中国石油新疆油田油气生产物联网系统建设纪实
为什么要建设油气生产物联网系统

油气生产物联网系统对勘探开发与管理至关重要，通过信息传感设备与网络，实现智能化管理，保障数智油田生产持续、管理稳定、高效运行。

加速推进油气生产物联网技术的应用

新疆油田近年来深入开展油气生产物联网技术体系研究和现场应用建设，取得显著成效，目标是实现物联网全覆盖，为新型油田管理区建设提供基础支撑。

物联网建设面临的困境

新疆油田面临物联网建设成本高、维护难度大等问题，通过科技攻关及适应性研究，探索出低成本物联网建设和应用的新路子，实现建设成本降低40%-60%，缩短建设周期，降低后期运维难度。

 新型油田生产管理模式

新疆油田通过大规模油气生产物联网建设与应用管理，形成了新型油田生产管理模式，实现生产智能化、安全可视化、节能低碳化，业务工作实现数字化管理模式转型。

广袤的准噶尔盆地，古尔班通古特戈壁荒漠，新疆油田借助油气生产物联网技术，将两万多口油气水井的实时生产数据和控制指令汇集到生产指挥中心，实现生产状态实时掌握，生产设备集中操控，初步勾勒了未来的油气生产全新图景。

近年来，中国石油为了推进工业化和信息化深度融合，充分结合勘探开发、生产科研和经营管理的实际需求，积极通过信息化建设促进油田业务转型升级。

目前，以物联网为代表的新一代信息技术已成为促进油气生产业务转型升级和推动油气生产经营高质量发展的重要支撑。随着油田信息化建设加快向数字化、智能化转型升级，在油气生产各个领域，物联网应用赋能已随处可见，“万井物联”应用场景也越发清晰。

发展总览  蹚出物联网新路

在勘探开发与管理的领域中，油气生产物联网系统是一个极其重要的信息系统建设项目。所谓物联网，就是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。利用油气生产物联网，不仅可以对生产过程进行可视化监控，还可以实现现场生产数据的采集、传输和发布，为数智油田提供保障，确保油田生产持续、管理稳定、高效运行。

按照集团公司数字化转型智能化发展要求，近年来，新疆油田以数智油田为目标，深入开展准噶尔盆地油气田油气生产物联网技术体系研究和现场应用建设，取得了显著成效。

回首过去，新疆油田的油气生产物联网建设之路并不平坦。

20世纪90年代开始，新疆油田率先启动了油田数字化建设，先后实现了彩南、石西、陆梁3家沙漠整装油田的井站自动化，由此启动了新疆油田油气生产自动化的建设进程，成为石油系统的先行者、油气生产建设的榜样、落实工业化和信息化的深度融合的典范。

2013年，集团公司开始实施油气生产物联网系统建设项目，进一步推动各油气田物联网研究与应用。新疆油田作为集团公司物联网项目方案的主要编制单位之一，在风城油田作业区1号稠油处理站和采油二厂积极开展项目建设，边研究边总结，取得了较好的建设效果和经济效益。

2017年，新疆油田应用全新的技术成果开展红山油田的油气生产物联网建设，2018年持续建设、验证、完善、提升了新疆油田新一代油气生产物联网技术体系。2019年，新疆油田第一个物联网推广项目——百口泉采油厂、陆梁油田作业区、风城油田作业区开工建设，拉开了新疆油田大规模物联网建设的序幕。

到2024年末，新疆油田将基本实现物联网全覆盖，达到“全面感知、自动操控”的目标，为新型油田管理区建设提供基础支撑。

新疆油田在开展物联网示范工程建设过程中面临着建设成本高、维护难度大等问题。如何克服这些难题，能否建立低成本物联网工程？对此，新疆油田积极探索，开展科技攻关及适应性研究，最终蹚出了一条低成本物联网建设和应用的新路子。

2018年，新疆油田以设立物联网技术应用实验室为契机，着手开展新型无源无线传感技术、低功耗油气生产物联网技术及自主控制技术研究，充分发挥实验室的作用，对高低温、沙尘等恶劣环境下的仪表设备检定等进行适应性测试，对物联网建设所涉及的设备及其厂商进行统一规范性评估和管理，验证进场设备性能、规格、通信等各项指标是否满足物联网建设需求，确保入场设备的合规性与可靠性，保障物联网建设质量和标准化。

新疆油田油气生产物联网系统从设计、试点到投运，都围绕“两低四新”（低成本、低功耗；新架构、新技术、新产品、新平台）开展技术创新。

新疆油田油井区域覆盖范围广，传统无线传输方式开展物联网建设成本与设备采购成本较高，这是制约新疆油田物联网全面覆盖的重要原因。新疆油田在网络接入方式上统筹考虑本地地形地貌、天气环境、带宽需求、投入成本、供配电等因素，研究低功耗网络传输技术，低功耗新型数据传输技术架构，采用星型组网结构，减少改变中间部分链路，大大降低前期工作量和后期维护成本。其中单井仪表及施工造价从过去的2.5万元降低到1万元左右，降幅达60%，后期运维成本和难度同步降低；结合太阳能技术，现场无线仪表电池寿命从原来的1-2年延长到3-5年。

为了实现数据采集的自动化和准确性，新疆油田持续进行技术创新，形成物联网系统建设可推广的五个关键成果，“一体化数字电控箱”、非侵入管夹式一体化温度变送器、边缘计算、低冲次位移采集示功仪、声表面波传感技术的应用，并申请新疆油田所属新型仪表专利7项，成果成功运用于物联网建设中，降低了物资采购费用和后期维护资金，确保了低成本物联网建设架构在新疆油田的有效应用。

“两低四新”新型物联网技术较传统物联网系统相比，建设成本降低40%-60%，缩短建设周期，降低后期运维难度，形成油气生产物联网建设低成本、广覆盖的新模式。

低成本物联网建设充分激发了科研人员的潜力，科研人员通过研制出适合新疆油田发展的新产品，走出了一条适合新疆油田的低功耗、低成本物联网建设新路子，为今后物联网的大规模推广打下了坚实基础，拓宽了思路。

几年来，新疆油田通过大规模油气生产物联网建设与应用管理，建成了覆盖油气生产全链条的物联网，取得组织扁平化、人员精简化、生产智能化、安全可视化、节能低碳化的效果，形成了新型油田生产管理模式，构建起“监控中心-现场班组”的两级扁平化架构，生产运行转变为“无人值守、远程监控、按需巡检”，逐步凸显“一少、一专、两集中”（现场值守岗位少，专业化运维管理，监控工作集中、运维工作集中）的新型管理特点。生产向智能化、可视化转变，数字化、智能化建设与生产管理信息系统深度融合，业务工作实现“笔尖”到“指尖”的数字化管理模式转型，管理方式也由“人工判断+经验分析”向“自动预警+智能分析”转变，生产指挥效率提高35%；异常处理由“事后处置”向“事前预防、事中控制”转变连续多年实现绿色清洁生产，无重大污染事故。

随着边缘计算等新技术的成熟和日益普及，物联网技术的应用越来越广泛。目前，新疆油田数智技术公司物联网技术团队已全身心投入到新技术运维仿真实验室的研究与建设中，为进一步夯实物联网建设与深化应用、实现降本增效、助力新疆油田全面建设5000万吨现代化综合性能源公司奋斗目标的早日实现。

新疆油田依托油气生产物联网，实现油田“最后一公里”的管理变革。

方案编制  筑牢智能化基石

通过智能化手段，物联网建设为新疆油田管理插上了科技的翅膀。它像一张看不见的网，控制着油田生产各个环节，在油井监控、设备管理、安全生产、数据分析与优化等领域展现出独特优势。

而这张“网”成功实施的核心，正是新疆油田物联网实施工程方案。物联网方案的编制不仅开启了新疆油田大规模、全范围物联网建设的璀璨篇章，更为新疆油田数智变革和发展提供了坚实的支持。

新疆油田在油气生产物联网系统的建设要追溯到20世纪90年代。

但随着数字化技术的发展，油田生产也面临着向智能化迈进的需求和挑战。如何利用数字化技术提升油田生产效率、降低成本、保障安全、优化资源配置，是摆在新疆石油人眼前的现实问题。在随后的几年间，新疆油田持续探索，加速物联网系统建设。

2018年，按照新疆油田信息化顶层设计，“十四五”末实现油气田物联网全覆盖的目标，新疆油田以百口泉、陆梁、风城油田为基础启动了方案编制工作，形成了以数智技术公司和各生产单位组成的联合专班，专班成员下沉各生产单位，采集数据，征集意见建议，结合高标准要求开始了实施方案的编制工作。

只有明确了方向，才能确保方案编制的每一步都紧扣主题，不偏离轨道。方案编制之初，专班成员对三个油田的现状进行了深入的调研和沟通，并制定了一系列的方案解决策略。

终于，2019年底，集合了全体数据公司以及专班成员智慧和汗水的《2019年物联网实施工程》方案正式编制完成，为随后相继出台的物联网方案等打下了坚实的基础。

在紧接着的2020年至2024年，新疆油田马不停蹄相继开展了准东、采气一厂等7家单位的物联网建设推进工作，实施井数1.7万余口，站数两千余座，为新疆油田最终实现物联网全覆盖夯实了基础。同时，在物联网方案编制和实施过程中，新疆油田在生产运行、运维管理、技术研究等方面也取得了卓越的建设成果——

在生产运行方面，新疆油田建立了一个时序数据库、一个数据中台、一套数据规范，实现不同系统多源数据的整合与一体化应用。目前已汇聚两万余口井、两千余个站库、60余万个数据采集点的实时数据，支撑30余套系统运行，加快数据价值的释放过程，实现油田数据的高效共享。

在运维管理方面，新疆油田建立了油气生产物联网工控系统OTS仿真实验室（自主化运维联合实训基地），具备开展油气集输工艺流程操作/控制系统操作培训能力，提升了工控系统自主运维水平；创建两级培训模式，公司级负责理论与技能培训，厂级实验室负责实操培训，并搭建厂级仪修培训基地、维修操作间，提高运维人员理论水平和现场操作技能，打造一批“一岗多能，人尽其用”“懂原理、懂构造、懂用途、懂性能，会操作、会维护、会排除故障”的高质量基层仪修队伍。在中国石油近两届技术技能大赛（数字化运维）职业技能竞赛中，新疆油田共获得两金1银6铜、团体二等奖的优异成绩。

在技术研究方面，新疆油田开展了工业监控云平台的研发与应用，具备生产现场数据自动采集、生产过程实时控制、生产设备状态监控以及生产预警分析等功能，实现了生产业务全流程覆盖和分析应用。目前该平台已在准东采油厂、百口泉采油厂、采气一厂等8家单位应用，实现了油气生产的集中管控。同时，开展生产预警预测智能化模块建设，形成了井、间、站、公共设备4类单元百余个预报警模型，在采油一厂、百口泉采油厂、石西油田作业区3家单位部署应用，模型预报警准确率由62%提升至85%。

此外，新疆油田在油气生产物联网系统方案编制到建设实施各阶段均高度重视标准化工作。围绕物联网设计、实施、应用、运维4方面，主编或参编5项标准，其中国家标准1项、行业标准1项、企业标准3项，有效指导了标准化设计、规范化实施、低成本建设、简易化运维。

“未来，新疆油田将加快物联网建设步伐，推进油气生产向智能化转型，为油田提质增效和高质量发展注入新动能。”数智技术公司副经理张亚顺说。

新疆油田油气生产物联网规模应用，新质生产力加速形成。

标准制定  助力数字化转型

在信息化时代的浪潮中，数字化转型已成为各行各业转型升级的必由之路。作为国民经济的重要支柱，油气行业也紧跟时代步伐，加快推进物联网技术在油气生产中的深度应用。新疆油田通过构建和完善物联网标准体系，为新疆油田的物联网系统建设提供了重要的技术支撑和规范化指导，也让新疆油田在数字化转型道路上迈出更坚实的一步。

利用新一代信息和智能化技术，关注物联网、边缘计算和数据技术等热点，不断完善油气生产物联网技术标准体系建设，是推进新疆油田数字化转型的需要，更是铸牢油田降本增效、自主可控可持续发展基石的需要。
油气物联网技术对油气生产数字化转型、生产方式优化、生产成本降低具有重要的推动作用。而相关标准的制定与实施，则是指导油气田物联网系统建设、促进油气生产信息系统应用的关键支撑。因此，新疆油田高度重视标准建设，以适应新疆油田技术和生产发展需要为目标，持续完善油气生产物联网标准体系。
近年来，新疆油田兼顾油气物联网建设顶层设计和基层架构，持续强化物联网标准的制定、实施，先后参与制定了一系列相关标准和规范，逐渐形成了一个“企标指导落地应用、行标领衔行业发展、国标强化基础支撑”完整高效的标准体系，实现标准与油气产业发展结合、行业标准与国家标准结合、国内标准与国际标准结合，为推动油田数字化转型智能化发展提供了有力支撑。
新疆油田结合油气生产物联网建设所涉及的要素、活动等内容，逐步完善了油气生产物联网建设标准体系，涵盖了物联网基础、技术、建设运维和应用等四大部分，贯穿了物联网规划设计、建设实施、运行应用全生命周期，促进油气生产物联网在整个能源行业的标准化应用与健康发展，有效指导了油气田物联网系统建设，满足了油气田生产精细化管理需要。
新疆油田物联网标准的制定和实施，为数字化转型提供了有力支撑。其中的《油气生产物联网系统建设规范低功率窄带》这一标准，作为国内首个油气田低功耗窄带通信技术应用标准，提供了基于低功率窄带LoRa（远距离无线电）+技术的油气田低成本物联网建设模式的技术要求、指标约束，为构建新疆油田“两低四新”低成本物联网建设模式奠定了基础。
目前，这一技术标准已在新疆油田乃至中石油实施应用在上万口油水井，实现了井场数据的实时采集、传输和监控，单井物联网建设成本降低了60%，有力地促进了新疆油田物联网建设的规模化实施和系统化应用，为油田的提质增效和高质量发展提供了有力保障。
新疆油田井、站物联网基本实现了全覆盖，构建了“无人值守、监控指挥、按需巡检”的油气生产管理新模式，管理方式由“人工判断+经验分析”向“自动预警+智能分析”转变，替代生产一线54%的劳动量，生产指挥效率提高35%，进一步提高了生产效率、提升了管理水平、优化了一线用工、降低了生产成本和安全风险，实现提质增效高质量发展。
同时，助推了新疆油田物联网产业的高质量发展。“新疆油田物联网标准体系的构建和数字化转型是一个持续创新和不断完善的过程。通过构建科学的技术标准体系，加强技术创新和持续改进，新疆油田将推动油气行业向更加自动化、智能化、高效化的方向发展，为国家的能源安全和经济发展作出更大的贡献。”新疆油田公司相关负责人说。

数智技术公司开展油气生产物联网应用及标准研究，多项标准走在行业前列。