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一、前言
油田的勘探開發和生產系統是在油田生產的自動化和信息化兩者相互結合下的產物,因此,在針對油田勘探生產一體化信息系統設計過程中,先是需要融合大數據技術、互聯網技術以及云計算技術等構建先進的計算機網絡系統,接著利用先進且能夠實時檢測和自動控制的設備,對油田的情況以及油氣井的生產數據,進行監控和管理。油田勘探生產一體化信息系統的實現,還需要建立在龐大的業務模型數據庫上,集合勘探開發、單多井動態分析以及油藏評估及數值模擬等,對油田的勘探部署、井位論證及生產開發等實施科學合理的評估,最后結合切實的依據,既可以有效提高油田的采收率,還能夠提高對油田的經營和管理。
二、油田勘探生產一體化信息系統設計的思路
(一)設計思路
在進行油田勘探生產一體化系統設計過程中,既要遵循平臺化設計和開發建設思路,還要對現有的系統集成,業務流程以及功能的實現、不同用戶業務的需求配置等方面為切入點進行信息系統設計,只有這樣才能夠使得設計出來的油田勘探生產一體化系統能夠滿足工作的需求。盡管,現階段油田勘探生產信息系統尚未擁有一個統一的平臺。但是,當前新形勢下油田的勘探生產必須要以信息化的方式,實現對油田勘探數據的整合,建立一體化信息系統,這樣才能夠有效提高油田勘探和生產的整體效率。同時,油田勘探生產一體化系統,還能夠充分地滿足不同層級、不同業務以及不同崗位的業務需求。并且,在同一個系統中還能夠充分實現勘探生產管理和科研支撐等不同層級的協同應用[1]。
(二)系統功能分析
首先,勘探生產一體化信息系統設計從其功能當面來看,需要具備數據采集與監控子系統、油田分析子系統、層次分析幾系統以及安全生產預警子系統等四種功能。其次,數據采集和監控功能,主要是對油田的進行采集和監控,同時還對存在異常的設備數據進行及時的護理。比如說自動手機,生產設備實時監控及自動預警等方面。從油田分析功能方面來看,主要是對系統中每個生產單元的運行情況進行分析和優化。從層次分析功能等方面來看,該部分由基礎的數據管理,地質圖管理和動態分析動模塊構成,主要實現對油田地質的調查,油田勘探、油田開發規劃以及生產等方面的數據管理和傳遞。最后,由任務管理、遠程控制級安全管理等模塊組成的安全生產預警系統,主要用來采集和分析油田的情況,并對生產風險做出相應的預警[2]。
三、系統設計
(一)勘探生產系統設計
研究以SOA架構為標準,結合油田勘探生產一體化信息建設的需求進行分析,搭建能夠完全覆蓋油田勘探過程的勘探生產一體化系統,從而使得礦權管理、勘探規劃計劃、年度部署管理、勘探項目設計以及勘探項目管理、探井生產和物探生產管理等業務流程的需求得以實現。并且,只有充分地滿足不同專業業務的協同、數據集成以及管理的需求,才能夠進一步推動傳統業務模式向信息化、一體化及網絡化運行管理模式的方向轉變,從而提高油田企業的決策能力。
(二)總體業務架構
油田勘探生產一體化信息系統設計的目的是在油田企業建立起相應規范、高效業務流程管理體系上。以技術驅動油田勘探生產業務的創新,從而建立起能夠覆蓋油田的生產操作、技術支持以及生產組織和決策管理等不同的組織結構等,結合各項業務(如,礦權儲量、物探生產、探井生產等)與數據、崗位和引用等深度的融合,從而打造出相應的油田勘探生產業務一體化的管理模式[3]。具體見圖1。
四、總體架構設計
油田勘探生產一體化信息系統的總體架構設計,是嚴格按照并遵循SOA設計理念,以數據管理、技術實現、綜合應用及界面定制等多個角度進行分析研究所設計而成的。整個系統的架構主要由4層,數據層、集成服務層以及應用層和展示訪問層等。
(一)數據層
當前,油田地質油藏、物探、鉆井、測井、井下作業、試油以及分析化驗等不同的研究數據和油田勘探生產之間有相應的聯系。并且,均是存儲在不同的系統之中,由各個不同的系統對其相應的數據進行管理、存儲和采集。而油田勘探生產一體化系統中的數據層,則是通過將不同系統中的專業數據看作數據源,并在現有的系統數據基礎上,實現對勘探生產管理數據的集成管理[4]。
(二)集成層
該層級,通過以數據服務總線,實現了對數據的統一訪問。而所搭建的集成服務需要在安全管理模式下,此案能夠使得用戶獲得相應的權限,借助,利用總線向系統自身或者其他系統提供相應的集成服務和調用。不過,在利用集成服務實現對平臺系統的統一訪問時,可以和其他服務系統類似,利用能夠利用的集成技術、界面組件技術等先進的技術,實現不同應用之間的靈活組合,以此促進信息系統的安全性和效率。得到提升。
(三)應用層
該層級主要由功能層、業務流程層以及應用場景等三部分組成。具體業務流程見圖2所示。首先,功能層實現了油田勘探生產等業務流程的流轉,以及礦權、儲量、物探以及探井等方面的管理與統計等功能。同時,該層級功能實現了任務計劃的下達、接受以及成果審批和歸檔。其次,業務流程層級,在線實現了礦權、油田勘探規劃機關、勘探項目以及物探生產、探井生產等多個業務的應用。最后,不同的用戶在系統上的業務流程節點是不同的,所以其配置的應用功能同樣也是不同的。這樣既可以實現不同用戶的油田勘探生產的綜合管理,生產操作以及生產監督[5]。
(四)展示層
該層主要,包含了個人應用,大屏展示以及移動應用等方面的功能。不過,可以結合不同用戶的實際情況需求,定制相應的展示方式。同時,在油田勘探生態過程中展示時,所以個人桌面電腦應用為主,,也可以結合特定的用戶角色,將相應的業務流程和信息及時的推送到相應的一端。
(五)以流程為核心的關鍵業務活動的梳理
此外,油田勘探生產一體化信息系統的設計去目的是為了能夠更好地促使在油田的勘探生產過程中,實現業務的應用與信息化等方面的需求。這樣一來就能夠借助信息化來滿足對油田勘探生產業務的管理。并且,由于油田勘探生產業務流程,是結合不同層級的組織部門或其他單位公共圍繞著一個項業務,從而建立其相應的信息傳遞管理,并之處該項目的業完整完成。其油田勘探生產一體化業務流程見圖3所示。
五、系統的關鍵技術模塊與實現
(一)業務集成和發布模塊
在該信息系統中,以WCF搭建服務平臺,如果業務邏輯得到開發,就能夠將服務信息,如服務地址、用戶名等信息存儲到服務數據庫當中。同時,還能夠實現服務方面的兼容。而用戶通過想要選擇相應的服務后可以通過調用界面接受相應的服務信息。最后結合交易的名稱,實現該業務的處理。同時,在面對服務開發的過程中可以提高系統的接口,擴展服務地址和業務邏輯,并且不會對系統的正常運行造成影響。但是如果在勘探生產一體化信息系統中,增添新的業務邏輯系統時,就需要有效避免傳統系統的不足。以單一的方式來管理所有服務,這樣一來就能夠有效避免資源的浪費[6]。
(二)數據集成與共享模塊
油田勘探生產一體化信息系統,作為一個集成應用平臺,不僅具備了正式系統的訪問功能,還具備了非正式系統的更新和開發等模塊。而該信息系統的任務就是對所有數據資源的保存和信息方面的交換。因此,當系統使用相應的輔助數據程序時,可以通過創建不同系統數據結構,在源系統的工作下,完成和新系統的集成。比如說表面工程和地層工程的集成。而傳輸通道的建立,可以輸的用戶在透明的復方,對油田油井的生產數據、站點以及場所進行訪問,最后,對相應的數據進行收集。并且,在信息系統設計過程中,還具備了中間件的數據集成與共享技術。所以,由此可見油田勘探生產一體化信息系統的構建,能夠利用數據集成及信息共享技術,實現對油田的勘探生產管理工作進行更好的管理,如圖4所示。
(三)展示與信息處理模塊
利用Web?GIS技術在油田勘探生產過程中,可以構建一個全面可視化的信息平臺,其中補給你包含了對 各種狀態的監視數據,以及對不同設備運行狀態參數和性能等方面的分析。并集成了對單元的運行和各種設備載體石油的生產圖形和視覺等監控。
(四)信息可視化集成模塊
該模塊的設計,主要是以油藏為研究作為中心,結合相應的數據為基礎進行假設、決策從而認識并修正油藏模型的一個過程。簡單來說就是,將相應的數據加工成信息,最后在結合不同的信息得出結論。但受不同信息、不同角度等方面的光影像,從而反映出業務的問題。而信息量如果越大,認識的就越清楚,因此最后決策的結果也更加可靠。所以,信息系統中的可視化模塊,就是將地下油藏的相關數據和信息通過描述直觀的展示給專業工作人員。不過,油藏信息可視化模塊分為兩個方面,一個方面是對油藏勘探開發過程中的各個階段信息的進程展示,從而滿足勘探生產一體化研究的需求,方便信息的查詢。另一方面,通過不同組合模式和主線分級的展現出相應的信息,從而為專業人員的研究提供所需的信息。實踐證明,每個業務階段所相對應的信息,需要按照相應的需求進行展示,才能夠實現[7]。
(五)自主優化模塊
該模塊,利用專業的油藏知識和固有的算法結合大數據技術、云計算技術,從而構成智能化油田勘探生產信息系統,并結合相應的技術,實現了對油田生產動態清理的監測和預警、數據處理以及生產分析和自動閉環運行等方面的優化,并為油藏精細化管理和油田的勘探開采分析提供相應的決策支持。
六、未來油田的勘探開發與生產信息化構建方面的建議
現階段,油田勘察生產過程中依然存在些許問題,而勘探生產一體化信息系統的建設,其最終目的就是為了開展油藏的開發。因此,對未來油田勘探生產信息化構建提出以下幾點建議:
(一)設置任務模塊
首先,任務模塊的設置,需要能夠充分地滿足當前油田勘探生產等方面的需求,同時還需要確保信息系統的建設具有靈活性。其次,要加強對數據中心的信息集成應用進行完善,在滿足油田勘探與生產的總體規劃和演示需求下,對相應的業務主體進行開發。建立了一個基于模塊和應用系統集成的集成平臺基礎設施,利用統一的數據、算法與用戶,對數據質量的控制進行全面的改善,只有這樣才能夠實現所用系統的統一管理。
(二)信息采集和監測平臺
油田勘探生產一體化信息系統的實現,首先在于對油田數據的實時采集和監測。因此,可以利用以現代信息技術為基礎的大數據技術,對油田的勘探和生產等方面的數據進行分析、收集和整理、歸納等相應的數據進行數據庫構建。同時,由于大數據技術和常規的數據分析方法不同,大數據技術主要通過數據分析方式、數據結構以及信息量等方面的優點,從海量的信息中發現隱藏的信息,從而為油田勘探生產提供相應的依據和思路,從而有效地降低了油田勘探生產一體化信息系統設計的難度,并促進了其工作效率和安全性得到提高[8]。
(三)油田勘探生產一體化信息系統與決策環境
首先,在系統的研究過程中,還需要做到一體化油井井位設計、井網部署,而不是通過業務專家的交流和思維碰撞,來簡單的實現油田勘探生產一體化信息系統的建立。雖然利用傳統PPT的模式展示,會導致相應的信息受到限制。但由此也說明了談論和決策環境的建立,是構建油田勘探生產一體化的基礎。因此,還可以與油藏信息可視化模塊進行有效結合,從而設計出相應的信息展示模式,促使討論與決策環境得到建立。不過,鑒于油田勘探生產一體化信息的多變性,在進行系統構建時,還需要結合實際的需求,對每個流程和階段進行討論與驗證,只有這樣才能夠使得構建出來的系統更好地應用到油田的勘探與生產當中。七、結語綜上所述,油田向信息化及數字化方面的發展是必然的,因此在油田的勘探和生產過程中應用先進的技術,構建油田勘探生產一體化信息系統的設計在試運行的過程中已經取得了良好地效果。同時,實踐證明該系統在應用過程中及有效降低了生產成本,還為生產提供了科學的指導,提高了石油企業的經濟效益,進而該系統的應用更加有利于油田智能化的實現。
參考文獻
[1]章浩炯,屈勝元,代強.智能化油田勘探系統[J].山東化工,2021,50(8):153-154,157.
[2]匡立春,劉合,任義麗,等.人工智能在石油勘探開發領域的應用現狀與發展趨勢[J].石油勘探與開發,2021,48(1):1-11.
[3]安創鋒.關于油田智能化生產運行管理系統的設計與實現[J].數碼設計(上),2021,10(4):188-189.
[4]吳鈞,于曉紅,王權,等.松遼盆地古龍頁巖油勘探開發全息智能生態系統設計與開發[J].大慶石油地質與開發,2021,40(5):181-190.
作者:胡瀟文 武瑛 宿建春 伍文英 單位:中國石油新疆油田分公司風城油田作業區