大数据技术在智慧油田发展中的应用

张延铭　吴云鹏

摘 要

智慧油田是在数字油田的基础上，以大数据技术为核心，以降低成本，安全、环保地提升油气产量为目标，实现油田的勘探开发、油气生产、资产管理、流程再造等环节的科学化、透明化及智能化。

【关键词】智慧油田 大数据 应用

随着时代的发展，互联网与信息行业不断地进步，大数据分析的应用越来越广泛。随着国际油价持续低迷，石油企业利润大幅降低， 以降低成本，安全、环保地提升油气产量为目标，实现油田的勘探开发、油气生产、资产管理、流程再造等环节的科学化、透明化及智能化，成为石油行业信息化发展新的突破点。

1 大数据技术与大数据应用

1.1 大数据技术

大数据分析就是在信息网络技术以及科学技术的基础上，经过多元化的渠道与途径，对大量的数据进行收集、归纳、整理，进而形成具有庞大信息数据的体系。随着社会经济的快速发展，科学技术的不断创新，大数据与传统的数据分析存在明显的差异，这主要表现在数据信息量、数据结构、数据分析的方式等几个方面，数据的储存量变大了，传统的数据存储空间已经不能满足现在信息量，在数据信息量增加的过程中，数据处理模式也在不断地变化中，将大量的数据作为新的资源来源方式，大数据分析具有更强的灵活性，可以因时而变。

1.2 大数据特点

大数据具有较强的规模性、数据处理速度高、处理方式多样等特点，迅速成为信息领域颠覆性技术之一。数据处理量大、数据种类多、价值密度低、数据处理速度快是大数据分析的主要优点，这不仅改变了人们生活以及工作的方式，也推动了各行各业的发展。大数据时代有三大转变：

（1）可以分析更多的数据，可以处理和某个特别现象相关的所有数据，通过更高的精确性能够发现更多的细节。

（2）大量的数据分析处理，适当忽略微观层面的精确度，能够带来更佳的分析结果和更大的利益价值。

（3）无需挖掘因果关系，而是更注重事物之间的相关关系。大数据打破了传统数据的边界，改变了以往大多数依靠行业内部业务数据的局面，充分利用了数据资源，不仅包括企业内部数据，也包括企业外部数据，尤其是和消费者相关的数据。

2 大数据在石油行业的应用场景

在石油行业的上游和中游应用大数据分析结构化及非结构化数据具有十分重要的意义。对石油开采过程中产生的数据多维度的深入分析，将有助于快速发现石油、降低生产成本、提高钻井安全性、增大产量等。大数据将在下列石油生产领域应用发挥巨大作用。

勘探：通过应用先进的数据，比如模式识别，在地震采集过程中得到一个更全面的数据集，地质学家可以识别在使用大数据之前可能被忽略了的潜在的富有成效的地震数据。

开发：大数据分析可以帮助石油天然气公司评估生产过程。这些分析涉及到地理空间信息、信息推送、油气信息报道等可以让集团可以更智能的开发油气水井、更富有竞争力的领域发挥大数据分析的作用。

钻井：除了基于有限的数据来进行监控和告警，大数据分析可以使用真正的实时“钻井大数据”来基于多个条件异常或预测钻井成功的可能性。

生产作业：提高采收率是很多石油天然气生产公司的目标。大数据可以同时使用地震、钻井和生产数据，将储层的变化情况实时的提供给储层分析工程师，为生产人员提供举升方法改造方案。大数据也可以用来引导页岩气压裂。

维护：预测性维护对于油气田公司来说已经不是一个新的概念了。但是它并没有得到应有的关注和预算。在上游生产过程中，如果压力、体积、温度可以被一起采集和分析，并且与以往的设备损坏历史数据进行比较，那么预测就是可以自动化的。在中游输油管道的情况也是类似的。这种方法在需要探测故障，尤其是故障会影响健康，安全和环境的时候显得尤为必要。

3 典型应用

3.1 智能化井场

在井口部署单井综合测控柜和压力、温度等多种传感器，实现单井生产参数的采集以及对抽油机的远程启停及变频控制。井场所有数据上传至中心控制室的采集服务器显示、存储及应用，从而实现对单井生产全过程、全天候的远程管理，实现无人值守，井场只需要定期巡检。单井综合测控柜主要针对油井、气井、水井等目标实施智能监测和远程控制。本产品主要实现油井采集示功图、载荷、回压、井口温度、电流、电压有效值、有功功率、无功功率、功率因数、上下冲程最大电流值、上下冲程功率、平衡率、日用电量、累计电量、冲次、系统状态与采集时间等数据；远程控制抽油机的启停。另外，在每座井场内边缘树立监控杆，杆上安装红外一体化摄像机和无线传输设备，实现井场视频图像的采集；监控中心通过视频服务器实现井场视频图像的远程监视、管理、储存和控制。

3.2 油气生产物联网

油气生产物联网是通过部署井场数据采集、远程控制、智能视频监控系统，实现对各类生产井、站、管线的全过程、全天候、全业务、全覆盖，达到对井场自动感知、无人值守、重点巡查、组织维修的效果，实现提高劳动生产效率和安全生产的目标；对参与油氣生产的各类资源（人员、设备、仪表等）形成实时管控；构建扁平化综合管理平台，减少管理层级，应用先进、综合技术手段提高管理实效。目前，华北油田油气生产物联网已建成了近2000口油井的数字油田；在山西晋城成功建成了我国第一个数字化、规模化煤层气田；在长庆苏里格气田建成了新一代天然气生产自动化测控系统，实现了远程24小时不间断对各类井站进行可视化监控、生产数据自动录入、远程设备控制、报表自动生成、远程批量启停单井、自动巡井等一系列操作及管理。

随着信息通信技术发展积极累至今，大数据作为新发明和新资源，正通过不断的技术创新和发展，让我们有机会更加深入走进信息社会，正在逐渐改变我们的生活方式和思维模式，其所带来的巨大价值正被人们认可，而且在社会整体建设中的信息孤岛现象将大幅消减，数据共享将成为可能，大数据的发展，有利于提高科学决策能力，有利于管理模式的改变，有利于节约社会资源和成本，提升公共服务保障能力。

参考文献

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[3]翟淑伟，石奇光，杨燕玲，等.火电厂运行状态监测数据挖掘技术综述[J].华东电力，2012（02）：29-295.

作者单位

中国交通通信信息中心 北京市 100011