基于組態軟件的油田開發信息管理系統構建

計曉琳

摘要：提出基于組態軟件的油田開發信息管理系統構建方法，首先根據組態軟件對油田開發數據進行挖掘，并對數據流的特征進行分析，以此確保油田開發信息管理系統的穩定性，其次在數據挖掘的基礎上完善油田開發信息的完整性，根據以上分析結果以及信息管理原則構建油田開發信息管理系統。該系統共分為五大模塊，分別是石油開發工程管理模塊、動態信息管理模塊、監理資料管理模塊、管理控制模塊以及系統管理模塊，分別闡述每種模塊的作用以及其中的子模塊，最終實現油田開發信息管理。實驗結果表明，所提方法的信息完整度高且管理所需時間短。

關鍵詞：組態軟件；油田開發；信息管理；系統設計；模塊化

一、前言

自從我國加入世貿組織后，國內能源市場的競爭變得十分激烈，國內大多企業需要盡可能適應目前市場的變化，并對變化做出相應措施[1]。油田企業不僅僅要提升自身的原油產量，還需要加強生產管理自動化能力，以此加強競爭力的手段，隨著油田規模的不斷加大，原始的信息管理方法已經不足以滿足經營規模的擴張，工作人員在工作過程中無法及時獲取所需油田開發信息，因此無法對業務擴張進行及時調整，為了進一步加強油田開發信息管理能力，應規范油田開發信息管理，在降低項目管理成本的同時增強企業競爭力。

二、基于組態軟件的油田開發信息管理數據挖掘

組態軟件的主要作用就是對數據進行采集以及對數據采集進行控制，利用計算機對石油開發進行數據采集以及生產控制等，因組態軟件功能廣泛且強大，該軟件的主要功能如圖1所示。

根據上述軟件利用通過數據挖掘方法對油田開發信息數據流的特征進行分析，可以更好地構建出信息管理系統，保證信息管理系統的運行穩定性[2]，首先對油田開發的資源分布進行詳細分析[3]。

根據數據資源分布構建油田開發信息查詢資源分布屬性集合i，則油田開發信息管理中各個屬性的關聯映射之間的聯系要求為：

（1）

式中，代表關聯映射參數，Q代表油田開發信息資源，n代表樣本數據數量。

基于各個油田開發中每種資源屬性之間的差異，需要對樣本數據進行種類劃分[4]，若油田開發的全部資源共有n個樣本，則樣本的自相關統計量s（t）表達式為：

（2）

式中，amn代表各個油田開發信息資源查詢的分布樣本集，gmn（t）代表各個油田開發全部數據的平均值，n（t） 代表各個油田開發信息管理特征的影響因素。

假設油田開發信息數據檢索的關聯映射有Φ：M→R2d+1，則各個油田開發信息種類集合的最優特征量要求為：

（3）

式中，Fj代表最優特征量，Xij代表樣本數據集。

建立油田開發信息管理的數據特征信息流過程中可以使用邊緣融合以及特征分解的方式進行特征向量的構建，則重構后的特征量迭代xi（k+1） 表達式為：

（4）

式中，ω代表特征向量的權重，ani代表信息資源數據流。

基于油田開發用戶所查找信息的不同，得出油田開發信息管理的離散度矩陣，其表達式為：

（5）

式中，Sb代表油田開發信息管理的離散度矩陣，m→=∑c（i=1）pi →m代表信息資源的整體均值。

對檢測詞語語義進行匹配，從而完成油田開發信息的分布式挖掘。

在數據融合以及信息特征聚類的方式下對油田開發信息管理系統進行設計，首先生成油田開發信息管理的語義特征集合，其表達式為：

（6）

式中，J（X→j ）代表各個油田開發信息語義特征，λj代表語義特征匹配的相關參數，yj代表各個油田開發信息分布區域簇中心的間距。

根據間距yj生成油田開發信息的數據資源分布向量，其表達式為：

W=[y1，y2，…，yd ] （7）

式中，W代表數據資源分布向量，yd代表向量的子集，d代表特征向量的維度。

在邊緣融合與特征分解的幫助下對挖掘出的數據進行降維處理，完成降維處理后的特征向量模型表達式為：

maxF （X）=（F1（X），F2（X），…，Fn（X）

s.t? gj （X）≤0 （8）

hk （X）=0

并通過短時Fourier變換法對上式進行聚焦，完成油田開發信息管理所需的數據挖掘，基于以上計算結果，以時間開銷等為條件構建約束函數，進而加強油田開發信息管理能力，則每種約束條件的表達式為：

（9）

式中，Racall（X，Y）代表數據挖掘的查準率，Cverload（X，Y）代表數據挖掘結果的召回率，Time（X，Y）代表數據挖掘所需的時間，P（X）和P（Y）均代表數據挖掘結果特征聚類的融合概率密度，P（X∩Y）代表油田開發信息融合的較差分布概念集合，（X，Y）代表各個信息管理的特征向量集合。

三、油田開發信息管理設計

根據油田開發的需求和實地考查將油田開發信息管理分為五大模塊，分別是石油開發工程管理模塊、動態信息管理模塊、監理資料管理模塊、管理控制模塊以及系統管理模塊，并詳細對各個模塊的功能進行介紹[5]。

（一）石油開發工程管理模塊

該模塊的主要作用是對石油工程的名稱等基礎信息實施統一的管理以及維護，同時對石油開發相關信息進行實時記錄以及上傳等，此模塊一共包含六個模塊，分別是工程項目信息錄入模塊、工程項目信息查詢模塊、單位工程信息維護模塊、工程項目信息統計分析模塊、項目組織模塊、項目監理任務模塊。

1.工程項目信息錄入模塊

其主要作用是設定項目的開工日期等，并對后續進行維護，完成項目后進行審批和監理任務分配。

2.工程項目信息查詢模塊

該模塊的主要功能是對項目以及項目匯總進行查詢，獲取工作人員所需資料。

3.單位工程信息維護模塊

此模塊的功能是將工程信息維護到系統中，降低維護難度，突出監理重點。

4.工程項目信息統計分析模塊

對石油開發工程的全部數據實施統計、分析、處理，依據分析結果對可能以及已經出現的問題實施預防和處理。

5.項目組織模塊

其功能是對信息管理人員的分配和分工，并對相關人員進行審核。

6.項目監理任務模塊

將監理任務進行劃分和分配，并判定任務的時間是否需要延長。

（二）動態信息管理模塊

此模塊的主要功能是對石油開發信息的基礎信息進行管理和維護、處理，將信息進行自動化備份處理，并對基本信息進行實時更新，其中包含人員以及車輛的信息管理，下面分別進行介紹。

1.人員基礎信息維護模塊：對信息管理人員的相關信息進行管理，即完善工作人員的證件等信息。

2.交通基礎信息維護：對油田開發使用的車輛進行監管，詳細記錄使用的起始時間以及使用的時間長短。

（三）監理資料管理模塊

此模塊的主要功能是對油田開發信息的統一管理，可以對油田開發信息進行記錄、上傳、審核以及修改等，此模塊包含石油開發管理過程資料管理以及石油開發竣工等其他資料管理，其功能介紹如下。

1.石油開發管理過程資料管理，可以實現移動端管理及維護。

2.石油開發竣工等其他資料管理，主要作用是將項目竣工文件信息錄入，同時查詢竣工文件資料詳情和上傳時間等，并判斷資料是否合規、監理工作是否存在風險、資料是否按規定時間上傳等內容。

（四）管理控制模塊

此模塊的主要作用是根據歷史石油開發資料模板監測工程質量，對工程可能存在的問題進行整改，并對施工進程進行實時跟蹤和定位，最終匯總出工程項目監理日志。此模塊包含質量控制、進度控制、投資控制、HSE管理4個功能模塊。

1.質量控制模塊

此模塊將平臺和互聯網進行聯合并開展協同工作，將工程中出現的問題信息以及整改處理情況信息及時報訊，并針對出現的問題召開專題會議等。

2.進度控制模塊

將油田開發的施工進度及時利用移動終端上傳文字、照片等資料，并可以實時查詢施工的進度。

3.投資控制模塊

該模塊的主要作用是將電子簽名加至電子文件上，并對現場進行見證以及審核技術措施等。

4.HSE管理模塊

該模塊是監控油田開發的安全問題并自動匯總監理日志，其主要功能是對方案審核以及現場檢查。

（五）系統管理模塊

系統管理模塊包括工作流配置模塊、參數配置模塊、日志管理模塊、機構管理模塊、角色管理模塊、用戶管理模塊、用戶權限模塊、常用菜單模塊。

1.工作流配置模塊：對石油開發工程的流程進行設定以及干預。

2.參數配置模塊：對石油開發的常用字典以及文檔類型進行配置。

3.日志管理模塊：對系統登錄等信息進行統計和導出。

4.機構管理模塊：對石油開發信息進行適當增加和刪除處理。

5.角色管理模塊：對工作人員權限進行修改和授權。

6.用戶管理模塊：對用戶角色進行新建、修改以及刪除處理。

7.用戶權限模塊：管理用戶所擁有的機構權限。

8.常用菜單模塊：通過超級鏈接方式，將用戶常用網站、菜單添加到首頁。

四、實驗結果與分析

為了驗證基于組態軟件的油田開發信息管理系統構建方法的整體有效性，針對所提方法進行一系列相關測試，根據實驗結果詳細論證所提方法對油田開發信息的管理能力。

（一）信息完整度

石油是人們生活和經濟賴以生存的基本條件之一，隨著人們生活質量的提高，對能源的需求也逐步上漲，因此油田開發數據量也呈指數級上漲。在海量數據前，保證數據的完整度是極為不易的，信息量的完整是確保油田安全開發的重要指標，為了驗證所提方法對油田開發信息管理的實際能力，隨機選取一組油田開發區域，對其五個月內的信息完整度進行測試，將所提方法下的信息提取完整度與原始信息提取完整度進行對比，根據實驗結果說明所提方法的信息管理能力，實驗結果如圖3所示。

實驗結果表明所提方法下的油田信息完整度較原始情況有很大提升，且多方法下的信息完整度基本在95%以上，其中一部分的信息完整度已經到達100%，數據顯示，所提方法的信息管理能力較強。

（二）信息管理所需時間

油田開發的信息管理不僅僅要保證完整度，在保證管理精度的同時也要確保管理時效，在上述實驗環境下，隨機選取10組不同的油田開發區域，分別將其設置為樣本1至樣本10，假設原始方法和所提方法的信息管理精度以及完整性等均一致，僅僅比較兩種方法對信息管理所需時間，從而進一步驗證所提方法的有效性，實驗結果如表1所示。

根據實驗結果可知，在任何樣本下，所提方法對信息管理所需的時間均遠遠小于原始所需時間，且大部分實驗對象對信息管理所需時間均小于3秒，即說明所提方法的信息管理能力較強。

五、結語

在能源需求擴大的背景下，石油開發信息的信息量劇增，為了有效加強石油開發信息的信息檢索以及資源共享能力，需要對石油開發信息進行管理，即構建信息管理系統，為此提出基于組態軟件的油田開發信息管理系統構建方法，通過對石油開發信息模塊化，有效管理石油開發信息較為分散的信息，通過實驗驗證所提方法的能力，這種信息管理方式不僅降低人工成本也加強工作效率，但石油開發信息化管理仍在發展和實踐階段，會出現部分不可控的問題，需要進一步更新和研究信息化管理方法，從而促進信息管理平臺更加完善。

參考文獻

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作者單位：大慶油田有限責任公司第六采油廠工藝研究所

責任編輯：張津平