油田数字化建设中Z i g Be e的应用探讨

张跃文 陈浩（长庆油田第七采油厂，甘肃 庆阳 745708）

石油是一种关系到国计民生的基础性能源，如何对石油的生产进行有效管理，以不断提高油田的生产效率，进而达到提升石油企业经济效益的目标，是当前石油开发领域的一项迫切需要解决的问题。在这种背景形势下，推动油田的数字化建设，用信息化、网络化和智能化等手段对油田生产进行有效管理将是一个大的趋势。

1 ZigBee技术概述

ZigBee技术的命名源自蜜蜂的采蜜过程，在整个过程中，通过各自优美的动作，构成Z字形形状，并通过这种方式来进行相互交流和沟通，以达到广播、共享食物源的距离、方向、具体位置等信息的目的。加之蜜蜂体积小，完成对采集花粉的传送，只需消耗很少的能量。因此，人们以ZigBee来来命名这种小体积、低成本、低功耗、低速率的无线通信技术，其中文译名“智蜂”也因此而来。

ZigBee技术在油田的应用研究才刚刚起步，不管是从理论研究还是从我国油田生产的实际应用案例上来看，目前都还处于探索阶段。但随着物联网技术在工业生产数据获取以及生产过程监控方面应用力度的加大，作为物联网技术体系中的一个重要组成部分，将ZigBee无线传感器网络应用到油田的生产监测和数字化管理等领域的研究正在逐渐增多，目前我国已经有不少石油企业开始研究基于ZigBee技术的石油生产监测系统的技术方案。当前受限于ZigBee技术本身的成熟度和可靠度，在实际应用领域直接运用ZigBee无线传感器网络进行生产数据传输的情况还比较少，但已有一些企业开始在安控等领域开始应用ZigBee技术产品。笔者坚信，随着ZigBee技术的日趋完善，未来它必将在油田的数字化建设领域获得巨大的应用空间。

2 油田数字化建设中ZigBee的应用探讨

2.1 在石油生产远程监测方面的应用

在现实中，因为油田的生产区域较广，各油井之间的距离有时达到几公里甚至十几公里，依靠传统的人工巡查方式将很难对石油的开采过程做到及时了解。此时，可以建立基于Zig⁃Bee网络的远程监测系统。具体可在油田范围内建立多个Zig⁃Bee网络(如图1所示)，通过ZigBee无线传感网络完成对油井工况数据的采集，然后再借助GPRS网络等无线通信模块将采集到的数据及时传输给油田生产管理的监控中心，而监控中心则可以对这些数据进行统一的存储、管理和分析，并随时提供给管理人员进行查询，从而最终实现对油井工况的实时监测。

通过应用ZigBee技术，可以实现对石油生产的远程监测、及时诊断故障、调整生产，这无疑极大地提高了石油生产的效率，为“数字石油”的战略目标建设奠定了技术基础。

图1 ZigBee网络示意图

2.2 在油库的数字化管理方面的应用

石油在开采出来后就必须进行存储，但石油存储又面临着一定的安全问题，传统需要工作人员携带各种设备花费大量时间对现场数据进行监测的模式，不仅增加了成本，还丧失了数据的实时性，甚至还可能给油库管理带来安全隐患。通过应用ZigBee技术建立数字化油库，对刚从油井开采出来的石油进行存储管理，可以大大提高油田生产和管理的工作效率。具体而言，可以根据石油存储管理的需求布置相应的无线传感器节点，以完成符合现场管理需求的各种数据采集；采集到的数据则可以通过路由节点和协调器汇聚节点传输给网络控制器；网络控制器负责将数据转发给服务器；布置在服务器端的数据管理系统则负责对从油库现场采集到的各种工艺数据、设备状态信息进行统一的管理，并通过人机交互界面直接展示给管理人员。以上所述的整个无线传感网络则通过ZigBee协议进行组网。

3 结语

通过以上论述可知，ZigBee技术对我国油田的数字化建设具有重要意义，通过应用ZigBee技术对石油生产进行远程监测和对油库进行数字化管理，不仅满足了石油企业自动化建设的需要，而且还极大地提高了油田管理的工作效率，这对促进我国石油行业的长远健康发展具有重要意义。

[1]杨俊青,梁栋,刘斓.ZigBee在油田数字化建设中的应用[J].中国化工贸易,2014,(34):95.

[2]王欢,郭亮.ZigBee技术在安塞油田数字化井场的应用[J].油气田地面工程,2012,31(1):51-52.