2025年智能陆上油气田物联网技术应用和标准化研究报告

智能陆上油气田物联网技术应用和标准化研究报告 全国信标委物联网与数字李生分技术委员会物联网标准与应用工业和信息化部重点实验室2025年11月 智能陆上油气田物联网技术应用和标准化研究报告 →专家指导委员会 范科峰赵松公单吉全卓兰陈书义 →编写单位及人员（排名不分先后） 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司章瑞刘汝超杨倩仲庭祥郝寒 中国电子技术标准化研究院宏孙伟苏静茹王晓春郭雄孙旭 宝鸡石油机械有限责任公司李双鹏田应成 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院西北分院杨午阳吴海莉姚刚 华为技术有限公司吴安妮周滨 昆仑数智科技有限责任公司董炜杨阳兰琨 中国石油化工集团公司胜利油田段鸿杰常波 国家石油天然气管网集团有限公司研究总院曾晓宇蔡永军 中海油天津化工研究设计院有限公司张磊安鹏慧 电子科技大学付根利李晓瑜 中国海洋石油集团有限公司周向京赵兰祥 杭州海康威视数字技术股份有限公司王雯朱琪 西南石油大学郑德生周日永 上海逸迅信息科技有限公司徐纯刘影 前言 陆上油气田涵盖石油、常规天然气、页岩气、煤层气、页岩油等勘探、开发、生产、集输与处理全环节，具有劳动密集、资本密集、技术密集、风险密集、数据密集以及产业链长且密集等多重特征，发展存在巨大风险和挑战。在能源革命与转型的时代背景下，通过数字技术重构业务模式、管理模式和商业模式，对油气田行业提升企业核心竞争力具有重要意义。《“十四五”能源领域科技创新规划》中明确指出，聚焦新一代信息技术和能源融合发展，开展能源领域用智能传感和智能量测、特种机器人、数字季生，以及能源大数据、人工智能、云计算、区块链、物联网等数字化、智能化共性关键技术研究，推动煤炭、油气、电厂、电网等传统行业与数字化、智能化技术深度融合，开展各种能源厂站和区域智慧能源系统集成试点示范，引领能源产业转型升级。 本报告梳理分析了陆上油气田发展现状、趋势及技术架构，探索陆上油气田物联网建设标准化体系和研究方向，旨在推动智能陆上油气田物联网建设统一，助推油气行业高质量发展。 目录 研究背景 二、智能陆上油气田物联网现状与趋势04 2.1油气田物联网建设发展历程042.2国际现状042.3国内现状052.4发展趋势07 三、智能陆上油气田物联网参考架构及关键技术60 3.1系统架构093.2关键技术113.2.1感知技术113.2.2边缘计算技术183.2.3平台应用技术193.2.4网络通信技术23 四、智能陆上油气田物联网标准化现状27 4.1国际标准化现状274.2国内标准化现状274.3问题和挑战28 五、标准化工作建议29 5.1标准化体系建设295.2重点标准研制方向315.3关键标准化建议35 附录A：智能陆上油气田物联网典型案例36 A.1油日物联网实践36A.1.1案例综述36A.1.2背景及目的36A.1.3典型做法及应用情况36A.1.4主要成效42A.2气田物联网实践43A.2.1案例综述43A.2.2背景及目的43A.2.3典型做法及应用情况44A.2.4主要成效49A.3非常规油田物联网实践-50A.3.1案例综述50A.3.2背景及目的50A.3.3典型做法及应用情况51A.3.4主要成效54A.4工程技术物联网实践55A.4.1案例综述55A.4.2背景及目的55A.4.3典型做法及应用情况56A.4.4主要成效63A.5智能油气井场实践64A.5.1案例综述64A.5.2背景及目的64A.5.3典型做法及应用情况65A.5.4主要成效66 附录B：相关标准化组织列表68 一、研究背景 当今世界正处于百年未有之大变局，全球气候变化危机日趋严峻，客国对清洁能源和低碳发展的需求不断增加，油气资源作为人类生产生活赖以生存的物质基础，是国家经济发展的重要支柱，在全球能源转型进程中，油气资源仍然占据重要地位。油气田物联网是提高油气田生产、转化、传输、利用效率的要手段之一，是实现油气田数字化转型和智能化升级的新型基础设施的重要组成部分。 国家及有关部门从2015年开始接力布局能源物联网，不断推进顶层设计完善。“十三五”期间，国家发改委、能源局、工信部发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，将互联网理念、先进信息技术与能源产业深度融合，为油气田物联网规模化发展带来契机。步入“十四五”，国家发改委、工信部、能源局等陆续发布《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023）》《“十四五”信息化和工业化深入融合发展规划》《2024年能源工作指导意见》等，在政策的持续推动下，油气田物联网建设成为实现数智化转型升级的关键手段和必要途径，并在油气行业取得共识。 物联网系统是实现陆上油气田智能化的基本技术手段，建设、完善陆上油气田物联网系统的过程，是实现智能陆上油气由的必由途径。要建设好智能油气田物联网系统，必须有一系列物联网技术标准作为依据，作为引领额。 图1.1表示陆上油气田生产主要业务流程由顺序衔接的油气勘探、油气工程、油气开发三个阶段构成。陆上油气田物联网系统及其技术标准要覆盖图1.1整个业务流程的各个阶段，以支持陆上油气田生产的智能化。本报告的范围包含两个方面： 一覆盖陆上油气田生产主要业务流程各个阶段的物联网应用的技术分析研究： 一覆盖陆上油气由生产主要业务流程各入阶段的物联网应用的技术标准分析研究。 本报告通过研究物联网技术在陆上油气由智能化建设中的落地应用情况，提出了相应重点标准研制方向，旨在推动陆上油气田智能物联网标准化建设。 二、智能陆上油气田物联网现状与趋势 +2.1油气田物联网建设发展历程 我国油气田物联网建设经历了单机应用、分散建设、集中建设及集成应用等发展阶段，基本实现了数字化油气田建设目标。当前正通过数据共享、业务协同及智能化应用建设，逐步迈向智能油气田阶段。 单机应用阶段：油气行业逐步引入计算机技术，但通常只是将计算机作为单机设备来使用，用于处理一些基本的计算和数据管理任务。 分散建设阶段：随着信息化建设的深入，油气行业开始意识到信息化在提升生产效率和管理水平方面的重要性。各个业务部门开始根据自身的需求，独立进行信息系统的建设。然而，由于缺乏统一的规划和标准，这些系统之间往往存在信息孤岛和数据不一致的问题。 集中建设阶段：为了解决分散建设阶段存在的问题，油气行业开始采取集中建设的方式，建立统一的信息化平台。通过整合各个业务部门的信息资源，实现数据的集中管理和共享，提高信息资源利用效率。 集成应用阶段：在集中建设的基础上，油气行业开始注重信息化系统的集成应用。通过将不同的信息化系统进行整合和集成，实现业务流程的自动化和智能化，提高生产效率和管理水平。 智能化油气田阶段：随着大数据、人工智能等新一代信息技术的发展，油气行业进入智能化油气田建设阶段，通过应用数字化、智能化技术，实现对油气田的全面感知、智能分析和精准控制，提高油气勘探开发效率、生产运营优化和安全生产保障能力。 +2.2国际现状 国外陆上油气田物联网技术已经在石油和天然气行业中得到了广泛的应用，主要用于设备的远程监控、维护和管理，以及数据的实时采集和分析，特别是在提高运营效率、降低成本、优化决策等方面发挥了重要作用。 （1）斯伦贝谢一一利用云边端技术实现油气传统物联网升级 斯伦贝谢建立软件技术创新中心（STIC），专注研究高性能计算、物联网、工业互联网等技术应用，为勘探开发领域客户提供面向油气作业现场的AgoraEdgeAlPlatform系列智能物联网产品，满足油气生产现场的边缘智能服务，并通过将基于DELFI的PTS智能化模型下沉到油气生产及作业一线，为油田企业作业现场数据采集、单并优化、生产运营、安全环保、设备运维提供全方位服务，实现传统物联网的数智化升级。 （2）哈里佰顿一一OT与A深度融合优化钻并作业和油气生产 哈里伯顿推进油气行业数字化转型。2019年在Azure云平台上推出DecisionSpace@365云应用程序，通过物联网获取油田现场实时数据流，结合深度学习模型，实现钻井和油气生产优化，降低作业成本。 （3）贝克休斯一一基于物联网云平台助力上游油气勤探开发生产数学化应用 贝克休斯基于Predix云平合，借助特色传感器利用云计算和人工智能技术，具备高效的数据采集、存储、分析和机器学习能力，实现信息世界和物理世界的双向互动，促进数字技术跨越物理界限以实现在上游油气勘探开发生产领域的应用。 （4）壳牌一一通过物模型实现设备远程交互和运营蓝测 壳牌运用物联网技术，为位于尼日利亚尼日尔三角洲西南120km处的BongaMain浮式生产储卸油装置（FPSO）创建物模型，与实际设备实时连接和数据交互，提供精确的运营状态监测、问题预警和优化建议，提升了生产效率，降低了作业风险。 +2.3国内现状 物联网技术在国内油气田应用已经取得了显著成效，并在实时监测和数据分析、设备管理和维护、安全生产等多个方面发挥重要作用 （1）中国石油物联网发展现状 中国石油于2010年左右开始将物联网技术引入石油石化行业，并在《中国石油“十二五”信息技术总体规划》中，将物联网建设列为信息化三大标志性工程之一。近年来，中国石油积极推进物联网在油气行业的应用实践，推动了企业的转型升级和高质量发展。 智能陆上油气田物联网技术应用和标准化研究报告 物联网数据采集方面。中国石油油气生产物联网已累计建成数字化井超24.5方口、站场2.61万座，井、站数字化覆盖率分别达到86%、94%；炼化物联网已全面覆盖24家炼化企业，5家试点企业关键机泵设备自动化采集率10%：工程技术物联网目前累计组建国内钻井队共1103支，其中数字化钻井队129支，数字化作业队覆盖率11.7%，支撑EISC物联网数据采集和远程作业支持应用；装备制造物联网在昆仑制造5家成员企业累计完成3092台设备接入，数据自动采集率30%，生产设备纳管率30%；成品油销售物联网全国在用油库273座，加油站20000多座，销售物联网数据自动采集率50%，生产设备/装置纳管率40%。 物联网系统建设方面。中国石油在油气新能源业务、炼化新材料、工程技术和装备制造业务已建有物联网系统，成品油销售业务的物联网系统正在建设中，2024年上线应用：天然气销售、工程建设领域尚未开展标准化物联网系统建设。基于各专业域数字化转型智能化发展需要，中国石油通过制定一系列标准规范，积极推进油气客领域物联网标准化服务能力的提升，并取得了一定成果。总体来说，中国石油智能物联网系统建设在国内处于领先地位，但由于前期建设重心在应用场景建设，仍存在一些问题。包括：各领域物联网建设成果差异大，缺失统一的体系架构指导；数据采集与交互标准规范不完善，导致物联网数据深化应用难、物联网服务协同共享少且物联网建设成本高等问题。为支撑“数智中国石油”建设目标的实现，驱须在物联网基础能力与智能化发展支撑力两个方向进行补强。 物联网领域应用方面。在油气新能源领域，物联网主要应用于油气田井场、站（厂）、管道、光伏、风电、地热、余热、CCUS等油气新能源业务的生产数据的标准化采集与生产运行管理；在炼化新领域，基于物联网技术实现了炼厂人员定位、智能巡检、联动报警、机泵状态监测、设备可靠性管理等应用；在工程技术领域，物联网重点支撑物探、钻井、录并、测井、并下作业等业务；在成品油销售领域，物联网主要应用于设备管控、损耗管控、新能源站管控、安全生产等业务：在装备制造领域，物联网重点支撑了数字化生产制造、数字化仓储与物流、数字化石油装备服务业务。 （2）中国石化物联网发展现状 中国石化结合国资委对能源行业国有企业数学化转型工作要求，全面推进数字化 转型，自研“石化智云”支撑全业务云化，打造“石化e贸”将产品与服务线上化，转型成效初显。 物联网系统建设方面。中国石化持续推进5G+工业互联网、云计算、大数据、物联网与石油化工生产管理的深度融合，以扬子石化为代表，构建了一个数据及生产、安环、设备、管理、党