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【本周专题:数字油田】工业物联网开辟数字石油新前沿

工业物联网开辟数字石油新前沿

油气行业曾经是数字化变革的领先者,早在多年之前就提出了“数字油田”的概念。然而近年来,随着大数据技术的不断发展,油气行业将迎来新一轮的数字化变革。

来自 | E&P
编译 | 张良爽

工业物联网(IIoT)是一个新兴的投资热点,它将各种制造工艺设备通过网络联结起来共享信息。工业物联网能够推动价值主张和投资回报率实现的首要前提是,通过及时收集和分析数据,能够更快地做出决策,以保证制造工艺过程的完整性。这意味着停工时间缩短,资产得到及时维护,生产率得以提高。简言之,就是更高的盈利能力。

随着物联网技术的应用越来越普遍,生产设施及其周围环境产生的各项数据呈指数增长。由于油气行业很早就开始记录生产过程的历史数据,因此其本身就积累了大量生产设施运行产生的数据。虽然数据量庞大,但是这些数据结构良好,可通过时间参数进行检索。从另一方面来说,大数据要复杂得多,它不仅包括结构化数据,还包括非结构化数据。例如,振动和温度记录系统产生的频谱数据、文本描述信息或者瞬时事件产生的无关信息。一般处理这些杂乱的数据要比处理时间序列数据所使用的外推或者内插方法复杂的多。

实现IIoT的技术包括位于工业流程边缘层的传感器和执行器,通常指获取工业流程边缘至核心部位的数据,并将这些数据汇总进行分析的无线技术。云平台和主机软件对数据和事件进行协调,分析使数据可视化,并提供洞察实现更好的决策。

前几代技术承诺为油气行业带来更好的生产经营管理,例如,油气公司已经使用了多年的SCADA系统,在上游或中游设施上的传感器和执行器与电信回程和SCADA主机平台相结合,对数据进行轮询和整合。

利用SCADA实现油田自动化,完成数字油田第一阶段的想法已经存在了数十年。有趋势表明,广泛采用IIoT将取得不同于以往的效果。

现场测量技术成本降低

对于利润率较低的设施,在离网远程应用上使用低成本传感器和电池,使测量和控制更加经济。目前,大多数的数字油田应用都部署在产量超过每日10万桶的大型海上设施。然而,利用价格低廉的现场仪表也能对低收益生产场地,甚至是低产井进行监控。

扩展无线技术运用选项

在SCADA和数字油田的早期阶段,偏远地区设施能用的带宽有限,在没有物质基础设施的地方,卫星通信通常是唯一且昂贵的选择。如今,陆上3G网络几乎可以覆盖整个北美地区,作为电信回程选择;新兴的无线低功耗广域网(LPWAN)技术作为热点选项,可扩展偏远地区的无线覆盖范围,或者在2018年成为陆上无线服务供应商提供的覆盖选项。当用作热点时,用户可以部署自己的LPWAN网关,类似于家庭中的Wi-Fi网关,只不过LPWAN具有更大的覆盖面积。

基于云的平台

早期的SCADA系统需要购买现场使用的IT硬件和SCADA主机软件,现在公司可以利用基于云的第三方平台降低大量的前期资本成本及运营成本。公司可以将非核心数据的收集和处理外包出去,将重点放在数据解析上,以更好地运营业务。定价模型可为油气运营商提供随生产和数据需求增长而变化的可变成本结构。

更智能的分析

通过四个阶段,数据分析正朝着更精密的方向发展,融合一体,以更快地做出决策,保持工艺的完整性。早期阶段分析通常是描述性的,关注过去,回答“发生了什么”。而诊断阶段分析更进一步,利用机器学习技术,回答“为什么发生了某些事情”。预测和规范性分析展望未来,回答“将会发生什么事情”和“我应该如何做以改变潜在的结果”。

IIoT的采用正从成本和技术实现两方面推动改进,帮助中、上游的生产运营管理作出更好、更快的业务决策。当与企业办公室通过现场数据所得结论相结合时,IIoT将成为油气公司发展数字业务的超越自动化方式的最佳选择。

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