龍翔宇,臧宏偉
(1.大慶油田信息技術公司龍南分公司,黑龍江大慶 163000;2.大慶油田信息技術公司物聯網分公司,黑龍江大慶 163000)
油田的發展一直都是技術密集環境的重要體現,尤其是信息技術,其成熟程度直接關系到油田領域中相關工作細節的安全和有效展開。而當前在信息技術的推動之下,整個社會都參與到信息化的進程中來,更加推動著數字油田體系的快速發展。對于這樣的技術背景而言,數字油田的發展在當前也呈現出與以往不同的某些特征,體系化的框架已經逐步確立,曾經彼此分立的、處于油田工作體系不同層面中的系統如今開始呈現出融合趨勢。不僅僅在技術上呈現出多個領域的技術融合特征,更加在應用環境上呈現出一定的邊緣性融合。而想要加深對于數字油田體系的理解,甚至于把握發展脈搏,推動其深入發展,就更需要從完整的系統角度對數字油田的構造展開進一步的審視。
數字油田并不存在統一的概念,目前比較常見的認知方式是仿照1999年美國馬里蘭大學數字地球會議關于“數字地球”的陳述,來對比展開關于數字油田的描述。而我國對于該領域中相關技術以及系統的發展的高度關注,更是使得相關概念性的描述在近年來層出不窮。目前在我國油田領域環境中,描述性質的概念相對較多,通常認為數字油田是結合油田的石油科學技術和現代的石油信息技術,對整個油田及其相關的整個領域的一個數字化的描述和體現,是一種綜合的、現代的管理信息系統。綜合油田作為經濟組織的行為特征,可以建立起相對完整的數字油田層次結構,參見圖1。其中不僅僅顧及到油田工作環境中相關的多個方面技術需求,也對經濟層面的活動特征加以考慮。
從圖1中可以看出,整個數字油田體系自下而上分別為環境層、數據層、知識層、模型層、應用層、集成層以及戰略層。每一個層面都專注于不同的工作任務并且在對應的工作環境中解決不同的問題,實現對于整個油田工作環境和任務的支持和優化。

圖1 大慶油田工作環境中數字油田結構示意圖
在數字油田的體系環境中,每一個層面都負責不同的職責。雖然當前從技術和應用兩個角度看,都呈現出一定的交叉和領域模糊特征,但是不同層面之間考慮到系統維護等方面的需求,仍然保持了相對清晰的界限。
環境層包括了諸多相關信息基礎設施,其主要職責在于實現數字油田中為數眾多的數據采集工作,同時接受來自于高層的對應控制指令并且執行相應的動作。這一個層面主要包括了諸多監控設備以及基層的數字油田設備,諸如視頻監控攝像頭,以及數字儀表、溫控溫測等設備都處于該層面中。其上為數據層,數據層具體而言包括了兩個層面,即數據倉庫和其他諸多油田專有數據應用。其中諸如GIS、油田基礎數據、勘探開發等相關應用型數據體系,本身建立在源數據庫環境中,在圖1中并未有所標出。如果進一步將源數據層面加以考慮,則數據層可以分為三個層面,即源數據層、專業主庫層以及數據倉層面。其中源數據層通常為常規數據庫管理系統,在此基礎之上才能確保對應的專業主庫層諸多專業數據庫得以正常運行。而其上的數據倉庫層面,則能夠展開對于相應專業主庫數據的分析和認知,進一步實現對應的包括數據挖掘在內的多個對應職能。
知識層和模型層的價值在于從大量的數據中抽取出有用的信息,形成能過為工作人員決策提供支持的信息,并且以合理的、易于被工作人員讀取和理解的方式展現出來。這兩個層面主要面向應用層展開服務,應用層的職責在于形成系統面向工作人員和組織行為的對應應用數據接口,其產生具有特定特征的應用數據處理結果,但是并不直接面向組織環境提供結果展示。從應用需求的角度看,應用層是面向組織以及其中員工工作需求的層面,而數據層,尤其是其中的專業主庫子層面,則是面向油田環境專業特征展開服務的層面。
應用層所產生的合理的信息展示,雖然已經能夠為相關的企業活動提供支持,但是為了獲取更多跨領域的數據參考,實現更多橫向對比,還需要在集成層展開進一步的加工。該層面已經可以實現面向用戶的、基于數據分析的完整展示,但是在當前人工智能以及計算機相關技術不斷成熟的環境之下,想要實現對于數字油田進一步的管理優化,還需要附加戰略層面的企業戰略決策職能,形成完善的決策支持信息系統才能構成完整的數字油田體系。
從媒體網絡的構成角度看,數字油田呈現出極強的分布特征,但同時也充分利用了當前互聯網的連通優勢,打造成具有分布特征的完整數字油田通信環境,并且在此基礎之上加深了數據分析和整理,以及人工智能的相關技術應用。從圖1中可以看出,環境層和數據層承擔了整個數字油田媒體環境的分布特征,尤其是環境層,諸多數據采集設備分布于整個油田工作環境的各個角落,同時源數據子層支持專業數據庫子層實現對于數據的當地加工和初步分析處理職能。從這個領域看,數據層的兩個低層面以及環境層共同構成分布數據系統的基層體系。
從數據倉庫層開始向上,數據的深入加工職責慢慢變重,對應的數據分析與處理的實現方式也從分布端轉移到的數據中心環境中。數據中心可以提供更強的數據分析與處理能力,因此承擔起面向專業數據的整理、深入分析、建模以及人工智能等相關職責。
在這樣的環境中,數據從環境層加以獲取和生成,通過有線或者無線網絡傳輸到位于本地的數據終端,即進入數據層,而后進一步通過主干網絡送達到更高層面的數據中心環境中。在實現了數據的分析和展示之后,工作人員依據分析處理的結果下達對應的命令,通過光主干網將對應的指令送達對應的數據節點,并且進一步以無線或者有線方式傳輸至對應的工作站或信息終端。
數字油田體系的完善程度,直接關系到油田整個工業體系運行的效率和安全水平,因此需要重點關注。實際工作中只有不斷深入分析環境需求,緊跟技術發展步伐,有的放矢的加以引入,才能獲取良好效果。
[1]李劍峰.數字油田在中國的發展及面臨的問題[J].數字化工,2004(9).