西南油氣田開發(fā)儲量管理數字化轉型探索與實踐

［摘" " 要］ 在國內油氣礦產資源改革的新形勢下，為了優(yōu)化油氣田企業(yè)儲量管理，本文以西南油氣田開發(fā)儲量管理為對象，以工作流程管理、業(yè)務特點研究為基礎，利用互聯網技術和信息化手段，基于勘探開發(fā)夢想云平臺總體架構，主要采用Java語言進行開發(fā)，建設西南油氣田開發(fā)儲量數字化管理系統(tǒng)，將儲量、礦權、產量、井位等多要素相結合，形成新一代儲量管理模式，有效提升儲量研究人員、管理人員、決策人員的工作效率，為西南油氣田的勘探開發(fā)業(yè)務規(guī)劃和部署提供支撐。

［關鍵詞］ 礦產資源；儲量管理；數字化轉型；勘探開發(fā)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194. 2023. 07. 029

［中圖分類號］ F272.7" " ［文獻標識碼］" A" " " ［文章編號］" 1673 - 0194（2023）07- 0102- 07

０" " " 引" " 言

在習近平總書記網絡強國重要思想的統(tǒng)領下，自然資源部于２０１９年１１月１日發(fā)布《自然資源部信息化建設總體方案》，明確今后一個時期自然資源信息化建設的內容和綱領。［１］因此，對于油氣勘探開發(fā)行業(yè)，深化信息化手段在油氣資源管理和戰(zhàn)略研究領域的綜合應用，發(fā)揮信息化的驅動和引領作用，將是未來企業(yè)管理創(chuàng)新的主要研究方向之一。油氣企業(yè)信息化轉型，對創(chuàng)新油氣資源管理模式、加大油氣資源勘探開發(fā)力度、實現油氣資源合理利用具有重要意義。［２］油氣儲量管理是勘探開發(fā)業(yè)務的關鍵環(huán)節(jié)，西南油氣田以開發(fā)儲量管理作為落腳點，積極探索企業(yè)數字化轉型模式。

１" " " 油氣儲量管理數字化轉型的必要性

一方面，在國內油氣礦產資源管理改革的新形勢、新政策下，油氣田企業(yè)儲量業(yè)務面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)，目前的管理方式耗時耗力，較為傳統(tǒng)，缺乏先進的信息技術支撐，數據資料整理、歸檔紛繁復雜，分析的完整性、準確性難以直觀體現，業(yè)務資料無法滿足不斷擴大的儲量管理業(yè)務需求。另一方面，面對不斷波動變化的國際油價，做好成本管控是國內石油公司維持利潤增長的必然選擇，數字化轉型科技含量高、資源消耗低，是國內石油企業(yè)降本增效的重要手段。因此，研究探索儲量業(yè)務的數字化轉型是儲量管理工作的當務之急。

開發(fā)儲量是油氣儲量管理中的重要環(huán)節(jié)，西南油氣田在開發(fā)儲量管理工作中面臨著較大的挑戰(zhàn)。２０１７年以來，氣田開發(fā)管理部門針對開發(fā)儲量工作提出了“開發(fā)儲量三年調整提高計劃”，勘探開發(fā)研究院所、油氣礦單位、公司機關組織相關人員７０余人，累計編制儲量報告１２０余份，申報儲量報告１００余份。工作時間緊、任務重，對開發(fā)儲量基礎數據的掌握程度要求高，關聯信息的完整性、數據的準確性均要保證。同時，開發(fā)儲量管理涉及油氣田企業(yè)多個層級和業(yè)務部門，是一項綜合性較強的業(yè)務，因此，開發(fā)儲量管理數字化系統(tǒng)的研發(fā)是非常必要的。

２" " " 西南油氣田開發(fā)儲量管理現狀與需求

２．１" "業(yè)務現狀

開發(fā)儲量管理，一方面包括探明儲量新增、復算、核算、結算、新增動用、可采儲量標定等工作，由公司內部評審，主要內容是由年度儲量工作計劃審查發(fā)布、儲量計算、儲量報告編制與評審。其中儲量新增是指分公司對股份公司年度部署安排的開發(fā)儲量計劃統(tǒng)籌考慮后，向各油氣礦單位下達儲量申報任務；各油氣礦單位根據資源落實程度上報申報計劃，經由勘探開發(fā)研究院所匯總、分公司氣田開發(fā)管理業(yè)務部門審查確認后，進行儲量申報工作任務的部署安排。

另一方面，是探明儲量申報評審，包括向自然資源部門油氣儲量評審辦公室申報、評審、備案等工作。申報環(huán)節(jié)包括申報材料的準備、審查，以及正式申報。對已建立的儲量申報區(qū)塊進行地質信息核實、地質評價、研究，做好儲量計算前期準備工作，按照規(guī)范計算石油天然氣儲量并編制報告；完成后由儲量申報單位提交氣田開發(fā)管理部門審查、公司儲量委員會審查、股份公司審查；審查通過后開展正式申報工作。評審環(huán)節(jié)包括評審材料的準備、審查與修改。報告編寫單位準備評審材料，由股份公司、自然資源部逐級審查，并由自然資源部下達相關批復和審查意見。評審資料經整改完善、審批通過后上傳自然資源部進行備案。［３－５］在探明儲量申報過程中，由于工作涉及單位多、資料種類多、數據量大、時間緊張等原因，每年通過集中辦公形式組建團隊，實現溝通交流的暢通和工作的協同，以此提升整體工作質量，保證開發(fā)儲量申報工作的順利完成。開發(fā)儲量管理工作內容、工作流及儲量狀態(tài)示意圖如圖1所示。

２．２" "存在問題

２．２．１" "傳統(tǒng)開發(fā)儲量管理模式效率低

目前，開發(fā)儲量管理業(yè)務主要采用電話、郵箱等傳統(tǒng)的信息傳遞方式進行工作，需要投入大量人力、物力，耗時較長，且信息傳遞緩慢，缺少統(tǒng)一標準，管理效率低；日常儲量數據管理及應用仍采用電子表格記錄、人工處理數據為主要手段，處理周期長，且以本地文檔存儲為主，儲量成果數據處于孤島狀態(tài)，無法實現儲量管理數據資料的共享協同、多部門多業(yè)務人員的流程協同，只能通過集中辦公的形式加強溝通提高效率；數據成果管理缺少系統(tǒng)性管理方式，難以實現成果的統(tǒng)一管理及成果共享。

２．２．２" "股份公司統(tǒng)建系統(tǒng)對分公司儲量業(yè)務針對性不強

目前，股份公司統(tǒng)建系統(tǒng)在分公司儲量業(yè)務管理業(yè)務流程方面覆蓋范圍有限，難以支撐開發(fā)儲量管理及應用要求。［３］股份公司油氣儲量信息管理與分析系統(tǒng)支持各分公司年度儲量的數據匯總、成果收集，同時對接國家儲量備案庫，但該系統(tǒng)的儲量單元、數據與分公司管理方式存在一定差異，在分公司應用層面普及率較低。

２．３" "業(yè)務需求

精細化管理：實現儲量單元數據動態(tài)管理，同時將傳統(tǒng)單一的儲量管理提升為儲量、礦權、油氣井、行政區(qū)劃、油氣礦等多要素相關聯輔助科研分析。［６］

業(yè)務流管理：建立標準規(guī)范的開發(fā)儲量業(yè)務流程，實現申報計劃及探明儲量申報評審過程進度追蹤、動態(tài)調整、成果存檔、過程追溯，大幅度提高工作效率及管理水平，形成油氣公司開發(fā)儲量業(yè)務的標準化工作流管理模式。

３" " " 系統(tǒng)設計

在油氣田數字化轉型的新背景下，基于業(yè)務現狀及需求，開展西南油氣田開發(fā)儲量管理系統(tǒng)設計，目前開發(fā)儲量管理工作具有明顯的程序性、周期性和標準化特點，因此，業(yè)務數字化轉型具備一定的基礎。

３．１" "設計原則

以儲量單元靜態(tài)管理為基礎，建立開發(fā)儲量管理專業(yè)數據庫；基于開發(fā)儲量業(yè)務的特殊性，開展多要素關聯設計，實現歷年儲量的動態(tài)化研究和管理；遵循開發(fā)儲量日常工作任務，建立開發(fā)儲量年度計劃管理和儲量申報評審備案管理線上審批流程，實現開發(fā)儲量全生命周期閉環(huán)管理。

本系統(tǒng)設計原則如下：

第一，系統(tǒng)便捷性。采用Ｂ／Ｓ端方式進行設計開發(fā)，在任何地方都可以進行操作而不用安裝任何專門的軟件，便于跨學科、跨地域、跨層級研究人員日常科研工作需要。

第二，數據標準化。建設開發(fā)儲量數據入庫標準，設置數據入庫校驗、字段必填項，促進開發(fā)儲量管理數據實現標準化。

第三，可擴展性。系統(tǒng)分層架構設計和模塊化設計，實現功能的可擴展性，使得模塊之間較少依賴或耦合，可以在需求變更時快速響應。

３．２" "總體架構

采用云平臺架構進行設計，以中國石油勘探開發(fā)夢想云平臺提供的統(tǒng)一數據湖和統(tǒng)一技術平臺為基礎，根據業(yè)務需求開展系統(tǒng)功能設計。開發(fā)儲量管理系統(tǒng)建設，總體架構（如圖２所示）采用分層設計的思路，劃分為以下四層。［７］

設施層：提供支撐數據庫與應用系統(tǒng)的基礎設施，包括所需的計算資源、存儲資源及網絡環(huán)境。系統(tǒng)基于中石油內網進行建設，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及保密性。

數據層：為整個平臺提供數據服務，包括開發(fā)儲量數據庫及其他專題數據庫，業(yè)務數據和非業(yè)務數據庫。

平臺層：為系統(tǒng)開發(fā)提供中臺服務，包括業(yè)務中臺、數據中臺和技術中臺。

應用層：為系統(tǒng)主要應用功能。

３．３" "技術架構

基于中國石油勘探開發(fā)夢想云平臺提供ＰａａＳ技術架構，采用統(tǒng)一開發(fā)平臺，提供了包含基礎底臺和服務中臺在內的技術平臺，形成“模塊化、迭代式”敏捷開發(fā)模式，以微服務的形式進行應用部署，實現開發(fā)儲量管理服務的標準化封裝，形成統(tǒng)一的服務中臺調用接口，保證了業(yè)務系統(tǒng)具有強大的應用集成擴展能力（如圖３所示）。［８］

３．４" "數據架構

根據開發(fā)儲量業(yè)務和應用需求開展數據標準建設，以中國石油勘探與生產基礎數據模型（ＥＰＤＭ）標準為基礎進行擴展，開發(fā)儲量管理系統(tǒng)數據架構（如圖４所示）以數據湖為數據采集層，獲取基礎數據、歷史數據、其他儲量相關數據等為開發(fā)儲量研究提供必要的數據支撐，基于研究過程沉淀形成開發(fā)儲量成果數據，從而支撐開發(fā)儲量業(yè)務應用。

３．５" "數據模型設計

西南油氣田開發(fā)儲量數據庫設計遵循中國石油勘探與生產基礎數據模型（ＥＰＤＭ）進行設計，針對開發(fā)儲量業(yè)務庫類別梳理，分出以下四類數據范圍，數據流設計見圖５。

主數據：統(tǒng)一從數據湖發(fā)布服務的數據。

共享數據：開發(fā)儲量業(yè)務過程產生的成果數據，進入數據湖。

引用數據：開發(fā)儲量業(yè)務過程所需要的專業(yè)數據，從數據湖獲取。

私有數據：歷史數據的治理與加載，在開發(fā)儲量業(yè)務中的過程數據。

開發(fā)儲量業(yè)務主要圍繞計算單元，因此，數據庫設計以計算單元為主數據。該主數據包括能源類型、油氣田、區(qū)塊、計算單元、開發(fā)單元、行政區(qū)劃、構造單元、層位等幾大類共性數據信息（見圖6）。開發(fā)單元按照天然氣、頁巖氣、石油三大能源類型進行劃分，計算單元通過與不同能源類型業(yè)務數據進行關聯，包括計算方法、地質儲量、技術可采、經濟可采、孔隙度、滲透率、試油井等，與開發(fā)單元建立一對多從屬關系，支撐開發(fā)單元從新增、拆分、合并到核銷的全生命周期聯動。

系統(tǒng)共設計２０余類數據模型表支撐系統(tǒng)開發(fā)，制定開發(fā)儲量邏輯規(guī)則，能夠追溯不同年度、各種類型儲量的歷史變化，滿足新增探明儲量、復算、核算、結算、新增動用、可采儲量標定，實現成果數據入庫、管理及應用，實現多源數據的統(tǒng)一管理，支持各類數據庫間互聯互通，消除數據孤島，實現開發(fā)儲量數據共享［９］。

３．６" "功能模塊設計

模塊設計將儲量業(yè)務與信息化全面融合，實現儲量成果管理數字化、業(yè)務流程標準化、儲量成果共享化，旨在提升儲量指揮決策效率，形成新一代儲量管理模式。主要包括開發(fā)儲量管理、儲量綜合應用、工作流程等三大模塊。

３．６．１" "開發(fā)儲量管理

為公司氣田開發(fā)管理部門、勘探開發(fā)研究院所、各油氣礦單位提供統(tǒng)一的儲量單元成果入庫、管理及展示界面，包含新增探明儲量、可采儲量標定、復（核）算、結算等數據，實現開發(fā)儲量各類原始數據、成果數據的統(tǒng)一管理。

從企業(yè)級數據生態(tài)角度考慮，設計對開發(fā)儲量業(yè)務輸入、輸出數據類別進行梳理，分出計算單元、開發(fā)單元，標定單元三類數據清單。結合儲量備案、開發(fā)方案、生產動態(tài)業(yè)務需求，設計以儲量單元為實體，以計算單元為最小單元進行入庫及管理，通過計算單元與開發(fā)儲量單元進行關聯，支持探明儲量新增、復（核）算、結算、可采儲量標定等數據的校驗、入庫、維護。同時建立儲量單元與礦權、井口、報告文檔等關聯，其中井口通過與油氣水井生產數據管理系統(tǒng)（Ａ２）中油氣水井數據建立關系，以井口、產層作為橋梁，建立儲量與產量關系，實現儲量業(yè)務多要素相關性分析。開發(fā)儲量數據作為企業(yè)的核心資產，能夠為企業(yè)重要決策提供強有力的支撐依據。

３．６．２" "儲量綜合應用

基于開發(fā)儲量各類數據入庫成果進行的綜合應用，主要功能設計實現探明儲量新增、復算、核算、結算、可采儲量標定新區(qū)、老區(qū)標定數據關聯生成年度累計儲量，支持按單元、層位、開發(fā)狀態(tài)、油藏類型、儲量類型、上報年度、統(tǒng)計年度篩選，儲量成果批量輸出、數據成果維護，科研人員的日常搜索、查詢、篩選等綜合應用；根據日常業(yè)務統(tǒng)計需要，支持按照行政區(qū)、礦權、油氣礦單位等條件進行儲量單元的拆分，支持不同場景的業(yè)務應用，同時將儲量與礦權、儲量與報告、附圖附表進行關聯，實現儲量、礦權、井口，儲量結構化與非結構化的全方面關聯服務，大幅提升儲量綜合應用能力。［１０］

３．６．３" "工作流程

根據開發(fā)儲量工作內容的整理，系統(tǒng)設計包含年度儲量計劃申報和儲量申報評審備案兩項工作流程，實現全流程跟蹤（圖7）。

年度儲量計劃申報功能設計包括計劃下發(fā)、計劃填報、計劃審查、年度計劃匯總和機關審查。由氣田開發(fā)管理部門下發(fā)年度申報任務，油氣礦儲量管理人員根據單位實際情況填報申報計劃，由油氣礦儲量主管領導審查、勘探開發(fā)研究院所匯總審查、氣田開發(fā)管理部門初審、機關領導終審，并對審查完成的年度計劃進行最終批次及申報時間確認。實現石油、天然氣、頁巖氣年度工作計劃申報，基于年度計劃申報情況進行決策，形成分公司年度儲量申報計劃部署安排表。

儲量申報評審備案功能設計包括儲量報告提交、儲量報告審查、申報材料提交、國家備案評審、國家儲量備案。該功能實現與申報計劃相關聯，各負責單位依據申報計劃編制儲量報后進行提交審查，經由分公司專家小組，分公司儲量管理委員會、股份公司三級審查，給予審查結論、審查說明及附件。申報材料提交時，支持一鍵生成備案材料，提高申報過程申報材料編制效率。對自然資源部儲量評審完成后，取得儲量備案證明，完成儲量管理工作的全部流程。實現儲量申報各環(huán)節(jié)的歸檔留痕，滿足申報計劃動態(tài)調整、儲量工作流程全過程可追溯的業(yè)務需求。［１０］

４" " " 應用效果

４．１" "提高開發(fā)儲量數據質量，筑牢數字化轉型基石

系統(tǒng)現已應用于西南油氣田公司機關和勘探開發(fā)院所、油氣礦單位等各二級單位，取得了較好的應用效果。目前已經完成石油、天然氣、頁巖氣三大能源類型多年共計１００多個油氣田儲量單元，細分為１０ ０００多個計算單元數據的入庫工作，經驗證數據無誤且結果可靠（如圖８所示）；建立了儲量與產量、礦權、油氣礦的關系，以往由各個油氣礦梳理及核查需要幾個月，現在通過系統(tǒng)進行操作幾天內可以完成；以往需要集中辦公進行開發(fā)儲量申報工作，現在通過系統(tǒng)在線處理即可完成，極大地提升了工作效率。開發(fā)儲量管理系統(tǒng)建設在西南油氣田公司得到了廣泛應用，有力提升了增儲、增產、增效決策能力。

４．２" "構建開發(fā)儲量管理新機制，開創(chuàng)油氣開發(fā)儲量新局面

通過西南油氣田開發(fā)儲量管理系統(tǒng)開發(fā)及應用，公司開啟開發(fā)儲量業(yè)務新時代管理模式，在儲量單元靜態(tài)管理的基礎上，注重歷年儲量的動態(tài)研究和管理，提升儲量數據質量與可靠性，實現了開發(fā)儲量成果管理、業(yè)務綜合應用、工作流程全生命周期管理，基于開發(fā)儲量管理系統(tǒng)提供跨學科、跨地域、跨層級、多場景綜合應用，同時，建立標準化工作流大幅提升開發(fā)儲量申報工作效率，能夠充分掌握儲量家底，支撐重大決策，達到勘探、開發(fā)、生產緊密結合的效果。

５" " " 結束語

西南油氣田開發(fā)儲量管理系統(tǒng)開創(chuàng)了開發(fā)儲量與油氣井、產量、礦權、行政區(qū)劃、油氣礦多要素管理的先例，將業(yè)務與信息技術相融合，大幅提升了工作效率、降低了人工成本，優(yōu)化了開發(fā)儲量業(yè)務管理。該系統(tǒng)應用推動了公司開發(fā)儲量業(yè)務管理的數字化轉型，為實現開發(fā)儲量管理提供了一種新思路以及可借鑒的實踐方法，在油氣開發(fā)儲量管理方面起到了很好的示范作用。

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