工程技術一體化信息平臺建設研究與應用實踐

文｜錢浩東，溫馨，羅月

以川慶鉆探公司為例，川慶鉆探公司在2012年已形成鉆井、錄井、測井專業信息系統，現場人員不僅要填寫中石油統建系統，還需填寫各專業信息系統，造成數據重復填報；各專業信息系統缺乏統一規劃和建設，存在系統重復建設的現象；基礎數據編碼不一致，使得各個系統之間無法共享信息數據和資源，數據利用率非常低。如何整合專業數據資源，形成可以利用的一體化“大數據”是公司面臨的難題。川慶鉆探公司于2013年啟動了工程技術一體化信息平臺建設項目，通過多年的跨專業聯合攻關，該平臺已搭建完成并在作業現場成功推廣應用。

一、一體化信息平臺建設研究

（一）總體架構設計

工程技術一體化信息平臺涵蓋了鉆井、錄井、測井、井下作業等相關專業，通過此平臺完成了現場數據唯一性采集、數據管理、數據發布、數據分析等多種應用，奠定了信息化建設的基礎。系統總體架構設計中，數據采集平臺應用井場數據一體化采集器和數據采集系統實現現場工程數據的采集；數據傳輸平臺應用井場組網和川慶一體化專用網絡進行數據傳輸；數據存儲平臺采用標準數據格式將數據存儲在一體化數據庫中；綜合應用平臺在后方基地開展數據遠程監測、工程預警、鉆井決策等應用功能。

（二）一體化數據庫建設

一體化數據庫由兩條主線構成，一是以井的生命周期為主線，把井的物理屬性進行了詳細的描述，井的各種物理變化數據通過井進行有效串聯，能充分滿足成果數據的管理；二是以作業ID這條主線把圍繞井筒各種作業事件也進行了有效關聯，通過關聯把井筒工程的各個專業數據緊密地整合在一個數據庫中，使井筒工程的數據庫得到了最大化的同時，數據庫的靈活性得到極大擴充，能很方便地滿足各專業的數據需求。

（三）統一數據編碼

工程技術一體化數據庫在2013年創建時以A7系統（工程技術生產運行管理系統）的數據字段編碼為基礎，初步建立一套數據采集系統。2016年A1(2.0)系統版本發布以后，開展了A1(2.0)數據模型與一體化數據模型的比對分析，根據比對結果，升級完善一體化數據庫，使一體化數據庫的數據集大于統建系統的數據集，實現一體化平臺向等A1、A5、A7、A12統建系統提送數據的目標，確保數據的一致性和準確性，避免了數據重復填報。同時在中石油內首次實現了基于A1(2.0)系統建立井下作業數據模型，把井下作業數據納入一體化數據庫，豐富了數據資源。

（四）開發數據遷移工具

歷史數據是寶貴的信息資源，是開展大數據應用分析的基礎。開發的數據遷移工具將大量的鉆井、錄井、測井等多專業歷史工程數據遷移至工程技術一體化信息平臺中，整合了歷史數據資源，也為大規模歷史數據遷移、數據標準化建設、大數據應用挖掘奠定了數據應用通道。

（五）建立一體化平臺數據采集系統

1. 一體化平臺鉆井數據采集系統

鉆井數據采集系統能夠實現井場鉆井數據的采集，并通過川慶內網將數據傳輸至一體化數據庫中。該系統包含了基礎數據、鉆井主要設備情況、井身結構、井控數據、鉆具組合等17項數據填報模塊。為了實現數據規范性控制，系統對數據的填寫規范進行了設置。該系統具有自動生成鉆井數據報表和鉆井井史的功能，確保了生成文檔的準確性、完整性和規范性。

2. 一體化平臺錄井數據采集系統

肺癌屬于嚴重的對人類健康造成威脅的常見惡性腫瘤。在多數的肺癌病人中，進行首次的確診時，就已經對手術治療失去了機會，他在五年內的生存率極低。由此，在對肺癌進行的早期診斷于發現中，十分重要。由于小腺癌的研究病理逐漸的深入，它在于影像學的表現中，也逐漸得到人們的關注，多層的多排螺旋CT機其機器的性能，及其在進行術后處理的技術中，對肺內的病變的小孤立定性的診斷所提供出更多有用的信息[1]。以下對患者進行多排螺旋CT機與纖維支氣管鏡方法進行檢查中得出結論。我院在肺小腺癌的早期診斷治療中，運用多排的CT螺旋機對其診斷與治療，有滿意效果，現報道如下。

錄井數據采集系統包含錄井基本信息、工程數據、深度數據等6個數據填報模塊，具有A1錄井部分專業報表生成、完井地質資料報表生成、錄井報告附表生成等功能模塊，能夠自動向A7系統推送地質日報數據。

3. 一體化平臺測井數據采集系統

測井專業填報系統包括測井任務通知單管理、井作業收集信息、測井現場提交信息、解釋處理作業等7個功能模塊，從測井任務通知單下達開始到最終完整資料的歸檔入庫，實現了調度管理、小隊施工野外數據傳輸、測井資料解釋處理全測井施工過程的流程化和規范化程序管理。

4. 一體化平臺試油數據采集系統

試油數據采集系統包含基礎數據、射孔作業、增產作業、測試作業、帶壓作業6個數據填報模塊，具有自動生成試油井史的功能，確保了試油井史的完整性和規范性。同時該系統能夠自動向A1、A5系統推送試油數據，避免數據重復填報，該系統還具有報表功能、計算功能、圖形功能，提高了現場工程人員資料處理水平，也豐富了一體化平臺的應用功能。

（六）建立工程信息發布平臺

1. 實現跨專業數據查詢

2. 實時曲線和實時視頻監控

在該平臺中通過輸入井號查詢實時曲線和實時視頻。實時數據包括錄井實時數據、鉆參儀實時數據、壓裂酸化實時曲線、地面流程實時曲線。實時視頻能夠實現對作業現場全景、鉆臺、循環罐等區域的全天24小時視頻監控。管理人員通過對多種信息源的綜合分析，為遠程監控現場施工提供了幫助。

3. 生產運行查詢

生產運行模塊實現對公司目前所有正鉆井每日動態信息的查看，包含鉆井日報、錄井日報、井控日報、鉆井液日報、試油日報。

4. 實時預警

應用一體化數據庫分析鄰井事故復雜資料，最終提煉形成故障風險提示圖版，實現事故復雜的預防與預警。集成應用鉆井知識庫和錄井實時監控數據，實現動態風險提示和動態決策。

5. 三維GIS查詢

三維GIS與A4地理信息系統對接，充分利用地理信息資源，實現選定井的快速可視化定位，動態展現該井和臨井的地理信息和施工信息。

6. 利用大數據優選鉆頭

依托工程數據一體化信息平臺整合了各專業工程數據的優勢，建立了區塊難鉆地層可鉆性剖面，并結合實鉆資料開展鉆頭優選工作。

7. 個性化鉆頭輔助設計

利用一體化數據庫建立基于鉆頭專家庫系統和PDC鉆頭設計軟件等應用系統的智能設計平臺，實現了數據自動調用與智能分析，降低了鉆頭設計人員重復、低效的勞動，釋放了其創造性。

8. 輔助鉆井設計

基于一體化數據庫建立的鉆井設計系統，能夠應用深度挖掘信息平臺中的成果，開展井身結構、鉆井參數、鉆具組合、鉆井液性能等方面的鉆井輔助設計，同時也能跨專業應用鄰井實鉆數據、錄井數據、測井數據、GIS數據等成果資料來指導鉆井設計。完成后的鉆井設計數據進入一體化數據庫，實現對一體化數據庫資源的補充，形成數據的良性循環應用。

二、應用實踐效果

1、實現對工程技術數據的實時監控

工程技術一體化信息平臺搭建完成后，川慶鉆探公司建立了RTOC中心，實現了在基地對井場實時數據、實時視頻、單井動態數據的監控，利用鉆井設計數據與實鉆參數的對比實現工程預警，從而提高對現場的監控和管理能力，提高工程質量，降低作業成本，實現多學科跨專業技術支持與服務。

2、實現井場數據“一次填報、多系統共享”的目的

川慶鉆探公司與西南油氣田公司共同建立一套數據傳輸流程和數據審核流程，實現工程數據正常推送，保證數據的及時性、完整性和準確性。工程技術一體化信息平臺作為工程數據采集的源頭，應用數據同步技術，將數據自動推送到中間庫，再由中間庫向A1、A5、A7、A12系統同步推送，實現井場數據“一次填報、多系統共享”的目的，減輕作業隊填報數據的工作量，從根本上解決了數據重復填報，數據質量參差不齊的現象。

三、展望

根據工程技術一體化信息平臺已取得的研究成果，繼續深入開展功能應用研究。基于工程技術一體化信息平臺開發一套用于安卓系統的井筒工程移動平臺，實現管理人員不受時間和地點的制約，通過手機或平板電腦方便、快速的查詢鉆完井實時數據、動態數據、報表信息，為管理人員提供及時、可靠的決策依據，從而建立一種全新的“移動辦公”模式。基于工程技術一體化信息平臺建立鉆井決策系統，為鉆井設計、生產指揮提供智能輔助決策，實現鉆井經驗知識傳承，為川慶監控技術支持中心提供支撐，提高生產管理人員指揮決策效率，使一體化平臺發揮更大的功效。