破局廣域覆蓋難題 勝利油田聯(lián)合中國(guó)聯(lián)通與華為探索5G+智慧油井

自2019年10月開(kāi)始，總部位于山東省東營(yíng)市的全國(guó)重點(diǎn)油田—中石化勝利油田與中國(guó)聯(lián)通、華為開(kāi)展5G在油氣行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景探索。經(jīng)過(guò)半年來(lái)的努力，目前三方已在東營(yíng)孤東采油廠多個(gè)油井成功完成基于5G的智慧油井監(jiān)控，這是國(guó)內(nèi)油氣行業(yè)首次引入5G技術(shù)應(yīng)用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，將為后續(xù)包括5G、云、AI在內(nèi)的新一代信息技術(shù)在資源勘探發(fā)掘領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)重要的借鑒和參考價(jià)值。

油氣行業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型 通信技術(shù)升級(jí)成關(guān)鍵

作為中國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，油氣行業(yè)正在把數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型視為未來(lái)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。一方面，受過(guò)去幾年油價(jià)大幅下降的影響，油氣行業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的渴求較為強(qiáng)烈；另一方面，隨著5G、云、AI等新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，也為油氣行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了一條全新的進(jìn)階路徑。

勝利油田隸屬于中石化集團(tuán)，是我國(guó)重要的石油工業(yè)基地，工作區(qū)域主要分布在山東省的東營(yíng)、濱州、德州、濟(jì)南、濰坊等8個(gè)市以及新疆、內(nèi)蒙古等5個(gè)省、自治區(qū)。近60年來(lái)，勝利油田為保障國(guó)家能源安全發(fā)揮了重要作用，今天與國(guó)內(nèi)油氣行業(yè)的主流企業(yè)一樣，都在走向轉(zhuǎn)型升級(jí)的路上。

圖、油氣行業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型浪潮已來(lái)

作為油氣行業(yè)重要的生產(chǎn)場(chǎng)景，對(duì)油氣水井作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)控成為行業(yè)的重要訴求。對(duì)于特大型油氣企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是涉及的油氣水井規(guī)模，還是涉及到的空間范圍，實(shí)現(xiàn)如此廣域、大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接都是一個(gè)巨大的工程，以勝利油田為例，截至2018年底，其油田探礦權(quán)登記面積8.99萬(wàn)平方千米，采礦權(quán)登記面積6501.8平方千米，共發(fā)現(xiàn)油氣田81個(gè)，油氣水井總數(shù)約4.4萬(wàn)口。

近年來(lái)，為提升生產(chǎn)效率和人均產(chǎn)出，勝利油田采用了包括光纖、4G、無(wú)線網(wǎng)橋等多種方式實(shí)現(xiàn)油井監(jiān)控及生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)回傳，有效支撐了生產(chǎn)作業(yè)。但長(zhǎng)期觀察下來(lái)，這幾類方式也各自存在一定的弊端，包括部署不方便、傳輸帶寬較?。ㄖ攸c(diǎn)體現(xiàn)在上行速率不夠）、無(wú)線頻譜非標(biāo)、產(chǎn)業(yè)鏈不豐富、綜合維護(hù)成本高等，迫切需要一種具備綜合優(yōu)勢(shì)的通信技術(shù)。

聯(lián)合探索5G賦能智慧油井 破局廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋難題

隨著5G產(chǎn)業(yè)的逐步成熟，5G網(wǎng)絡(luò)在全省各地市開(kāi)始加快部署，產(chǎn)業(yè)各方將視野投向了5G這一在帶寬、時(shí)延、連接密度等特性上具備顯著優(yōu)勢(shì)的通信技術(shù)，各方希望通過(guò)5G解決油氣行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)在廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋上存在的痛點(diǎn)難題。

圖、勝利油田5G+智慧油井試點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)

應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和高清視頻監(jiān)控對(duì)上行速率的高要求，勝利油田、中國(guó)聯(lián)通東營(yíng)分公司、華為三方經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研和深入探討，聯(lián)合推出5G+智慧油井解決方案并在油井較為密集的孤東采油廠開(kāi)展試點(diǎn)驗(yàn)證工作。僅用時(shí)一個(gè)月，在勝利油田孤東采油廠管理一區(qū)開(kāi)通5G基站，對(duì)該采油區(qū)的十多個(gè)井位進(jìn)行覆蓋，在監(jiān)控桿上部署CPE形態(tài)的5G終端，成功實(shí)現(xiàn)將油井的視頻監(jiān)控及各類作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳至采油廠的生產(chǎn)監(jiān)控中心，目前已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行近兩個(gè)月時(shí)間，5G網(wǎng)絡(luò)及5G終端的性能和可靠性得到了初步的驗(yàn)證。

圖、監(jiān)控中心通過(guò)大屏幕觀看通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)回傳的油井生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況

由于基站部署高度較高（30-40米），油田區(qū)域天然地勢(shì)開(kāi)闊、無(wú)明顯阻擋，三方對(duì)上行覆蓋能力和上傳速率進(jìn)行了詳細(xì)的摸測(cè)，用以指導(dǎo)開(kāi)闊場(chǎng)景下的5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，同時(shí)驗(yàn)證1080P視頻分辨率、碼流3-4Mbps速率需求下邊緣區(qū)域的上傳能力。

測(cè)試方式為使用5G終端（華為CPE Pro），驅(qū)車背離小區(qū)方向緩慢行駛，同時(shí)開(kāi)啟連續(xù)上傳業(yè)務(wù)，進(jìn)行上傳覆蓋能力拉遠(yuǎn)測(cè)試：

Ø    當(dāng)前終端在100m處，實(shí)測(cè)覆蓋電平RSRP在-75dBm左右，上傳邊緣速率在158Mbps左右；

Ø    當(dāng)前終端在500m處，實(shí)測(cè)覆蓋電平RSRP在-91dBm左右，上傳邊緣速率在60Mbps左右；

Ø    當(dāng)前終端在2km處，實(shí)測(cè)覆蓋電平RSRP在-105dBm左右，上傳邊緣速率在11Mbps左右。

綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)扇區(qū)高度、下傾角、多口油井同時(shí)不間斷上傳等實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，5G基站在2km以內(nèi)可滿足數(shù)十個(gè)1080P分辨率的高清視頻監(jiān)控對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，也對(duì)后續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模驗(yàn)證（單站點(diǎn)為40-50口油井提供高清視頻回傳能力）、打造綜合成本最優(yōu)的廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，針對(duì)降低數(shù)據(jù)處理時(shí)延、降低傳輸帶寬占用、數(shù)據(jù)安全（不出園區(qū)）的需求，后續(xù)將通過(guò)建設(shè)MEC（邊緣計(jì)算）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖、高密度的油井分布為擴(kuò)大規(guī)模驗(yàn)證提供了最佳試點(diǎn)場(chǎng)景

打造5G+云+AI數(shù)字化底座助力勝利油田數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型

當(dāng)前全國(guó)范圍內(nèi)正在加快數(shù)字基建、新基建建設(shè)，數(shù)字基建包括5G、大數(shù)據(jù)中心（云）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等重點(diǎn)方向，也是數(shù)字化時(shí)代、數(shù)字化社會(huì)的核心要素。下一階段，勝利油田、中國(guó)聯(lián)通、華為三方將攜手更多產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作伙伴，聯(lián)合打造5G+云+AI的數(shù)字化底座，試點(diǎn)驗(yàn)證5G等新一代信息技術(shù)進(jìn)入更多生產(chǎn)及管理場(chǎng)景，進(jìn)一步滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接、云服務(wù)、算力的需求，切實(shí)解決企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型中遇到的各種問(wèn)題，讓自身能夠更加聚焦價(jià)值創(chuàng)造，走在高質(zhì)量發(fā)展的前列。

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