1.油井远程监控及建设数字化油田
油井远程监控系统架构如图5-7所示。
数字化油田是把地震区、井场、站库等油田生产制造现场为数据采集源点，采用各种数据采集设备（例如各类传感器、摄像头等），通过无线传感网、通信网络、微波通信网等传输手段将地震数据、井下测量的地层和井筒数据、井口测量的设备运行和流体属性数据等海量数据实时采集进入信息管理中心的数据仓库，再按照科学的过程如数据模型进行数据的组织与管理，在此基础上通过大量的业务模型进行知识集成，通过应用智能识别、数据融合、移动计算、云计算等技术，进而支持石油地质综合研究、油藏分析等科学研究和在线模拟，完成生产实时诊断，科学研究的成果支持油田生产的综合决策，最后决策信息反馈到生产制造现场进而完成环境监测、单元整合、过程模拟、参数优化和控制。
各油田通过油井远程监控系统及数字化油田的应用，可实现功能有以下几点：
（1）可实现跨地域协同工作，紧密连接生产经营的各个环节。油田一般远离城市，决策和管理层往往难以了解油田的自然环境、地质、工程、建设、交通的真实情况。系统可以将油田的复杂性整体客观地展示给管理者，有利于及时掌握情况、客观分析问题和正确决策。还可以在勘探、施工、建设的各个阶段提前对工程进行合理的规划，使许多部署方案、开发方案在选址、选线、运行环节上更合理，降低风险，提高经济效益。
图5-7 油井远程监控系统架构
（2）可实现油田业务与技术的整合。系统以地理空间信息为基本平台，油田的各种空间实体被自然地组织在一起，这彻底打破了油田各专业信息平台横向分割的局面，并可迅速地形成集勘探、开发、工程、集输为一体的油田信息系统。
（3）可实现数据集成，改善用户界面。获取信息并编制井筒柱状图和地质-地震剖面图是油田地质的基础工作。系统可以迅速地集合有深度属性的信息：地质、试油、地球物理、地球化学、钻井工程和生产测井等数据，并以柱状图和剖面图的方式灵活地组合展现。地质数据库的基础应用平台将摆脱菜单窗体的束缚，充分展示它丰富的资源，成为油田地质人员辅助研究和制图工具。
（4）可建立虚拟的数字地质模型，实现油藏描述的可视化和互动性。为石油地质的研究提供了科学计算的强大工具，为解决时间和空间大跨度的地质过程实验问题提供了可能性。
（5）可实现油田状态自动监测。在系统支持下的油田自动监控系统，可以将油井生产信息与地质信息叠加在三维空间模型上，为油田开发的优化决策提供直观、动态的信息，实现控制注水、稳定产量、均衡生产、提高采收率的目标。
（6）可实现地面建设全面信息化。在系统上可以方便地集合设备管网密集的矿区信息、油气长输管线和配套的原油储罐信息，建立起“数字矿区”、“数字油气储运”等系统，形成数字规划、管理、安全监测、设计制图的能力。
2.运输线监控
石油行业钻井、输油管、油罐车监控平台主要是通过对井口、输油管线参数的实时检测，将检测到的状态参数实时的通过无线传感网、通信网等多种方式传回数据采集服务器，从而使相关部门可以及时地掌握设备的运行情况，缩短故障的处理时间，有效地预防故障的发生，提高工作效率。其技术架构如图5-8所示。
图5-8 油田运输线监控系统技术架构(www.xing528.com)
运输线具体可分为以下几方面，下面分别介绍其技术架构。
油罐车监控：为油罐车辆安装GPS定位设备，将设备与各监测设备想连接，通过设备内置的通信模块，使用无线传感网及通信网将车辆当前的位置、速度、油罐温度等监测信息实时地回传给调度中心，中心通过电子地图技术将车辆当前的位置以及相关信息直观地展现给客户。并可为车辆设置超速参数，当车辆行驶速度超过参数时，该车辆将会发生超速告警，并在中心的电子地图上以特殊颜色标注来提醒管理人员。用户可以在系统中调用监测车辆的历史信息，并在地图上以直观的方式将车辆曾经行驶的路线展现在用户面前。除此之外，用户还可为车辆设置告警区域参数，当车辆行驶出设定区域后即会产生告警信息。
抽油机监控：用户可以在地图上对当前管理的抽油机的坐标、设备名称、抽油机型号、井口编号等信息进行查看以及编辑。抽油机上安装的通信设备通过无线传感网或通信网络将以下信息回传分析：载荷、回压、井口温度、电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、上下冲程功率、平衡率、电量、累计电量、冲次、系统状态、采集时间等数据。另外，用户也可以对以上监测的历史信息进行查看，分析，并以图表的方式予以展现。
输油管道监控：输油管道监测通过无线传感网或通信网络，将检测信息实时发送回中心监控，中心监控将收到的检测信息进行展示分析。信息内容包括SIM卡号、经度、纬度、温度、流量、压力、密度等信息。用户可以对以往的历史信息进行查询、分析，并以图表的方式予以展现。
通过运输线监控系统的应用，油田可实现每个终端设备都有各自唯一的标识，这确保了识别的唯一性，同时由于每个石油资源载体都有唯一标识，信息综合起来就会实现多元信息一体化；系统将多个传感器件综合处理在一个处理单元，同时实现多种信息的采集，此做法可提高生产效率；另一方面，智能终端采集处理系统可以随时采集信息，信息发送不受空间限制，只要无线网络覆盖的地方都可以实现信息的传送；无线传输的高效性和准确性可保证这里信息的流动流畅性。此套系统提供标准的数据接口，可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接，事实上这个系统可以集成到第一部分的信息管理系统中。
图5-9 井下工具管理系统组成
3.井下工具管理系统
此系统采用RFID无线射频识别技术，利用植入工具内的电子芯片，给每一根井下工具安装一份独一无二的“电子身份证”。油田井下工具信息化管理系统主要包括：工具的电子标识系统、数据采集系统、芯片植入装配和防护系统、数据库管理系统、管杆串设计系统、施工实时监测预报警系统、综合评价系统。其系统组成如图5-9所示。
基于RFID射频技术开发的井下管杆柱（工具）信息化管理系统技术是加快油田信息化发展的有效措施之一，这些“身份证”内存储了基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间、服役时间等信息，可以对油田的井下管杆柱（工具）使用情况进行及时、有效、准确的监控，使井下管杆柱（工具）的管理更加规范化、系统化。
4.安全检测系统
此系统的基本原理是给在钻探平台工作的高风险工人提供徽章，并追踪处于失效状态的标签，这可能意味着佩戴人员受伤了。通过提供无线认证方案、员工佩戴的徽章及编译徽章数据的软硬件，从而使管理层更好地追踪工人的位置。如果出现训练或紧急事故时，可在集聚区等地方安装门式阅读器，或采用手持阅读器。这样，公司可追踪工人的上工时间和工作地点，以及向集聚区报到的时间。
当工人登录系统时，软件指令标签开始发送信号，指示该工人已上工。当工人收工，退出系统时，软件指令标签进入休眠状态。软件可含一个记时程序，记录各位工人的工作时间，安装在工作区的激活器激活标签。另一种情况，当工人上班报道时，各工作区入口的激活器可激活员工标签，标签开始发送信号，工人收工时再次经过该激活器，激活器指示标签停止发送信号。
在工作场地，标签以特定的时间间隔发送信号，同时也从移动传感器接收信息，判断数据是否应该过滤掉，例如，通过判断感应器数据是否在规定参数内，可表示工人是否跌倒，若数据不在规定参数内，则可认定数据符合警报规定。平台周围的阅读器接收标签数据，包括ID码和移动感应器数据，通过电缆连接转发该信息到后端软件。
软件接着将原始数据翻译成工人的身份和状态，基于阅读器的位置和标签信号的强弱判断徽章的总体位置及工人状态是否需要响应。软件可以编辑发送警报，如果徽章一段时间内保存不动，那么系统通过电邮和文本数据发送警报到公司管理层。
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