推荐2023年度新疆维吾尔自治区科学技术奖项目公示表

项目名称

赋能油气田高效开发的物联网技术体系研究与应用

主要完成单位

中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、北京天安智慧信息技术有限公司、中国石油大学（北京）、深圳市艾森智能技术有限公司

完成人

张亚顺、黄霁崴、韩光、司长征、宋晨、赵春雪、李恺、龚理、向安宇、李兵元、李国荣、吴斌

推荐意见

该成果依托中国石油重点工程，组织地面工程和信息工程多学科优势资源，经过9 年科研攻关，研发了多种满足油气井场多设备数据并发技术要求的低功耗数据采集仪表装置，创新发明了一种可动态优化与分配资源的井口数据采集传输方法，构建形成陆上沙漠油气生产物联网传输技术体系，单井物联网建设成本降低60%。创新研发了基于多源数据融合的数据集成共享技术和基于工业互联网平台的生产监控云平台，预警及时性提高至30分钟以上，异常报警准确率达到90%，实现了油气生产及处理系统的一体化运行感知与联动控制、智能分析生产动态辅助生产决策。

该成果已在新疆油田10家油气生产单位规模化应用，建成数字化井24128口、站场3112座，井站数字化率分别达到86%、89%，累计优化一线用工970人，实现组织扁平化、人员精简化、生产智能化、安全可视化的效果，夯实了新疆油田数字化转型智能化发展的基础，支撑“油公司”模式下高质量发展，树立了油气行业数字化转型标杆。

该项目技术创新性突出，推动行业科技进步作用特别明显。经审查，提名书及附件材料真实有效，相关栏目填写符合自治区科技奖励要求，完成人、完成单位、知识产权和应用单位经公示无异议。推荐该项目为新疆自治区科学技术进步一等奖。

内容简介

一、项目概要

本项目基于低功耗广域物联网、边缘计算等技术，在油气田物联网建设阶段，打破了传统物联网建设网络层级多、接入限制多得限制，实现了多种网络协议的异构组网、快速接入，延长了现场仪表电池使用寿命，物联网建设成本降低60%；在监控运行阶段，克服了局部优化、单一调控的限制，实现了全生产过程的流程协同、闭环优化控制，杜绝了溢罐、憋压、系统失衡等生产事件，提高了混烃收率10%以上，有效降低了人员成本、维护成本，提升站场精细化管理；在生产分析阶段，基于智能预警管理与大数据分析技术，建立了覆盖关键生产环节的智能分析应用，辅助了生产决策，提高了生产运行效率与精益管控。经过9年持续攻关，开展了多学科、产学研用联合研究，创建了陆上沙漠油气生产物联网技术体系，取得了多项技术创新。

二、创新点

1、攻关了油气田低功耗无线无源采集感知技术。研制了系列的油气田低功耗窄带无线通信仪表产品及声表面波、非侵入式温变等新型仪表设备，同时研发基于边缘计算的举升系统闭环优化与智能控制，提升了抽油机井生产状态的精细化控制，实现了油气田动态生产数据的可靠采集与控制。

2、构建了陆上沙漠油气生产物联网传输技术体系。创新提出了低功耗窄带通讯模式在油田应用中的网络规划方法，建立了油气田复杂异构分布式组网网络技术架构，研制了油气田物联网仪表协议检测工具，解决了物联网仪表互联互通机制，形成完整的物联网建设标准体系和物联网建设新模式，实现了统一、规范的物联网建设应用与管理。

3、集成创新场站无人值守动态联控精细生产技术。研发了基于工业互联网平台的生产监控云平台，建立了站库间协同优化控制模型、全过程动态交接计量与分线精细计量模型和“地-空”全方位油气生产巡检体系，首次实现工艺级与流程级APC优化控制油田应用，满足了油气生产及处理系统的一体化运行感知与联动控制。

4、构建了油气田现场一体化指挥的新模式。研发了基于多源数据融合的数据集成共享技术，建立了全工艺生产智能预警模型，形成覆盖关键业务环节的智能应用分析，初步建成“大监控”运行监控模式，实现了智能分析生产动态辅助生产决策。

三、应用推广情况及经济效益

研究成果先后在新疆油田准东采油厂、采油一厂、采油二厂、吉庆油田作业区等10家单位24128口井和3112座站实施应用，在节约用工需求、降低建设和能耗成本、减少维修和用车成本等方面产生了可观的经济效益。通过应用，节约用工方面，新疆油田近3年减少用工及需求970人，其中该效益为持续效益，累计节约用工成本7.3728亿元；降低建设成本方面，通过技术创新，单井物联网建设成本节约0.95万元/井，逐步实施了百口泉采油厂、风城油田作业区共计3041口油井，累计节约2889万元；降低能耗成本方面，通过优化工艺参数，有效推进节能降耗，年节约费用2207万元；减少维修成本方面，通过物联网系统实时监控，智能预警预测，实现清蜡、修井等维修工作频次有效降低，年产生效益4356万元；节约用车成本方面，通过物联网系统实时监控，有效减少巡检车辆，年产生经济效益1664万元。

四、完成人对成果的主要贡献：

（1）第1完成人张亚顺：低成本物联网体系创始人和主要完成人，主持完成了新疆油田物联网总体规划和实施方案的设计，对项目创新点一、创新点二、创新点四的提出具有突出贡献。

（2）第2完成人黄霁崴：主要负责移动边缘计算的物联网优化任务调度和网络规划方法，对项目创新点一、创新点二的提出具有突出贡献。

（3）第3完成人韩光：组织制定总体设计方案，主持完成油气生产物联网实施方案，对项目创新点一、创新点三的提出具有突出贡献。

（4）第4完成人司长征：负责基础研究思路设计与实施，完成物联网现场实施和后期评价，对项目创新点四的提出具有突出贡献。

（5）第5完成人宋晨：主要负责传输技术体系研究和现场实施，对项目创新点一、创新点二的提出具有突出贡献。

（6）第6完成人赵春雪：主要完成无人值守站场动态联控精细生产技术研究，对项目创新点三的提出具有突出贡献。

（7）第7完成人李恺：主要负责项目日常管理与组织工作，完成油气一体化指挥模式的建立，对项目创新点四的提出具有突出贡献。

（8）第8完成人龚理：主要负责低功耗窄带技术与油田业务结合的研究，对项目创新点二的提出具有突出贡献。

（9）第9完成人向安宇：主要参与无人值守站场动态联控精细生产技术研究，完成站库协同控制、生产监控云平台的功能实现，对项目创新点三的提出具有突出贡献。

（10）第10完成人李兵元：主要参与低功耗无线无源采集感知技术研究，对项目创新点一的提出具有突出贡献。

（11）第11完成人李国荣：主要无人值守站场动态联控精细生产技术研究，完成工艺级与流程级APC优化控制油田应用，对项目创新点三的提出具有突出贡献。

（12）第12完成人吴斌：主要参与完成物联网标准化体系研究，对项目创新点二的提出具有突出贡献。