勘探井位部署論證輔助決策支持系統(tǒng)研究與應(yīng)用

龍飛

（中國石化中原油田分公司信息中心，河南 濮陽 457001）

勘探井位部署論證輔助決策支持系統(tǒng)研究與應(yīng)用

龍飛

（中國石化中原油田分公司信息中心，河南 濮陽 457001）

結(jié)合中原油田信息化建設(shè)實(shí)際，闡述了構(gòu)建勘探井位部署論證輔助決策支持系統(tǒng)的重要性，并對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，通過各種勘探地質(zhì)成果的快速集成，將油氣藏相關(guān)多學(xué)科信息多屏聯(lián)動、可視化綜合展示，可實(shí)現(xiàn)勘探工作流程規(guī)范化、管理手段智能化、勘探?jīng)Q策科學(xué)化。應(yīng)用實(shí)踐證明，通過將地質(zhì)綜合研究與勘探生產(chǎn)相結(jié)合，井位部署更加準(zhǔn)確，大大提高了勘探工作效率。

勘探；井位部署；決策支持；可視化；一體化

0 引言

油氣勘探開發(fā)的井位部署，決定了勘探的成敗和效益，對井位部署進(jìn)行科學(xué)論證，是油田增儲上產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

中原油田經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，積累了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和寶貴的研究成果，但傳統(tǒng)的井位部署論證決策模式，以紙質(zhì)資料和掛圖匯報(bào)為主，這種模式越來越不適應(yīng)當(dāng)前的勘探形勢和精細(xì)化勘探的需要。比如，研究階段的資料準(zhǔn)備、搜集、整理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，現(xiàn)場論證時(shí)，研究人員使用的各類圖件無法充分展示其研究成果，且這些成果的保存與共享問題難以解決，管理人員無法及時(shí)掌握、監(jiān)管各項(xiàng)目詳細(xì)進(jìn)展等等［1-4］，由此往往造成同一口井多次論證，效率低下。

隨著石油勘探開發(fā)難度的不斷加大，多學(xué)科地質(zhì)研究信息共享與多部門協(xié)同工作已成為勘探井位部署論證的必然要求［5-8］?；谙冗M(jìn)的勘探開發(fā)數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用技術(shù)構(gòu)建勘探輔助決策支持系統(tǒng)，將有助于地質(zhì)綜合研究與勘探生產(chǎn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目研究的數(shù)據(jù)支持與成果資料的管理共享，提高項(xiàng)目的管理水平及工作效率，為決策人員提供準(zhǔn)確可靠的決策依據(jù)，降低決策風(fēng)險(xiǎn)，提高勘探?jīng)Q策水平［1-4］。

中原油田經(jīng)過多年持續(xù)的信息化建設(shè)，在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理、專業(yè)應(yīng)用等方面已卓有成效；勘探開發(fā)一體化源頭數(shù)據(jù)采集建設(shè)工作全面展開，初步實(shí)現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)的集中管理，數(shù)據(jù)的“齊、全、準(zhǔn)”程度大幅提高；已經(jīng)具備以衛(wèi)星遙感為核心的空間地理信息數(shù)據(jù)；專業(yè)應(yīng)用軟件配套，基本覆蓋勘探、開發(fā)綜合研究各個(gè)領(lǐng)域，為勘探?jīng)Q策支持系統(tǒng)的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（1）：49-52.

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

中原油田勘探井位部署論證輔助決策支持系統(tǒng)，是在勘探開發(fā)數(shù)據(jù)中心建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)上，基于已建成的三維GIS平臺，通過規(guī)范成果數(shù)據(jù)的提交與存檔建立的，其目的是為綜合研究、井位論證和生產(chǎn)管理提供服務(wù)。

如圖1所示，系統(tǒng)在SOA架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用插件管理和組件化技術(shù)，設(shè)計(jì)出企業(yè)勘探信息集成應(yīng)用框架，構(gòu)建出穩(wěn)定可靠、易于擴(kuò)展的軟件系統(tǒng)，以不斷滿足勘探綜合研究、井位部署和生產(chǎn)管理的應(yīng)用需求。

圖1 系統(tǒng)總體框架

1.1 數(shù)據(jù)組織和管理

結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)流程，制定了數(shù)據(jù)規(guī)范，建立了井位部署項(xiàng)目庫。其主要內(nèi)容包括：勘探主題相關(guān)數(shù)據(jù)，探井和開發(fā)井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，與井位論證決策相關(guān)的地震數(shù)據(jù)體、解釋層位和斷層，各類地質(zhì)研究成果的圖件、文檔、匯報(bào)材料等。系統(tǒng)直連油田源頭數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對物探、鉆錄井、測井、試油數(shù)據(jù)的綜合集成展示，滿足論證會對有關(guān)數(shù)據(jù)的快速查詢要求。

研究了各類結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組織、管理與訪問方式。如地震數(shù)據(jù)體的大容量存儲與讀寫，利用多層體系架構(gòu)和分片存儲、建立索引、內(nèi)部緩沖等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)將任意剖面和層位數(shù)據(jù)高效率傳輸與顯示［1］。

通過數(shù)據(jù)管理平臺，建立了井位部署論證中文檔、圖形、工區(qū)等各類數(shù)據(jù)的加工和統(tǒng)一組織機(jī)制，對地震數(shù)據(jù)體的加載、圖檔的上傳管理、成果數(shù)據(jù)的采集入庫進(jìn)行常態(tài)化處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效組織與應(yīng)用共享。

1.2 統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)平臺技術(shù)

整合了油田現(xiàn)有各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為井位論證輔助決策的各類應(yīng)用組件提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源一體化管理（見圖2）。

圖2 一體化數(shù)據(jù)服務(wù)平臺

1.3 海量信息關(guān)聯(lián)可視化

1.3.1 決策信息樹組織

在井位部署決策過程中，通過建立決策信息樹，將數(shù)據(jù)以研究項(xiàng)目為中心，按論證主題、年度、單位以及勘探工區(qū)等屬性分類組織數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)勘探?jīng)Q策數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理。用戶利用決策樹還可以快速關(guān)聯(lián)到二維、三維和地震剖面等相應(yīng)的研究輔助組件中，實(shí)現(xiàn)自由加載、使用以及展示相應(yīng)的成果數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)提供給決策專家。

在探井生命周期不同階段的決策點(diǎn)上，都需要快速及時(shí)地查詢和展示大量的本井及鄰井的相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)決策點(diǎn)的大致決策流程基本相同，以井位設(shè)計(jì)決策為例，主要包括4個(gè)步驟。

1）確定討論主題。包括需要討論的井及決策主題，參會的單位、時(shí)間、地點(diǎn)等。

2）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括上傳本井研究成果報(bào)告、鉆探任務(wù)書、主要目的層構(gòu)造圖、過井十字剖面、油藏剖面等，關(guān)聯(lián)所處的地震工區(qū)成果資料、鄰井的生產(chǎn)資料等。

3）展示分析數(shù)據(jù)。在論證決策現(xiàn)場對井位部署情況進(jìn)行演示匯報(bào)。主要包括：查看本井周圍的地質(zhì)構(gòu)造情況、工區(qū)信息，確定鄰井，查詢鄰井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，查看地震剖面等；查看案例庫；查看地理信息、地表影像情況；最終得出井位部署結(jié)論。

4）提交決策結(jié)論。根據(jù)論證決策現(xiàn)場得出的結(jié)論，形成部署井位紀(jì)要，上報(bào)主管部門。將本次決策的重點(diǎn)問題、結(jié)論以及相關(guān)的成果材料等，全部歸檔進(jìn)入案例知識庫，為以后的數(shù)據(jù)挖掘、類似決策提供參考。

1.3.2 三維可視化展示

通過研究遙感信息處理相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)信息、地理信息與遙感信息的精確疊合和發(fā)布［2］，實(shí)現(xiàn)基于遙感和GIS導(dǎo)航的常規(guī)查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能。三維GIS提供了立體感強(qiáng)烈的三維空間展示平臺，可以動態(tài)加載各種業(yè)務(wù)對象到三維地形場景中，再疊加展示各類地質(zhì)成果圖件，形成集地表、地質(zhì)、地理于一體的可視化決策環(huán)境，為決策者提供科學(xué)、直觀、便捷的多學(xué)科成果融合展示環(huán)境［9］。

1.3.3 平面圖形顯示

在平面圖形導(dǎo)航模塊中，可以實(shí)現(xiàn)基于勘探形勢圖、構(gòu)造圖等圖件的漫游導(dǎo)航。比如，以主要目的層構(gòu)造圖為背景，疊加顯示工區(qū)測網(wǎng)、地理文化信息、測線、層位、斷層邊界、探井、開發(fā)井、設(shè)計(jì)井、井斜軌跡等對象，提供實(shí)時(shí)選取縱測線、橫測線和任意測線、井?dāng)?shù)據(jù)、計(jì)算距離、計(jì)算面積［1］以及井的過濾顯示等。用戶可以在論證決策現(xiàn)場快速調(diào)閱各類相關(guān)資料進(jìn)行對比展示，論證自己的觀點(diǎn)，同時(shí)可以還原研究過程，便于決策者了解研究成果的來龍去脈。

1.4 二、三維聯(lián)動技術(shù)實(shí)現(xiàn)

三維GIS軟件可以發(fā)布、分析和應(yīng)用勘探相關(guān)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)，并且具有較好的視覺效果，但目前絕大部分勘探綜合研究成果是二維平面圖件。把二維和三維圖件相結(jié)合并實(shí)時(shí)聯(lián)動，就可以充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)點(diǎn)，更方便用戶的使用。例如，在平面導(dǎo)航模塊確定了一口設(shè)計(jì)井之后，三維GIS可即時(shí)以最佳角度和視野顯示該設(shè)計(jì)井；在三維GIS中修改了設(shè)計(jì)井的地面位置信息后，平面導(dǎo)航模塊將會得到通知，用戶可研究設(shè)計(jì)井在新位置的地質(zhì)情況［4］。

不僅三維GIS和平面導(dǎo)航可以同步，與其他應(yīng)用模塊之間也可互相聯(lián)動。例如，在剖面程序中定位一口設(shè)計(jì)井后，三維GIS同步投放并以最佳角度和視野顯示該設(shè)計(jì)井，在剖面程序中挪動井位后，三維GIS同步移動，三維GIS挪動井位后，剖面程序同步聯(lián)動。

通過二、三維聯(lián)動，完全實(shí)現(xiàn)了地表?xiàng)l件顯示與地質(zhì)研究結(jié)果的一致化，解決了傳統(tǒng)井位論證部署過程中一次井位部署需要進(jìn)行多次現(xiàn)場井位復(fù)測—再研究—再論證的問題，決策人員可以實(shí)現(xiàn)對井位部署現(xiàn)場地形地貌的查看，以及了解井位移動后所處的地質(zhì)構(gòu)造情況，大大提高了井位部署工作的效率，節(jié)約了大量成本。

1.5 電子掛圖展示

井位論證工作中常需要展示大量分析圖件，有時(shí)還需要與PPT相配合，使研究人員清晰地將研究成果展現(xiàn)給決策專家，以供對比分析。電子掛圖可以在多屏環(huán)境下，支持成果圖檔庫中圖件的多屏展示，并可通過鼠標(biāo)滾輪進(jìn)行快速縮放和任意擺放操作；對帶坐標(biāo)的圖件可以根據(jù)需要激活成背景底圖，從而切換到平面導(dǎo)航模塊；支持CGM，JPG，GIF，BMP等常用格式圖形文件的顯示功能，實(shí)現(xiàn)圖檔的管理與共享（見圖3）。

通過建立電子掛圖組件，解決了以往井位部署論證決策過程中需要攜帶大量紙質(zhì)資料、資料展示和對比麻煩，且容易遺漏等問題，實(shí)現(xiàn)了圖檔的高效管理，同時(shí)又能夠?yàn)榫徊渴鹫撟C提供更為豐富直觀的數(shù)據(jù)展示［3］。

圖3 電子掛圖在多屏聯(lián)動下的效果

1.6 地震剖面展示

如圖4所示，系統(tǒng)能夠進(jìn)行縱剖面、橫剖面、任意走向地質(zhì)剖面的顯示，可滾動顯示相鄰的剖面；顯示風(fēng)格有變面積、變密度、曲線等。變面積顯示時(shí)，可以設(shè)置正負(fù)向填充方式，增益控制，還可以動態(tài)調(diào)整色譜［5］。在剖面中能夠疊加解釋層位及斷層，并將井投影到剖面上；支持在剖面中疊加顯示周邊探井，并可關(guān)聯(lián)查詢探井相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖4 地震剖面大屏展示

1.7 井筒信息可視化

依據(jù)源頭庫中的各種數(shù)據(jù)，參照各種地質(zhì)圖形的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用計(jì)算機(jī)的圖形繪制技術(shù)，將鉆井、錄井、測井、巖心等資料融為一體，進(jìn)行可視化顯示。顯示的圖形包括組合測井圖、測井曲線圖、綜合錄井圖、固井質(zhì)量評價(jià)圖等。井筒可視化與地震剖面及二維、三維導(dǎo)航的結(jié)合使用，便于研究者更加直觀地了解地下地質(zhì)情況。

2 應(yīng)用效果

勘探井位部署論證決策支持系統(tǒng)的建設(shè)，為中原油田建立了形式靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的勘探井位部署工作模式。不僅使管理和決策人員能夠及時(shí)掌握項(xiàng)目進(jìn)度，跟蹤決策執(zhí)行效果，而且實(shí)現(xiàn)了對多學(xué)科、多類型豐富信息的快速集中和關(guān)聯(lián)展示，為不同領(lǐng)域（專業(yè)）論證專家的勘探?jīng)Q策和研究提供信息展示平臺，促進(jìn)了決策信息的集中化和決策過程的規(guī)范化。

1）將分散在各項(xiàng)目組和人員的歷年、歷次有價(jià)值的綜合研究成果和井位論證資料進(jìn)行了收集、歸檔，使之成為一個(gè)電子資料柜，并有效地保存、管理和共享，方便了各方面的應(yīng)用。

2）通過集中管理不同數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的地震數(shù)據(jù)，使得所有二、三維地震數(shù)據(jù)（疊后）被有關(guān)系統(tǒng)和所需人員充分共享和快速利用。

3）實(shí)現(xiàn)了勘探數(shù)據(jù)及成果資料的規(guī)范管理。一方面，為勘探研究人員收集數(shù)據(jù)提供便利，促進(jìn)了成果的共享與增值；另一方面，通過借助先進(jìn)的決策支持手段，為決策專家團(tuán)隊(duì)提供準(zhǔn)確、可靠的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的高效科學(xué)決策。

4）通過勘探?jīng)Q策支持系統(tǒng)的部署和應(yīng)用，促進(jìn)了歷史數(shù)據(jù)、新數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)的補(bǔ)充和完善，使數(shù)據(jù)質(zhì)量不斷提高。

近一年來，中原油田內(nèi)蒙探區(qū)白音查干和查干地區(qū)、二連新區(qū)、稠油開發(fā)、合作區(qū)塊等項(xiàng)目利用該系統(tǒng)進(jìn)行井位部署論證，支持會議66次，論證井位80余口，使用1 174人次。電子化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化協(xié)同應(yīng)用的勘探井位部署，大大提高了決策效率和決策水平。

3 結(jié)論

1）勘探井位部署輔助決策支持系統(tǒng)在油田的應(yīng)用，變革了傳統(tǒng)紙介質(zhì)掛圖的決策模式，使電子化井位論證成為現(xiàn)實(shí)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了成果資料的集中規(guī)范化管理，統(tǒng)一了井位部署決策流程，并建立了勘探井位部署的案例知識庫。

2）在油田實(shí)際應(yīng)用過程中，針對不同勘探階段和勘探對象，設(shè)計(jì)并建立不同的決策模型，研究決策支持方法和模式，建立一套包括儲層預(yù)測、油藏描述、井位部署、勘探評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)決策為一體的油氣勘探協(xié)同決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油田勘探?jīng)Q策方案制定的定量化、規(guī)范化、流程化和科學(xué)化，將是勘探信息化的發(fā)展方向。

［1］ 周霞，申龍斌，孫旭東，等.數(shù)據(jù)庫技術(shù)在油田勘探井位部署決策中的應(yīng)用［J］.中國石油勘探，2010，13（1）：63-66.

［2］ 周霞，申龍斌，孫旭東，等.信息技術(shù)在石油勘探井位部署中的應(yīng)用［J］.濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，10（4）：360-362.

［3］ 周霞，申龍斌，孫旭東，等.油田勘探井位部署決策支持系統(tǒng)應(yīng)用［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2009，32（4）：299-303.

［4］ 魏荃立.油田井位部署輔助決策系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［D］.東營：中國石油大學(xué)（華東），2006：22-23.

［5］ 吳曉東，易旭暉.優(yōu)化剖面設(shè)計(jì)優(yōu)選井位技術(shù)［J］.斷塊油氣田，2009，16（4）：130-131.

［6］ 王樹賀，楊陽.水平井井位部署技術(shù)開發(fā)茨631塊薄層巖性油藏［J］.斷塊油氣田，2009，16（5）：60-62.

［7］ 孫致學(xué)，蘇玉亮，聶海峰，等.基于生產(chǎn)潛力的深水油田井位優(yōu)化方法及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2013，20（4）：473-476.

［8］ 李洪璽，劉全穩(wěn)，蔡圣權(quán)，等.準(zhǔn)噶爾盆地拐17斷塊油藏評價(jià)及井位設(shè)計(jì)研究［J］.斷塊油氣田，2006，13（3）：21-22.

［9］ 秦俊茹，梁紹敏.三維GIS技術(shù)在油田勘探開發(fā)中的研究與應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012，38（19）：135-136.

（編輯 李宗華）

Research and application of exploratory well deployment decision support system

Long Fei
(Information Center of Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)

Combined with the actual information construction in Zhongyuan Oilfield,this paper elaborates the importance of exploratory well deployment decision support system construction and deeply researches this system.Study shows that by agilely integrating various exploration achievements,reservoir-related multidisciplinary information and comprehensive multiscreen visualizing,the exploratory well deployment decision support system realizes the standardization of exploration workflow,the intelligentization ofmanagement instruments and the scientization of exploration decision.The practical application proves that the system tones up the tie between integrated geological research and field exploration,which leads to improved accuracy of well deploymentand greatexploration efficiency.

exploration;well deployment;decision support;visualization;integration

TE11

A

龍飛.勘探井位部署論證輔助決策支持系統(tǒng)研究與應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2014，21（1）：49-52.

Long Fei.Research and application of exploratory well deployment decision support system［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2014，21

10.6056/dkyqt201401011

2013-07-16；改回日期：2013-11-12。

龍飛，男，1968年生，高級工程師，1987年畢業(yè)于黑龍江大學(xué)信息管理專業(yè)，現(xiàn)從事企業(yè)信息化規(guī)劃、應(yīng)用建設(shè)與管理工作。E-mail：13333935969@189.cn。