油氣田勘探開發及前景初探

時間:2022-05-08 03:47:43

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油氣田勘探開發及前景初探

(1)數據資源建設體系建立與應用層分離的數據采集層,建設和完善覆蓋油氣田各類勘探生產業務的數據采集和管理系統,實現勘探生產數據的一次采集、統一管理、多業務應用。數據資源建設體系由數據源和數據采集系統組成,如圖3所示:現階段,西南數據資源建設的主要工作任務有兩項:①完成勘探開發專業歷史數據整理和加載;②實現各類新產生數據的入庫管理。即完成生產、科研、綜合管理等各類有價值的歷史資料的電子化管理和新數據及時入庫工作,全面實現對勘探生產數據資產的保護和管理,支持數字化、桌面化應用。(2)數據管理體系數據管理是數據業務的核心,首先要確立數據管理的目標,在此基礎上完成管理體系的規劃、實施步驟和實施方法制定。數據管理體系(圖4)由數據庫和數據管理工具組成,數據庫包括:主數據庫、元數據庫和空間數據庫;數據管理工具包括:數據集成、數據維護、數據模型維護、數據交換等工具。為支持上層應用及不同數據庫(系統)之間的數據交換,還需建立公司級數據服務總線。數據管理體系建設的最終目的是實現公司數據的資產化統一管理和支撐集成化多業務應用。(3)數據應用體系在數據中心業務層面,主要是依托勘探與生產技術數據管理(A1)系統、油氣水井生產數據管理(A2)系統、數字盆地(A6)系統等開展勘探與生產數據資源綜合應用及科研項目支撐環境的建設和完善,全面支撐分公司科研、管理工作。在此基礎上,逐步開展生產智能管理與決策支持集成平臺應用。數據應用體系由基礎服務、應用系統和數據服務與支持系統組成,如圖5所示:數據資源管理和利用的關鍵技術就是數據庫相關的各類應用技術。油田數據管理層面采用3種數據庫類型:主數據庫、元數據庫和空間數據庫。(1)主數據庫主數據庫是基于業務層面的數據庫系統,是涵蓋勘探開發業務各個專業領域的信息系統后臺數據庫的集合。主數據庫是相對穩定的,其數據實體是異構的、分層次的。數據來源于最基層的各個數據源單位、專業數據庫、專業應用軟件,通過手工錄入或自動導入,把油氣勘探、開發、生產、經營管理活動中產生的各類數據(含圖形、圖像)收集并統一進行整合,并以企業資產的形式進行存儲和備份。因此進入主數據庫的數據要確保完整、準確,并要保證相對穩定。目前西南油氣田在用主數據庫包含管理結構化數據的基于EPDM模型的數據庫系統、管理地震和測井大塊數據體的PetroBank數據銀行系統、管理非結構化數據和文檔資料的CDSAO數據庫系統。(2)空間數據庫空間數據庫指的是與地理空間相關的數據集合,是描述空間實體位置、形狀、面積、方向及其相互拓撲關系等層次化、圖形化特點的數據,這些數據可能是基礎地理數據、基礎地圖數據、基礎地質數據等。由于傳統的關系數據庫在空間數據的表示、存儲、管理、檢索上存在許多缺陷,無法有效的支持復雜對象(如圖形、圖像),從而形成了空間數據庫這一數據庫研究領域。空間數據庫因為數據量龐大,模型復雜,圖形圖像數據居多,需要屬性數據和空間數據聯合進行數據管理,解決存儲和檢索等難點問題,利于數據管理與應用層面的軟件功能拓展。數據管理與應用層面的軟件通過標準接口遠程調用公司統一的“基礎地理信息服務系統(GIS)”的基礎數據服務,實現基礎地理數據、公共地質數據等基本信息的中轉/緩沖服務,這些服務包括:空間分析服務,行政區劃、道路、河流、油氣區塊、構造、工區、層位、井軌跡、管線等對象的相互位置關系、開關關系等空間拓撲服務等。(3)元數據庫元數據庫是描述和管理其他相關數據體系的數據庫系統,是為數據資源訪問控制提供抽象信息化的管理功能,幫助對各個數據庫的集成、維護、共享和綜合應用提供基礎。所謂元數據是抽象概念,是一類定義數據的數據,它用于描述數據的內容、覆蓋范圍、質量、管理方式、數據的所有者、數據的提供方式等信息,是數據與數據用戶之間的橋梁,是一種資源的描述、編目管理和控制信息,也可以是一組獨立的關于資源的說明。元數據庫是指通過對業務和數據標準模型的抽象形成的數據庫系統。元數據庫的建設一般是將主數據庫、空間數據庫甚至是基層專業數據庫和綜合項目數據庫中全部可管理的資源對象的信息進行抽象、濃縮后進行統一管理,如網絡、服務器、用戶、數據庫、數據文件、數據表及結構關系、數據視圖、存儲過程、數據業務對象、數據映射關系、數據對象加載過程、應用組件、用戶自定義系統等。(4)公司級數據服務總線公司級數據服務總線由企業數據總線和企業服務總線構成,是一套面向企業數據資源整合的解決方案(圖6)。當企業內部數據資源海量增長,數據庫種類繁多之后,通過這套解決方案,可以集成幾乎所有來源的、所有格式的數據,確保有效地存儲、管理和應用這些數據資源。圖6企業數據服務總線構成示意圖目前通常會采用XML格式進行數據提取和交換。比較熱門的SOA設計技術,采用面向服務的分解原則,以業務流程為基礎、以企業業務/功能為基本模型,結合虛擬化技術,解決企業數據整合問題。

(1)分公司勘探開發數據業務發展目標圍繞分公司“十二五”信息化工作目標,勘探與生產數據業務的發展目標是:以勘探與生產數據的建設、管理和應用為核心,以強化組織管理體系、數據標準體系、信息安全體系、系統運維體系的建設為保障,建立數據資源建設、數據管理、數據應用技術體系,全面實現數據入庫正常化、數據管理集中化、數據應用多樣化、項目研究協同化,在數據信息業務方面全面支撐分公司勘探開發核心業務的發展,最終支持分公司實現數字化油氣田的目標。(2)建設方案為滿足分公司勘探開發核心業務生產管理、科研需要的信息化建設需求,勘探與生產數據業務從組織機構建設、數據資源建設、數據管理與應用的業務發展需求出發,根據數據業務技術體系總體架構設計,建設實施項目可分為勘探開發業務管理與應用、綜合應用、組織與保障體系3類,項目總體架構如圖7所示:(3)總體工作策略結合油氣田數據建設、管理與應用需求,完善組織機構及管理制度建設,開展配套系統及相關項目建設。持續對已建系統的不斷完善和深化應用,保障集團公司統推系統的實施與推廣應用。完成勘探與生產歷史數據資源建設,全面建立數據正常化提交和入庫流程,建成并完善以專業數據庫、主數據庫和項目數據庫等組成的數據管理平臺,實現分公司層面的勘探開發數據統一集中管理。在數據集中管理的平臺上構建完整的勘探開發數據綜合應用體系,逐步實現勘探與生產管理業務信息化,建成統一、高效、安全的技術數據應用平臺,形成油氣田勘探開發一體化綜合研究與協同工作環境,滿足西南油氣田科研、生產管理和決策的需要。起著統領和導向的作用。數字油氣田將實現工作流程數字化、勘探開發一體化研究、生產協同管理、生產與研究融合、地下與地上融合、虛擬現實與智能輔助決策等功能。數字化油田的建設離不開基礎數據業務的發展。在信息化時代,大量(專業覆蓋面寬)、詳實(完整、準確)、及時(動態實時數據、最新成果)的數據資源是全面支撐公司主營業務的必要條件,數據業務的完善和發展在當今現代化企業中的作用是不可替代的,它對企業主營業務的支撐和促進作用有時甚至是革命性的,即我們通常所說的企業業務流程再造。數字油氣田已經表現出廣闊的應用前景,其主要標志之一是生產、科研、決策的數字化,包括:智能化野外作業現場、實時的油藏監控系統、虛擬現實的輔助決策和控制中心。(1)智能化的野外作業現場將大量的野外、生產現場工作通過自動化設備和人工智能完成。以現場采油氣為例,通過自動數據采集系統,將每一口生產井的油氣產量實時記錄下來,通過衛星等傳輸系統發送到后方生產數據庫中,及時分析、自動調整開采量,達到對生產現場的實時、智能化掌控。(2)實時的油藏監控系統對各個區塊或油氣田的產量進行實時監控,觀察每口井的產量動態變化曲線,實時掌握油氣田的開發動態,一旦有某一井或多井產量發生異常,可隨時向虛擬現實的輔助決策和控制中心匯報,并發出報警信息,同時可借鑒以往發生類似情況的經驗,對該區塊的油田開發方案及時進行調整。(3)虛擬現實的輔助決策和控制中心建立虛擬現實的輔助決策和控制中心,在公司層面對各類生產、經營活動進行先期的輔助決策和實施過程的智能控制。以鉆井為例,將某區塊的地震、地質、生產、鉆井、錄井等各種綜合信息集中到一起進行分析研究,綜合該區塊的各個井的產量、地震、地質信息,在專家的輔助下提供新井的部署方案,再根據現有的地表條件和鉆井工藝,設計出新井的地面位置、地下目標和井軌跡,隨后先期在仿真空間(地表、構造、層位)及時間維度上,模擬出整個鉆進、取芯、試油等建井過程,以供領導和專家決策。

在信息化和工業化高速融合的今天,信息技術正處于高速發展過程中,一般3至5年就有一個飛躍,因此,我們現在較難對油氣田信息化的未來場景作出準確、詳盡的描述,但只要我們重視公司技術數據的建設、管理和應用,努力借鑒國內外先進油田公司的成功經驗,緊跟全球信息化發展趨勢,密切圍繞公司整體發展戰略,堅持我們既定的路線和策略,在集團公司、分公司的統一部署和引領下,從“工業化西南油氣田”到“數字化西南油氣田”再到“智能化西南油氣田”的目標就一定能實現。

本文作者:劉新張恩莉唐志潔何東溯工作單位:中國石油西南油氣田公司勘探與生產數據中心