近年來，隨著信息技術(shù)和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧油氣田已成為石油行業(yè)的重要發(fā)展方向。智慧油氣田是指以互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等為基礎(chǔ)，通過對油氣田各環(huán)節(jié)進(jìn)行集成、優(yōu)化和管理，實(shí)現(xiàn)對油藏采收及油田生產(chǎn)運(yùn)行全過程的數(shù)字化、智能化、智慧化管理，旨在提高油氣田生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)化油氣田資源利用，促進(jìn)油氣田可持續(xù)發(fā)展。

油氣田數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)油氣田智慧化的基礎(chǔ)，智能井是油氣田開采部分的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元，是油氣開采基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的終端。通過安置在智能井上的傳感器與控制閥，可以對油氣井的動態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，分析數(shù)據(jù)，制定決策，以及對設(shè)備的性能進(jìn)行優(yōu)化，從而提高油氣開采率，增加油井產(chǎn)量；減少作業(yè)中投入的勞動力，更有效地進(jìn)行油氣開采管理。

井口RTU是智能井技術(shù)的核心單元，它具備油氣井口開采數(shù)據(jù)采集和控制功能，同時具備網(wǎng)絡(luò)接入與傳輸?shù)墓δ?。安盟信息油氣田井口RTU工業(yè)數(shù)據(jù)安全傳輸解決方案，保障工業(yè)數(shù)據(jù)安全傳輸，助力油氣開采業(yè)務(wù)數(shù)字化、智慧化發(fā)展。

RTU是一種可靠性與穩(wěn)定性高的現(xiàn)場智能處理器，它支持SCADA與現(xiàn)場器件間的通訊。它是一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)獲取與控制單元。它的作用是在遠(yuǎn)端控制現(xiàn)場設(shè)備，獲得設(shè)備數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給SCADA系統(tǒng)。

一、油氣田井口RTU工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸分析

• 油氣田現(xiàn)狀分析

近期通過對油氣田企業(yè)的實(shí)地調(diào)研，油氣田井口RTU到作業(yè)區(qū)SCADA的工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸，主要使用4G、網(wǎng)橋、LTE無線等方式，容易發(fā)生數(shù)據(jù)泄露、控制信令篡改等安全風(fēng)險。針對井口RTU工業(yè)數(shù)據(jù)安全傳輸問題，中石油《油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》10.6.1中提到，“長距離無線傳輸（偏遠(yuǎn)井站RTU到有線接入點(diǎn)）數(shù)據(jù)安全基于信元和信道兩方面進(jìn)行規(guī)范：

a)信元加密：對于有特定需求的油氣田公司的重點(diǎn)特殊區(qū)域可部署安裝信元加密設(shè)備。

b)信道加密：應(yīng)采用具有無線鏈路加密技術(shù)的無線傳輸方式來保障無線信道傳輸安全，防止油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)外泄?！惫蕦τ谟蜌馓锞赗TU到作業(yè)區(qū)SCADA的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)采用信道加密的方式進(jìn)行安全防護(hù)，且最好采用國密算法的加密方式。

• 油氣田RTU數(shù)據(jù)安全傳輸方式

①加裝終端安全接入網(wǎng)關(guān)（專用VPN加密設(shè)備），在作業(yè)區(qū)部署VPN網(wǎng)關(guān)設(shè)備；

②將加密模塊集成到井口RTU中，在作業(yè)區(qū)部署VPN網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

• 兩種數(shù)據(jù)安全傳輸方式分析總結(jié)

總結(jié)

通過對兩種數(shù)據(jù)安全傳輸方式優(yōu)缺點(diǎn)的分析，不難看出采用“加裝終端安全接入網(wǎng)關(guān)（專用VPN加密設(shè)備），在作業(yè)區(qū)部署VPN網(wǎng)關(guān)設(shè)備”的方式具有明顯優(yōu)勢，終端安全接入網(wǎng)關(guān)與VPN安全網(wǎng)關(guān)的配合使用，成本低、適用性強(qiáng)、運(yùn)維改造量小，且符合商用密碼應(yīng)用和油氣田企業(yè)的相關(guān)要求。為此安盟信息根據(jù)應(yīng)用場景為用戶打造了“油氣田井口RTU數(shù)據(jù)安全傳輸解決方案”，助力油氣田企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加速智慧化油氣田建設(shè)。

二、安盟信息油氣田井口RTU數(shù)據(jù)安全傳輸解決方案

• 需求分析

因油氣開采具有分布地域廣、油氣水井?dāng)?shù)據(jù)集中上傳、電力供應(yīng)條件差等特點(diǎn)，油氣水井的RTU多采用無線通信的方式與作業(yè)管理區(qū)的SCADA通信，傳輸?shù)墓I(yè)數(shù)據(jù)包括井口的油壓、套壓、電參、功圖數(shù)據(jù)、啟井、停井、故障復(fù)位等。在每個井場還存在輔助油氣水井遠(yuǎn)程監(jiān)視與安防監(jiān)管的生產(chǎn)視頻信息的無線傳輸。

上述工業(yè)數(shù)據(jù)信息以及視頻信息的無線傳輸存在被截獲、非法篡改的安全風(fēng)險，同時利用無線傳輸易接入、少認(rèn)證的特點(diǎn)入侵油氣生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，給油氣安全生產(chǎn)帶來重大的安全隱患。因此需針對油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的邊界提升安全隔離、鏈路加密、入侵防御等安全能力，防止設(shè)備被劫持或替換、視頻資源非法訪問以及協(xié)議攻擊等威脅。

• 解決方案

在油氣水井等生產(chǎn)現(xiàn)場無線網(wǎng)關(guān)處，部署安盟華御終端安全接入網(wǎng)關(guān)，作為油氣生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測、控制智能終端安全接入認(rèn)證設(shè)備，與部署在基站通信柜的安盟華御VPN安全網(wǎng)關(guān)認(rèn)證進(jìn)行雙向可靠身份認(rèn)證，同時建立基于國密算法的加密通道。同時利用安盟華御工業(yè)防火墻的IP+MAC綁定功能實(shí)現(xiàn)只有可信的監(jiān)控設(shè)備下發(fā)的控制信令才允許執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)接入終端（油氣井）的可信身份認(rèn)證，確?？鐭o線傳輸通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性、完整性、可信性。

• 方案價值

（一）安盟信息油氣田井口RTU數(shù)據(jù)安全傳輸解決方案基于國密算法和工業(yè)級硬件設(shè)計(jì)，提供身份鑒別、加密傳輸?shù)韧ㄐ欧雷o(hù)能力，實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)泛在接入及泛在互聯(lián)終端的可靠化通信。

（二）解決方案具備細(xì)顆粒度應(yīng)用過濾能力，從接入設(shè)備管控、工業(yè)協(xié)議深度解析、白名單化等工業(yè)環(huán)境層面提供可靠的通信環(huán)境。

（三）客戶側(cè)無感化部署，透明實(shí)現(xiàn)L2~L7的加密通信，便于用戶迅速上手、便捷使用，使業(yè)務(wù)、終端設(shè)備安全防護(hù)更加便捷、高效。