5G 通信技术在数字油田建设中的应用表现

2024-03-25李聪

通信电源技术 2024年1期

李聪

（中海石油（中国）有限公司天津分公司工程建设中心，天津 300459）

0 引言

随着我国信息技术的飞速发展，5G 通信技术成为当前阶段主流应用的一个技术类型，在各行业领域不断发展进程中发挥着不可替代的重要价值和作用。油田行业的发展过程中，为保障油田的生产效率，加强油田管理，实现传统油田开发的转型与发展，提出新型智慧化油田理念，这是目前油田企业发展的主要方向。因此，需要加强对5G 通信技术的应用，为未来的石油行业发展树立全新目标。

1 5G 通信技术概述

信息化时代背景下，人们的日常生产生活中已经离不开网络应用。目前，人们在移动数据需求方面也有了较高需求，传统的3G 通信与4G 通信逐渐无法满足人们当前的需求。基于此，5G 通信技术应运而生。5G 通信技术采用蜂窝移动模式，在接入方面已经挣脱了传统无线型接入的束缚。5G 通信技术最为明显的一种优势就是网络时延更低，相较于4G 通信技术有着更短的响应时间，可以维持在1 ms 以内，实现自动驾驶和远程医疗等。目前，在5G 通信方面，容量和传输速度呈现出更大、更快的发展趋势，与传统网络相比，5G 通信网络除成本更低，还能完成广泛连接的工作。

2 5G 通信技术在数字油田建设中的应用背景

目前，科学技术已经在各行各业得到了广泛普及与应用，特别是正处于互联网信息时代下的油田产业，其所应用的各种新兴技术加快了自身生产的变革，为本产业的转型升级提供了强有力的基础与条件。传统油田产业的转型升级过程中，油田企业必须将5G通信技术充分融入产业生产全过程，才可以满足数字化油田产业可持续发展的需求。在建设数字化油田的过程中，油田企业需要结合现实需求，将5G 通信技术融合到每一个阶段的每一种生产设备中，以实现生产全过程的实时监控。通过高效数据监测、数据记录以及数据计算与分析，实现油田生产设备优化应用。数字化油田建设在本质上就是一个庞大的物联网建设，涉及油气开采环节、石油生产环节、石油运输环节、石油存储环节以及管理办公环节等，因此5G 通信技术的应用必不可少，需要对所有环节的各项数据进行实时采集与分析，实现重要过程的远程监控与管理，以及动态化、可视化的精准操作[1]。

3 5G 通信技术在数字油田建设中的具体应用

3.1 油气水井生产

在建设数字油田的过程中，5G 通信技术作为当前最新兴的信息技术之一，完美地展现了它所具备的特性以及优势，如信息传输速度非常快、网络信号覆盖面积非常广泛、信息传输延迟非常短暂以及造成的资源损坏情况非常少见等。这些优势使得5G 通信技术得以在油田行业中得到广泛应用，相对地，油田行业也在该技术的支持下得到了一定的发展。例如，5G 通信技术可以应用于油气水井生产阶段，在构建的数字油田中，工作人员可以通过实时获取到的信息高精度地判断油气水井的生产效率，在众多数据资料的支持下，工作人员可以对油气水井的生产预测与参数进行不断地优化和完善，通过计算机对生产现场中的各种设备与仪器进行管理，以此来提高其实时监测与控制的水平。在5G 通信技术的应用下，工作人员可以综合性地整合所获取的海量数据资料，确保数字油田建设的智能化效果，并且确保其能够将油气水井中生产的数据进行实时快速的分析、整理与保存，以此充分保障油田生产过程中各个环节的安全性、稳定性和可靠性。此外，5G 通信技术的合理运用，有助于在数字油田建设进程中实现设备网络的高效化管理，促使其能够在实际生产中快速检测到生产设备的功能与效率，再根据获取到的信息对生产设备的功能进行优化与完善，以此确保生产的效果与效率得到强有力的保障[2]。在充分了解与掌握数据变化的情况下，工作人员能够同时管理生产设备的功能参数，实时掌握现场油气水井的生产状态，进而不断确保油气水井得到高效率、高质量的生产。

3.2 站场管理

在数字油田站场的建设过程中，5G 通信技术主要应用于实时监控方面。因为油田生产需要人工进行值班管理，浪费人力资源，所以数字油田建设方案中设置了无人值班方案。在应用阶段中，5G 通信技术需要与远程遥控技术相融合，对站场内部的公共区域进行24 h 全方位监控与管理。例如，人来人往的门口、危险系数较高的加热炉与泵房等，利用高清摄像设备将所有的情况进行拍摄保存，再由远程遥控技术将各项数据资料传输到计算机终端，确保设备能够实时监测与管控。当高清摄像设备将拍摄数据上传到管理中心，工作人员就可以分析与计算监控画面与数据，进而得出站场所存在的安全隐患，便于工作人员及时采取措施进行改善与消除隐患，避免安全事故的突然发生与恶化，进而为后续的工作开展提供正确的、安全的数据参考。在进行检测的过程中，远程遥控技术可以快速检测到外来人员的进入，能够在第一时间发出警报信号，有效防止物品出现丢失的情况，然后结合实际情况，制定并落实行之有效的应急处理方案和举措，以此提升油田站场运行的安全性、高效性以及可靠性。在油田站场内部，传感机器人的应用也比较常见，在5G 通信技术的融合基础上，传感机器人的智能化与自动化效果得到了进一步的提升，其反应速度能够确保站场内部异常问题得到第一时间的解决与防御。例如，站场内部经常会出现异常高温现象，传感机器人就会感应到该现象，并针对这一现象快速做出反应，以此来确保站场内部生产设备运行的安全性、稳定性以及可靠性。传感机器人如图1 所示，可以在站场内部进行巡查，一旦发现生产设备出现异常数据，就可以将异常数据进行分析，通过自身实施自动化、智能化操作，可以降低实际操作中安全事故的发生率，进一步有效降低了各项成本的投入[3]。此外，传感机器人的工作包括生产安全问题的排查工作，在此阶段中不仅有效减少了工作人员的劳动输出、确保了他们的人身安全，还有效提升了站场内部的安全问题排查质量与效率，确保油田站场内部工作始终处在一个高安全性、高可靠性的环境中。

图1 传感机器人

3.3 拉油点

建设数字油田的过程中，5G 通信技术还可以应用于拉油点，主要作用就是可以对油品的存储以及运输过程进行实时的监测、管理以及控制。在5G 通信技术的应用过程中，数字油田的管控系统建设得到了进一步优化与完善，能够更好地对每一个站点进行全方位的管理与控制，不断提高油品存储与运输的安全性、稳定性以及可靠性。5G 通信技术融入拉油点系统的好处是能够对系统内部的每一项功能进行检测、优化以及管理，进而对油田核心位置实行科学的控制，从而实现各油气站点的全面监控，最大限度降低油品损耗问题的发生概率，为我国油田企业社会经济效益的提升提供有力的条件。5G 通信技术融入拉油点后，能够在拉油点现场重要位置合理配置高清摄像设备，从而实时拍摄与监测拉油点现场的各种情况。如果计算出来的数据表示拉油点现场存在较高的安全风险，那么工作人员就可以在第一时间进行解决与预防。在拉油点现场，高清摄像设备与警报系统相连接，当警报系统发出信号时，监控人员可以快速到达安全风险现场，检测与维修安全隐患。另外，视频监控系统具备语音播放功能，一旦监控到外来人员的进入，语音播放功能就会立即播放声音提醒监控人员，如果存在偷窃行为，视频监控系统就会立即截取画面，并语音播放予以警告，以此来更好地保证拉油点的高安全性。此外，5G 通信网络技术可以在大门上设置门禁功能，防止不是工作人员的外来人员进入拉油点现场，有效加强了拉油点现场的安全性[4]。

4 5G 通信技术应用效果分析

在数字油田的建设阶段，5G 通信技术的应用取得了非常好的效果。首先，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术和传感机器人技术得到了全方位的应用。在5G 通信技术的应用过程中，数字油田建设的水平与质量越来越高，在生产全阶段中将VR 技术与机器人有效结合，促使现代技术的应用取得出乎意料的结果。在日常的工作过程中，工作人员利用5G 通信技术对油田管道、运输线路等进行了实时的巡查与管控，传感机器人身上安装的传感设备能够时刻对油田现场内部的温度进行精准感应，确保温度一直处在一个安全的恒温状态，为工作人员提供了一个安全舒适的工作环境。在VR 技术的支撑下，工作人员可以对油田现场的生产状况进行全过程监控，优化与完善整个生产流程以及操作，不断提高我国数字油田建设的数字化、智能化以及自动化水平[5]。其次，5G 通信技术的应用将传统油田产业逐渐升级为数字化油田产业，将其发展模式转变得更加地智能。在各种各样的现代化技术综合运用过程中，数字化油田产业实现动态化监测与管理，极大提升工作人员对海量信息的整理与管理。例如，油田生产中应用到各种类型的抽油机，工作人员可以根据数据的分析与计算来选择最优的、最适宜的抽油机进行作业，以此来提升石油生产的质量与效率，还可以智能化运用与管理抽油杆、运输管道、油泵等设备，实现数字油田管理模式的升级与变革。