油田信息化關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用探析

李志勇，李強(qiáng)，王承龍，孫瑩，張楊

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300450；2.中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司，天津300456)

國內(nèi)油田企業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長時(shí)間，從測井解釋、油藏?cái)?shù)值等局部業(yè)務(wù)發(fā)展到新時(shí)期運(yùn)作模式，包括前期勘察、開發(fā)、采油、鉆井等為主的應(yīng)用體系，初步實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的信息化管理。“十二五”以來，油氣生產(chǎn)自動(dòng)化、可視化等信息技術(shù)快速發(fā)展，使得油田生產(chǎn)逐步從數(shù)字化朝向智能化方向進(jìn)步。國內(nèi)大規(guī)模油田企業(yè)管理中，一方面實(shí)現(xiàn)了油田企業(yè)的管理水平、技術(shù)水平的提升，另一方面，借助信息化技術(shù)可快速提高企業(yè)管理水平和技術(shù)能力。新時(shí)期，國內(nèi)各大油田已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了借助信息系統(tǒng)支撐主營業(yè)務(wù)的目標(biāo)，借助統(tǒng)一化數(shù)據(jù)平臺(tái)完成了海量信息的匯總，提供了良好穩(wěn)定的決策環(huán)境，打造了新型生產(chǎn)指揮模式。快速完成了大ERP經(jīng)營格局的構(gòu)建，對(duì)數(shù)據(jù)資源的采集、存儲(chǔ)等管理而言具有積極影響[1,2]。

1 油田企業(yè)信息化建設(shè)目標(biāo)

新時(shí)期，油田企業(yè)信息化的建設(shè)目標(biāo)為：深度進(jìn)行上游資產(chǎn)、技術(shù)和資源的融合，合理考慮項(xiàng)目要求，包括油藏認(rèn)知、協(xié)同管理、儲(chǔ)量增長、安全運(yùn)營等方面，力求快速實(shí)現(xiàn)資源共享、自動(dòng)化作業(yè)、科學(xué)運(yùn)營等基本目標(biāo)，確保油田開采等滿足新時(shí)期要求，帶動(dòng)智慧油田的全面發(fā)展。此外，還要在此基礎(chǔ)之上，積極解放勞動(dòng)力，降低環(huán)境污染問題，切實(shí)保障油田開采的實(shí)際效益[3,4]。

2 油田信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于一種現(xiàn)代化管理技術(shù)。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，首先，需先進(jìn)行現(xiàn)代化信息的廣泛收集，保證油田開采作業(yè)、建設(shè)施工等環(huán)節(jié)都能進(jìn)行信息錄入和信息感知，并將其逐步轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息。隨后還要合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)管理中心，保證數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)管理的合理性。結(jié)合處理后的數(shù)據(jù)信息，方可做出正確的決策和指令，并及時(shí)將對(duì)應(yīng)指揮信息傳送到生產(chǎn)運(yùn)營的相關(guān)機(jī)構(gòu)。上述環(huán)節(jié)中，考慮到數(shù)字化信息的計(jì)算和應(yīng)用，一般會(huì)具有較高的精度，可明顯提升信息傳遞效率。一定程度上優(yōu)化了工作流程。

2.2 云計(jì)算技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)油田信息化，必須合理應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)。在保證云計(jì)算安全的前提下，云計(jì)算技術(shù)合理應(yīng)用了虛擬資源，目標(biāo)在于快速提高信息處理效率，實(shí)現(xiàn)信息整合。云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)表現(xiàn)為信息傳遞快，可快速完成實(shí)際情況的信息映射，將其上傳到對(duì)應(yīng)領(lǐng)域區(qū)域內(nèi)。借助Java構(gòu)建模型，保證最終形成體系符合實(shí)際需求。云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)三大基礎(chǔ)技術(shù)的依賴程度較高。一是信息采集技術(shù)、信息存儲(chǔ)技術(shù)。新時(shí)期，信息量增加幅度較大，信息收集環(huán)節(jié)中，對(duì)硬件設(shè)備設(shè)施的要求逐漸提升。一方面要積極提升信息精度，要保證信息錄入方案的可行性、信息采集裝置的完整性，另一方面，為了保證及時(shí)進(jìn)行大量信息的存儲(chǔ)，需考慮云存儲(chǔ)內(nèi)存，必要時(shí)還可建立大規(guī)模的存儲(chǔ)基站，確保存儲(chǔ)空間滿足新時(shí)期信息量的要求，另外還要考慮CPU技術(shù)在計(jì)算方面的支撐作用。二是信息轉(zhuǎn)化技術(shù)。在信息調(diào)度、信息處理過程中，必然會(huì)涉及到虛擬信息和實(shí)體資源的轉(zhuǎn)換處理。調(diào)度虛擬資源屬于一種理想化情況，實(shí)際工程項(xiàng)目中，需考慮資源、環(huán)境和意外因素的作用，資源調(diào)度中不可避免地存在耗損，為此，系統(tǒng)需及時(shí)作出對(duì)應(yīng)調(diào)整。最后是負(fù)載均衡技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用中，要考慮實(shí)際運(yùn)用效果，人工工作能力、機(jī)械運(yùn)作能力都是有上限的，需定期休息，避免工作效率下降。

2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)

借助Oracle數(shù)據(jù)庫，可及時(shí)進(jìn)行油田數(shù)據(jù)的管理、分析和存儲(chǔ)，這是大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本要求。大數(shù)據(jù)技術(shù)的任務(wù)包括：了解儲(chǔ)量、制定計(jì)劃、計(jì)算開采效率等，同時(shí)還要及時(shí)完成系統(tǒng)開發(fā)管理。應(yīng)用大數(shù)據(jù)過程中，要充分考慮數(shù)據(jù)的真實(shí)性、全面性。一般需要在多個(gè)數(shù)據(jù)庫條件下，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，考慮大數(shù)據(jù)價(jià)值考量、關(guān)聯(lián)效果。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，可保證較高的自我學(xué)習(xí)能力。隨著相應(yīng)技術(shù)的升級(jí)，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中保存的數(shù)據(jù)體系可明顯縮減運(yùn)算過程，相關(guān)人員可更加高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)隱含價(jià)值信息的挖掘。

3 關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，需借助一些科技手段進(jìn)行人員感知、物品感知，力求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管控的目標(biāo)，從而為油田開發(fā)決策人員提供正確參考信息，保證辦事效率的穩(wěn)定提升。研發(fā)技術(shù)包括：1）rtu技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可明顯增加通信距離，在不良環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)。2）設(shè)備壽命技術(shù)，該技術(shù)可保證設(shè)備得到及時(shí)修理，同時(shí)增加了設(shè)備的使用壽命，對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性、實(shí)用性等起到一定保障作用。3）開發(fā)油田中的監(jiān)控技術(shù)，可及時(shí)完成油田探索、油田開采方面的視頻監(jiān)控管理，相關(guān)人員可第一時(shí)間了解油田開采信息。4）電子標(biāo)簽技術(shù)，該技術(shù)在多種環(huán)境中都較為適用，可避免電磁干擾等導(dǎo)致的危害，還可防震動(dòng)、防腐蝕，從而有效解決了傳統(tǒng)普通標(biāo)簽的弊端問題。5）特殊環(huán)境下，油田開采的信息采集技術(shù)，該技術(shù)適用于惡劣環(huán)境，可快速完成信息獲取、信息探索，便于相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行油田開采與否的判斷，降低了開采風(fēng)險(xiǎn)，且提升了油田開采的決策效率。

3.2 云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用

云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)為可讓各種資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)資源共享的目標(biāo)。基礎(chǔ)設(shè)施的云技術(shù)，表現(xiàn)為在不同領(lǐng)域方面，信息資源化利用中，要考慮積極結(jié)合需求模型，保證資源的高效利用，避免資源浪費(fèi)問題。不但能夠起到節(jié)能環(huán)保的效果，同時(shí)也能達(dá)到物盡其用的目標(biāo)。

為了合理進(jìn)行復(fù)雜資源調(diào)度的技術(shù)管理，需充分考慮硬件采集要求，研究硬件資源的獲取途徑；并及時(shí)將虛擬資源和實(shí)體資源進(jìn)行融合，保證形成統(tǒng)一調(diào)度技術(shù)，主要是進(jìn)行資源統(tǒng)一調(diào)度的方法，保證資源的高效分配；負(fù)載均衡技術(shù)方面，主要研究遷移技術(shù)，并力求穩(wěn)定提升遷移效率，避免資源浪費(fèi)。

平臺(tái)云技術(shù)中，力求快速達(dá)到安全統(tǒng)一、流程優(yōu)化、基本服務(wù)功能，營造安全可靠的工作環(huán)境，保證為系統(tǒng)開發(fā)提供一個(gè)開放化空間。平臺(tái)云技術(shù)包括用戶服務(wù)、工作流程服務(wù)、門戶服務(wù)等。力求穩(wěn)定提高企業(yè)辦事效率，打造良好的工作環(huán)境。

3.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

油田開發(fā)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用部分包括：地震分析、鉆井匯報(bào)、勘探開發(fā)案例等。油田信息開發(fā)中，要合理應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，方可快速了解復(fù)雜地質(zhì)條件。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要在感知油田對(duì)象中進(jìn)行應(yīng)用，借助數(shù)據(jù)采集、指標(biāo)統(tǒng)計(jì)等了解油田開發(fā)、油田開采情況。經(jīng)由整合不同種類的數(shù)據(jù)信息，再借助機(jī)器便可進(jìn)行關(guān)鍵信息的提取，從而促進(jìn)油田開發(fā)的順利進(jìn)行。

3.4 動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)的應(yīng)用

多維表征技術(shù)，可完成數(shù)字盆地發(fā)展歷史、發(fā)展動(dòng)態(tài)的分析。從而可快速進(jìn)行評(píng)價(jià)與否、勘測與否的判斷，該技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。借助生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)可完成油田開采、油田注水方面的預(yù)測，還可進(jìn)行組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)壓縮成本、節(jié)約資源的目標(biāo)。

借助動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，可快速完成企業(yè)經(jīng)營情況的管理，并快速進(jìn)行經(jīng)營策略的制定，促進(jìn)企業(yè)的正常運(yùn)營。借助多模型綜合模擬技術(shù)，可創(chuàng)造出諸多油田模型，利于相關(guān)人員及時(shí)完成模型優(yōu)化工作。

3.5 知識(shí)管理技術(shù)的應(yīng)用

油田勘探過程中，一般需要建立知識(shí)集中管理體系，經(jīng)由專家意見和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，方可充分發(fā)揮知識(shí)集中管理體系的價(jià)值。研發(fā)內(nèi)容包括油田開發(fā)全過程，還要了解流程情況、經(jīng)驗(yàn)積累和知識(shí)體系完善情況，以求快速構(gòu)建一套系統(tǒng)化的油田開發(fā)探測系統(tǒng)。其次，要采用不同構(gòu)成要素進(jìn)行管理，保證形成專業(yè)化知識(shí)體系。最后，借助科學(xué)技術(shù)等研究搜索引擎的應(yīng)用，從而可為石油信息化在知識(shí)管理技術(shù)層面的應(yīng)用提供有效支撐。

總之，油田生產(chǎn)作業(yè)過程中，合理應(yīng)用信息化技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)油田生產(chǎn)工藝流程起到了巨大影響，同時(shí)使得油田企業(yè)的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)得到了調(diào)整。整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過程的工作強(qiáng)度下降，安全風(fēng)險(xiǎn)降低，油田生產(chǎn)管理效率得到了快速提升。