要低很多，而这种很低的成本却能够获得较高的回报。

（5）作业区域小。无人机航测系统有一个短板，那就是其续航时间并不长，因为无人机所用的电池会对其续航时间产生约束，所以无人机的作业范围并不大。而且受拍摄设备的局限，无人机航拍系统的相片篇幅都比较小。

2 油田地面产能建设的优化策略

油田开发由多个部分组成，比如油藏工程、油田地面工程等。而油田开发里面的地面工程又由油田配套工程和油气技术工程组成，其具体内容分为注水处理、供配电、生产管理维护等。油田的产能要想得到提升，就应该及时制定出科学合理的策略，使产能建设的效果得到保证，而油藏开发提升的方法最为常见。

2.1 熟悉地理环境

为了对新的油藏进行科学合理的开发，首先要做好油藏精细描述工作。描述工作所包含的内容有很多，比如油藏具体类型、断层分布、储层分布等。这些信息是开发策略制定的重要依据。面对这种情况，就要对地质环境进行深入的把握，使储量和油藏分布规律能够及时推断出来，下一步工作就是对油区里面油藏开展分类评价工作，同时对油区里面的油藏的等级进行划分。如果油藏的储量非常丰富，而且质量也非常好，那么就可以对该油藏先行开发。在开发过程中还要根据其储量级别来采取相应的开发策略。举个例子，为了达到少井高产的目标，在布井方式等各个环节方面就要做足文章，推动这一目标真正实现。藏非均质认识和沉积微相对油田开发来说作用非常重大，在油藏描述中处在关键位置，也能够在一定程度上指导油藏开发，尤其是在制定不同策略方面。毕竟各个油井的储量、渗透率有不小的差别，进行深入的研究非常有必要。

2.2 井网控制策略

在对井网进行布置的过程中，有一个重要的目标那就是钻遇油砂体，而且还要对油砂体内的采注对应关系加以保障。为了让单井控制储量和现有面积得到最大限度的增加，复杂井型技术的利用就非常有必要。以渗透力级别为依据开展区块划分，依据沉积微相对井网进行明确。对于那些非均质性低、渗透率高的主河道区域，如果油储物性好，那么就可以使井距进行适当的扩大。

3 无人机航拍在油田地面建设中的应用

3.1 地形勘测

根据前文的阐述，开展油田地面产能建设的过程中，首先要及时获取油田附近的地形信息。而进行信息的勘察过程中，由于无人机的作用不可取代，油田周围的环境往往非常恶劣，地形也非常复杂。这就是勘察工作的难度成倍增长，而无人机对于勘查效率的提升有着重要作用，也能够在一定程度上节省人力成本。无人机的使用能够获取很多高清数码照片，相关人员可以对这些照片通过专门软件来进行处理，从而做好这些照片的校对和拼接工作。下一步的工作则是开展三维数字地形的绘制，并以管线、道路的GPS坐标作为根据，在地形上对管线和道路的完整走向加以标注。即便地形非常复杂，三维数字地图也能够使其得到很好的描述。它在场地规划、道路设计以及应急抢险等领域的作用非常重大。无人机对3D地貌地图的应用以及自适应等高层飞行方式的采用，可以做好输油管网以及其他基础设施的飞行巡护工作。随着这项工作的不断推进，无人机很好地展现井站分布和输油管网走向。生产管理人员在对生产区域地形地貌进行了解的过程中，无人机正是一个非常便利的工具。生产管理人员通过无人机的利用，可以对生产区域地形地貌有更深入地了解，从而科学构建生产隧道，并做出与生产活动有关的科学决策。

3.2 无人机放线架设电缆

当油田位置地形复杂的时候，不少山顶铁塔的直线距离会很大，高度差也不小，人工铺设电缆的困难度大幅度提升。这个时候无人机的放线作用就派上了用场，无人机放线的时候首先要做好前期部署工作。通过对地形的准确勘察，利用无人机把引绳抛向指定位置，这样复杂地形的电缆架设工作也会逐渐完成。在此类工作中，无人机的应用可以使人工成本显著下降。面对特殊天气和复杂地形的时候，人工架设电缆的各类危险也会由无人机承担，工作安全性随之有了更好的保障。

3.3 无人机系统进行综治排查

在油田附近经常会出现涉油团伙，这些涉油团伙在夜色的笼罩下开展涉油违法活动。而油田附近的道路往往非常崎岖也非常曲折，负责巡护工作的人员和公安人员遇到这类违法活动的时候并不能保证能够在第一时间抓住这些涉油团伙。而且在这类油区境内，还会出现不少非法收油窝点。这些收油窝点处在流动状态中，而且隐蔽性也非常强，公安机关在调查取证过程中会遇到重重困难。而无人机的应用就能够实现夜间油区井站和道路的巡查，如果发现盗油车辆就能够对这些车辆做出准确定位，并对这些犯罪人员和犯罪车辆进行跟踪。在整个过程中，无人机还能够做好全程录像工作，从而使证据收集工作做得更加到位。无人机航拍的车辆行驶轨迹能够帮助公安机关和油区巡护人员更好的打击盗油事件。