數(shù)字油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

王娟 楊倬 李良 魏紅芳

摘 要：油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心是實(shí)現(xiàn)數(shù)字油田建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。針對(duì)油氣藏各數(shù)據(jù)集異構(gòu)、研究與決策業(yè)務(wù)類型繁多等問題，通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范，建立油氣藏一體化數(shù)據(jù)模型，研發(fā)油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈、數(shù)據(jù)服務(wù)總線及軟件接口等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建面向油氣藏業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流融合的油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)油氣藏勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的一體化、實(shí)時(shí)化、可視化和協(xié)同化，保障油氣藏勘探開發(fā)業(yè)務(wù)跨學(xué)科、跨部門、跨地域的高效運(yùn)行，降低油氣藏經(jīng)營(yíng)管理成本。

關(guān)鍵詞：油氣藏；數(shù)據(jù)中心；油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈；數(shù)據(jù)整合

中圖分類號(hào)：TP393.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心是以數(shù)據(jù)管理、加工和服務(wù)為核心業(yè)務(wù)，確保油田勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的正確性、完整性、一致性和及時(shí)性，是數(shù)字油田建設(shè)的重要組成部分。在數(shù)字油田建設(shè)過程中，由于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的階段性、技術(shù)性以及其他因素，企業(yè)各個(gè)部門采用不同技術(shù)界面、不同存儲(chǔ)方式形成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互不兼容，在縱向和橫向上均不能充分關(guān)聯(lián)、交換和共享，使得跨部門、跨學(xué)科、跨地域的綜合數(shù)據(jù)信息條塊分割，形成了多個(gè)信息孤島[1-3]，造成油田企業(yè)的油氣藏經(jīng)營(yíng)與管理難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、跨地域及可視化。

長(zhǎng)慶油田在數(shù)字化油田建設(shè)過程中，為全面實(shí)現(xiàn)油氣藏經(jīng)營(yíng)與管理系統(tǒng)的一體化、實(shí)時(shí)化、可視化和協(xié)同化，根據(jù)勘探開發(fā)實(shí)際需求，結(jié)合中國(guó)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)資源整合、可視化等關(guān)鍵技術(shù)，搭建了具有高可靠性和全油田共享的油氣藏?cái)?shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。

2 油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心關(guān)鍵技術(shù)（Key techniques of the

digital reservoir data center）

油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心建設(shè)主要是將油氣藏勘探開發(fā)及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中形成的各類數(shù)據(jù)集成到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)開放、協(xié)同、共享、融合的油氣藏?cái)?shù)據(jù)獲取和應(yīng)用新模式，為數(shù)字油氣藏研究與決策等經(jīng)營(yíng)管理提供數(shù)據(jù)支持。為建設(shè)油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心，長(zhǎng)慶油田自主研發(fā)了多種關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 一體化數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)的表示方法和組織方法，即如何獲取、存放數(shù)據(jù)的方法與途徑[4]，通常包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范，而操作規(guī)范是對(duì)數(shù)據(jù)的存取和更新進(jìn)行流程化、規(guī)范化[5]。

在建設(shè)油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心過程中，以中石油EPDM1.0數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合油田勘探開發(fā)業(yè)務(wù)需求，借鑒POSC國(guó)際石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建模理念，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束進(jìn)行了明確定義，保證了數(shù)據(jù)的唯一性、完整性和共享性，設(shè)計(jì)并建立了油氣藏?cái)?shù)據(jù)模型（CQRDM1.0）。在系統(tǒng)開發(fā)中，對(duì)自行研發(fā)的應(yīng)用軟件，執(zhí)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，按一體化數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；對(duì)引進(jìn)的應(yīng)用軟件產(chǎn)品，通過調(diào)整和修改其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使之符合一體化的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，從而建立由數(shù)據(jù)中心支持的系列核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，從根本上解決了“信息孤島”的出現(xiàn)。

CQRDM1.0作為一個(gè)勘探開發(fā)綜合數(shù)據(jù)模型，在業(yè)務(wù)范圍上覆蓋了油氣藏勘探開發(fā)整個(gè)生命周期中各階段涉及的研究與決策活動(dòng)、對(duì)象及特性，建立了完整的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)流程體系，保障了數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性、及時(shí)性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了勘探開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、原始?xì)w檔數(shù)據(jù)、項(xiàng)目數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)的集成化管理是油氣藏?cái)?shù)據(jù)集成和多學(xué)科協(xié)同工作的基礎(chǔ)。CQRDM1.0為工作人員提供了豐富、快捷、方便的數(shù)據(jù)應(yīng)用手段，為跨專業(yè)、跨部門的綜合研究與決策提供了基礎(chǔ)支持，節(jié)省了工作人員大量的數(shù)據(jù)收集、整理的時(shí)間，縮短了研究周期，提高了工作效率。

2.2 油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈技術(shù)

受軍事數(shù)據(jù)鏈思想的啟發(fā)[6]，在數(shù)字化油氣藏系統(tǒng)中開發(fā)了油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈技術(shù)，即構(gòu)建服務(wù)型數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境，在油氣藏業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)上，通過搭建數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)之間的邏輯關(guān)聯(lián)，應(yīng)用數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)導(dǎo)航、軟件接口、數(shù)據(jù)表達(dá)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各類動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的快速提取、高效處理與應(yīng)用。

油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈包含了完整的油氣藏?cái)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、應(yīng)用等鏈路，在邏輯層次上分為數(shù)據(jù)元、數(shù)據(jù)集、鏈節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)鏈四層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該模型體現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈技術(shù)對(duì)油氣藏研究與管理中開展綜合性、復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性應(yīng)用的深度解析，可以穩(wěn)定地支撐不同類型的業(yè)務(wù)，并能夠靈活適應(yīng)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化與重建。

元數(shù)據(jù)是一組用來(lái)描述定義、標(biāo)識(shí)、表示和允許值的數(shù)據(jù)單元，在一定的環(huán)境下不可再細(xì)分的最小數(shù)據(jù)單位。元數(shù)據(jù)用于定義邏輯關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)項(xiàng)、研究成果到數(shù)據(jù)集的傳遞。元數(shù)據(jù)是可識(shí)別和可定義的，每個(gè)數(shù)據(jù)元都有其基本屬性，如名稱、定義、數(shù)據(jù)類型、精度、值域等。元數(shù)據(jù)理論和技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化以及數(shù)據(jù)共享、交換和整合的重要基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)集是用于將數(shù)據(jù)元描述的數(shù)據(jù)打包為數(shù)據(jù)鏈可整體傳遞的數(shù)據(jù)單元。該數(shù)據(jù)單元具有獨(dú)立業(yè)務(wù)含義，方便業(yè)務(wù)應(yīng)用。同時(shí)，數(shù)據(jù)集是數(shù)據(jù)鏈中權(quán)限控制、加工處理的基礎(chǔ)單元，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求將數(shù)據(jù)快速推送到各個(gè)研究崗位。

鏈節(jié)點(diǎn)是指油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈的組成節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)鏈構(gòu)建理念中的BDR（Business，Data，Role，即業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和崗位）節(jié)點(diǎn)。通過定義BDR節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)崗位業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合。鏈節(jié)點(diǎn)管理由“鏈節(jié)點(diǎn)列表”“鏈節(jié)點(diǎn)詳細(xì)信息”和“鏈節(jié)點(diǎn)輸入/輸出數(shù)據(jù)集”三部分內(nèi)容組成。其中，“鏈節(jié)點(diǎn)列表”用來(lái)展示鏈節(jié)點(diǎn)名稱與描述，“鏈節(jié)點(diǎn)詳細(xì)信息”包括鏈節(jié)點(diǎn)名稱、級(jí)別與鏈節(jié)點(diǎn)描述，“鏈節(jié)點(diǎn)輸入/輸出數(shù)據(jù)集”主要完成鏈節(jié)點(diǎn)輸入/輸出數(shù)據(jù)集的設(shè)置。

油氣藏?cái)?shù)據(jù)鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于崗位或應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)組織、研究方法封裝及專業(yè)軟件集成。以開展地層對(duì)比研究為例，傳統(tǒng)工作方式下研究人員需要收集鄰井各類數(shù)據(jù)，從檔案室借閱紙質(zhì)測(cè)井藍(lán)圖手工對(duì)圖，通過標(biāo)志層約束進(jìn)行地質(zhì)分層；在數(shù)字化油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心工作平臺(tái)中只需進(jìn)入系統(tǒng)定制的地層對(duì)比崗，通過井位圖點(diǎn)選目標(biāo)井，地層對(duì)比數(shù)據(jù)鏈就可將井位坐標(biāo)、鄰井分層數(shù)據(jù)、測(cè)井體數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)打包推送到對(duì)應(yīng)的專業(yè)軟件，快速繪制出連井測(cè)井曲線剖面，專業(yè)技術(shù)人員通過標(biāo)志層和測(cè)井曲線旋回分析，就可快速完成地層對(duì)比，并將新井分層結(jié)果一鍵式歸檔。

2.3 數(shù)據(jù)服務(wù)總線技術(shù)

數(shù)據(jù)服務(wù)總線技術(shù)（Data Service Bus，DSB）將分散的多源、異構(gòu)和多尺度數(shù)據(jù)組織起來(lái)，集成到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上，使不同領(lǐng)域、不同學(xué)科及不同專業(yè)的研究人員及工程技術(shù)人員可以在同一平臺(tái)上，在不同時(shí)空條件下，一起研究討論同一難題，從而大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)即時(shí)訪問兩大應(yīng)用。DSB作為一種數(shù)據(jù)整合技術(shù)，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理等領(lǐng)域，可以根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求，快速搭建所需的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，具有良好的靈活性。

DSB實(shí)現(xiàn)了多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)軟件和數(shù)據(jù)中心平臺(tái)間便捷地訪問、查詢、搜索、格式轉(zhuǎn)換和遷移等操作，提高了專業(yè)軟件的集成性和中間數(shù)據(jù)及成果數(shù)據(jù)的復(fù)用性。DSB為用戶提供了統(tǒng)一完整的數(shù)據(jù)整合技術(shù)，有效降低了數(shù)據(jù)維護(hù)成本，DSB的功能架構(gòu)如圖2所示。

2.4 專業(yè)軟件接口技術(shù)

針對(duì)國(guó)內(nèi)外勘探開發(fā)中應(yīng)用大量的專業(yè)軟件，其類型多、版本不統(tǒng)一，形成的數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，給專業(yè)軟件的集成應(yīng)用和數(shù)字化油田系統(tǒng)的高效運(yùn)行帶來(lái)了諸多不便。為此，需建立數(shù)據(jù)適配器來(lái)提供數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)發(fā)送、跨平臺(tái)應(yīng)用等，實(shí)現(xiàn)油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心與專業(yè)軟件間自動(dòng)讀取文件、解析數(shù)據(jù)、抽取所需數(shù)據(jù)項(xiàng)等功能，

并支持模式分析、公式計(jì)算、格式轉(zhuǎn)換、預(yù)處理等操作，從而打通專業(yè)軟件數(shù)據(jù)收集、整理、加載等各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)。

通過與專業(yè)軟件廠商合作、基于SDK擴(kuò)展開發(fā)及油田各部門第三方產(chǎn)品（OSP）等多種模式，研發(fā)了與GeoMap、GeoFrame、Petrel等國(guó)內(nèi)外勘探開發(fā)主流專業(yè)軟件無(wú)縫連接的軟件接口技術(shù)，提供了開放的授權(quán)控制、業(yè)務(wù)處理及數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)、跨語(yǔ)言、跨網(wǎng)段的專業(yè)軟件整合應(yīng)用，建立起從“地質(zhì)—地球物理—油藏”的一體化油藏研究環(huán)境。

除上述關(guān)鍵技術(shù)之外，油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心還集成了地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)（Geographic Information System）、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)同步技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接技術(shù)、觸發(fā)器技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)分發(fā)與數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、海量地震數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)安全保障等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—決策”的增值過程，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用效率。

3 結(jié)論（Conclusion）

油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心集信息存儲(chǔ)、傳輸、處理、分析、發(fā)布和服務(wù)于一體，是一種規(guī)范、統(tǒng)一、安全、高效的現(xiàn)代化油氣藏勘探開發(fā)信息管理和服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，是建設(shè)數(shù)字油氣藏及智能油氣藏的基礎(chǔ)性工作和前提條件，是油田信息化建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。油氣藏?cái)?shù)據(jù)中心可實(shí)現(xiàn)油田企業(yè)內(nèi)部信息的無(wú)縫傳遞和共享，降低信息成本，促進(jìn)分散化組織的發(fā)展，使組織結(jié)構(gòu)趨于扁平化[7]。

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作者簡(jiǎn)介：

王 娟（1974-），女，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：數(shù)字化油氣藏及

油田信息化.

楊 倬（1980-），男，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：油田生產(chǎn)運(yùn)行管

理系統(tǒng)開發(fā).

李 良（1979-），男，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：數(shù)字油田與油田

數(shù)據(jù)中心建設(shè).

魏紅芳（1981-），女，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：油田信息化規(guī)劃

設(shè)計(jì)與綜合管理.