大数据支持下油田新型物联网的构想.docx

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大数据支持下油田新型物联网的构想

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薛章涛+潘少伟+王岳

摘要进入大数据时代，基于大数据技术构建油田新型物联网成为油田科研人员需面对的一项全新课题。文章首先阐述大数据技术、物联网和云计算的定义及特征，之后分析大数据支持下油田新型物联网的业务目标、功能需求和技术需求，最后给出大数据支持下油田新型物联网的总体架构、体系架构和基本构成。借助大数据带来的技术优势，来构建我国油田企业的新型物联网，对提高我国油田的综合管理水平，促进计算机技术在石油工业中的发展具有十分重要的意义。

关键词大数据；物联网；油田

中图分类号G2文献标识码A文章编号1674-6708（2018）203-0134-03

Internet的出现缩短了人与人、人与世界之间的距离，让整个世界成为一个“地球村”，人们通过Internet无障碍交流、交换信息和协同工作[1]。与此同时，人们在学习和工作中产生的数据量以指数形式增长，呈现出“爆炸”状态。2013年被称为“大数据元年”，进入2014年，大数据更是改变了人们生活的各个领域，对诸多传统产业的影响也进一步加深[2-5]。物联网是新一代信息技术的重要组成部分[6]，作为一种新兴的网络技术，它引起了人们的广泛关注。石油在经济全球化的进程中起到了重要作用。我国大部分油田位于东北、内蒙古和黄河三角洲这些气候恶劣、地质状况复杂的地区，而且油井分布零散、数量众多。一般对每口油井的管理方式是：由采油工人定期巡井，记录各种技术参数，同时进行维护与保养。这种管理方式下采油工人的劳动强度较大，所记录技术参数的准确性也不能得到保证，而且当石油远距离运输时也不能进行有效监测。由此可见，在大数据时代，借助其带来的技术优势，构建为我国油田服务的新型物联网，并促进其进一步发展，对提高我国油田的管理与科研水平，促进计算机技术在石油工业中的发展具有重要的理论与现实意义。

1油田新型物联网涉及的相关技术

1.1大数据技术

大数据的概念由全球知名咨询公司麦肯锡（MckenseyandCompany）在美国拉斯维加斯举办的第11届EMCWorld年度大会上首次提出[1]。维基百科对其定义为：大数据通常指在尺寸上超出常用软件工具对数据在一定的可容忍时间间隔内进行采集、管理和处理的能力的数据集[7]。国内学者给出的大数据定义为：一般意义上，是指无法在可容忍的时间内用现有IT技术和软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处理和服务的数据集合[8]。通常大数据具有4种基本特征：数据量大、数据类型多样、数据处理速度快和数据价值密度低。一般可划分为4类：互联网数据、科研数据、感知数据和企业数据。

1.2物联网

国内学者给出的物联网定义为[9]：狭义上的物联网指连接物品到物品的网络，实现物品的智能化识别和管理；广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界。

1.3云计算

不同文献和资料对云计算的定义有着不同的表述，对以上云计算定义进行分析，可以得出云计算具有如下一些特点[10]：1）服务资源池化，通过虚拟化技术，对存储、计算、内存和网络等资源化，按用户需求动态地分配；2）可扩展性，用户随时随地可以根据实际需求，快速弹性地请求和购买服务资源，扩展处理能力；3）宽带网络调用，用户使用各种客户端软件，通过网络调用云计算资源；4）可度量性，服务资源的使用可以被监控、报告给用户和服务提供商，并可根据具体使用类型收取费用；5）可靠性，自动检测失效节点，通过数据的冗余能够继续正常工作，提供高质量的服务，达到服务等级协议要求。

2大数据支持下油田新型物联网的基本需求

2.1业务目标

油田新型物联网在具体业务方面需覆盖不同类型生产数据的实时采集，不同生产部门故障的及时诊断，钻井、采油和储运部门的实时工况分析，钻采和储运设备的检测与维护，和某些生产过程的远程控制等。其业务目标可归纳为：提高现场工人的操作效率，减轻他们的工作负担；改变传统的油田作业模式，降低原油的生产运输成本，节约用工总量；及时汇总各个油田的生产数据，进行总体的统筹管理。

2.2功能需求

油田新型物联网的功能需求包括对油气井、注水井、处理场站、计量间和传输管网等的全天候监控，以及自动采集、传输它们产生的各项数据。利用在井场和处理场站等作业现场安装的数据自动采集系统、监控系统和自动控制系统，来实时收集各种生产数据，并通过网络把这些生产数据传送到生产管理中心或相关领导部门进行统筹规划、统一管理。

2.3技术需求

油田新型物联网的