油田信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

仲庭祥，李 敏，王娟娟，張 莉，王海國(guó)，孟繁平，靳 筍

（中石油長(zhǎng)慶油田分公司，西安 710018）

1 油田信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，指的是利用射頻、傳感、通信等科學(xué)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油田、物資、倉(cāng)庫(kù)、設(shè)備和人員等方面的全面感知，以有效完成對(duì)生產(chǎn)資料、設(shè)備狀態(tài)等方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而進(jìn)一步提升油田生產(chǎn)決策的準(zhǔn)確度。該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）診斷油田生產(chǎn)。利用自動(dòng)功圖測(cè)量?jī)x等機(jī)器設(shè)備，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控油田的工作情況，判斷油田的生產(chǎn)是否平衡合理，幫助調(diào)整油田的生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高生產(chǎn)率，從而達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

（2）管理機(jī)器設(shè)備。利用SCADA系統(tǒng)，可以詳盡地獲取自動(dòng)化設(shè)備的編碼和在線管理機(jī)器設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，還能夠及時(shí)地排查、解決機(jī)器故障問(wèn)題，切實(shí)提高設(shè)備的維修效率和使用周期。

（3）智能化視頻監(jiān)控油田。通過(guò)SCADA系統(tǒng)和視頻設(shè)備的結(jié)合工作，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控油田的全部情況。同時(shí)，能夠完善視頻的報(bào)警功能，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，實(shí)行燈光與語(yǔ)音的雙重通知、預(yù)警。

（4）運(yùn)用電子標(biāo)簽。由于油田的生產(chǎn)、工作環(huán)境比較復(fù)雜，常規(guī)的電子標(biāo)簽難以維持較長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命。通過(guò)研制，不僅可以使電子標(biāo)簽適應(yīng)高溫、低寒、高壓，腐蝕等復(fù)雜多變的工作環(huán)境，還可以無(wú)限延長(zhǎng)其使用周期。

1.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)，指的是應(yīng)用虛擬化、云安全等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建油田的資源構(gòu)建云，完善工作流、中間件等一系列功能性服務(wù)，優(yōu)化基礎(chǔ)平臺(tái)的云環(huán)境，從而形成油田的專業(yè)性應(yīng)用云和綜合性應(yīng)用云，以達(dá)到各類軟、硬件信息資源集中部署、共享運(yùn)用的目的。

油田生產(chǎn)一般具有混合性需求，所以該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)方面。第一，動(dòng)態(tài)采集硬件的信息資源。比如：實(shí)時(shí)獲取CPU、GPU、內(nèi)存等硬件資源的動(dòng)態(tài)信息內(nèi)容，構(gòu)建資源信息的大數(shù)據(jù)庫(kù)等。第二，統(tǒng)一調(diào)度實(shí)體資源與虛擬化資源。根據(jù)應(yīng)用資源的具體需求，制訂科學(xué)合理的方案，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度虛擬化資源及實(shí)體資源的目的。第三，均衡負(fù)載。比如：開(kāi)發(fā)某項(xiàng)在線遷移技術(shù)，有效提高工作的實(shí)際遷移效率；分析資源飽和的方法，完善整體性的評(píng)價(jià)技術(shù)；考慮應(yīng)用的實(shí)際需求和負(fù)載變化，實(shí)施負(fù)載均衡技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)各部分應(yīng)用資源間的動(dòng)態(tài)化調(diào)整。

1.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)條件下獲取的油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)、油田本身及周邊環(huán)境的地質(zhì)信息、油田資源儲(chǔ)藏的模型化數(shù)據(jù)、專家學(xué)者的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，都屬于油田大數(shù)據(jù)的范疇。如今，正是智能信息化時(shí)代，油田的生產(chǎn)工作也必須要運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，以更好地完成油田的建設(shè)任務(wù)。

油田大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面。第一，根據(jù)油田的實(shí)際指標(biāo)，全方位、多角度地感知油田的生產(chǎn)情況，再通過(guò)收集地面環(huán)境的信息和地下環(huán)境的各類數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控油田的勘探、開(kāi)采情況。第二，整合集中并綜合性分析不同類型的數(shù)據(jù)信息，能夠更快地發(fā)現(xiàn)可能存在的生產(chǎn)弊端，從而能夠更好地改善油田的實(shí)際生產(chǎn)狀況。第三，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅能夠迅速地從龐大的信息資源中獲取需要的數(shù)據(jù)，而且還能根據(jù)不同的應(yīng)用需求，智能且高效地完成數(shù)據(jù)的搜索工作。第四，通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，還可以有效管理油田勘探、開(kāi)采等各個(gè)方面的信息資料。

1.4 動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)

在油田信息化建設(shè)的過(guò)程中，運(yùn)用到的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，數(shù)字化盆地、油藏模擬技術(shù)。技術(shù)人員可以通過(guò)多維表征技術(shù)，來(lái)獲取并動(dòng)態(tài)描述數(shù)字化盆地，以及形成油藏的整個(gè)構(gòu)造史、流體演化史，應(yīng)力場(chǎng)演化史等，為系統(tǒng)地研究、評(píng)價(jià)盆地、決策的實(shí)際勘探、開(kāi)發(fā)空間提供技術(shù)支持。該技術(shù)能夠分析多種類型地質(zhì)體的巖體、地層、斷層的構(gòu)造，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)油藏狀況綜合特征、油田地下水淹狀況、剩余油藏分布的分析。

第二，油田生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)。通過(guò)構(gòu)建油田機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的開(kāi)采、供電、供水等能源高消耗項(xiàng)目的分析模型，對(duì)油田生產(chǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，并根據(jù)模擬情況合理地調(diào)整相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)。對(duì)于機(jī)械開(kāi)采、用電供應(yīng)、交通運(yùn)輸?shù)饶茉锤呦捻?xiàng)目，該技術(shù)能夠制定系統(tǒng)化的綜合模擬內(nèi)容，統(tǒng)籌各方面的運(yùn)行指標(biāo)和組合參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、優(yōu)化生產(chǎn)的目的。

第三，油田生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)。技術(shù)人員通過(guò)運(yùn)用該技術(shù)組建資金、財(cái)務(wù)、人力等經(jīng)營(yíng)方面的分析模型，能夠更加直觀、多角度地把控整個(gè)企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況。同時(shí)，企業(yè)通過(guò)運(yùn)用該技術(shù)能夠構(gòu)建運(yùn)行預(yù)警系統(tǒng)，依據(jù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況，完善經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)預(yù)警功能，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的問(wèn)題或矛盾，從而有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 智能生產(chǎn)技術(shù)

智能生產(chǎn)技術(shù)，指的是通過(guò)構(gòu)建油田各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，完善數(shù)據(jù)信息一體化，并結(jié)合油田的實(shí)際生產(chǎn)情況，以達(dá)到診斷故障、預(yù)警異常、優(yōu)化參數(shù)的目的。

智能生產(chǎn)技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)油田智能成藏方面。第一，基于油田的地質(zhì)狀況，構(gòu)建地質(zhì)框架模型，充分利用斷層、巖體、層位等方面的研究成果，結(jié)合現(xiàn)有的地質(zhì)環(huán)境認(rèn)識(shí)，構(gòu)建更加精確的地質(zhì)框架模型。第二，通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)的混合型建模方法，構(gòu)建易于分析油氣運(yùn)移情況的網(wǎng)格狀數(shù)據(jù)模型。第三，利用混合型模型的輸導(dǎo)參數(shù)要素，進(jìn)行油田的分析研究。運(yùn)用層位約束式的空間插值型方法進(jìn)行研究，將獲取的參數(shù)要素安置于框架模型或網(wǎng)絡(luò)模型之中，有利于計(jì)算出油田的實(shí)際輸導(dǎo)能力。第四，借助優(yōu)勢(shì)化的運(yùn)移路徑，進(jìn)行智能化的預(yù)測(cè)研究。秉承著動(dòng)力與阻力差最大的基本原則，計(jì)算并遴選出油氣運(yùn)移的最佳方向及路徑。第五，借助優(yōu)勢(shì)化運(yùn)移路徑，進(jìn)行可視化方法的研究。通過(guò)分析油氣在二維平面和三維立體空間中可能出現(xiàn)的運(yùn)移路徑，找到油氣運(yùn)移的最佳路線。

2 油田信息化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

2.1 提升油田生產(chǎn)的決策能力

油田信息化建設(shè)的全面落實(shí)，必然以實(shí)時(shí)收集整體大數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)。技術(shù)人員依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的算法原則、同一性的對(duì)比口徑，來(lái)構(gòu)建集勘測(cè)、開(kāi)采、財(cái)務(wù)、人力資源安排等專業(yè)性綜合指標(biāo)于一身的數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測(cè)模型，以達(dá)到對(duì)業(yè)務(wù)情況和經(jīng)營(yíng)、管理指標(biāo)的自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)分析，包括動(dòng)態(tài)化預(yù)警工作。相關(guān)技術(shù)還能進(jìn)一步完善自動(dòng)化工作處理系統(tǒng)、模擬分析系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)等，有助于提高油田生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化分析能力，再通過(guò)建立涵蓋知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、專家指導(dǎo)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)功能模型，實(shí)時(shí)地收集、整理、分析相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，有助于提升整個(gè)油田的生產(chǎn)、決策工作的能力與水平，從而真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用油田信息化關(guān)鍵技術(shù)來(lái)優(yōu)化管理整個(gè)油田生產(chǎn)的目的。

2.2 保障執(zhí)行力的全面落實(shí)

技術(shù)人員根據(jù)國(guó)際流程地圖框架的基本原則，結(jié)合最先進(jìn)的業(yè)務(wù)流程方面梳理知識(shí)理論，制訂出“流程切入、縱橫聯(lián)結(jié)、平滑過(guò)渡和全面適應(yīng)”的綜合性策略，并依據(jù)“嚴(yán)密管理、高效運(yùn)行”的工作原則，系統(tǒng)且分層級(jí)地梳理整個(gè)業(yè)務(wù)流程，優(yōu)化調(diào)整整個(gè)管理流程體系，以形成更加全面、完備的流程管理系統(tǒng)，保障執(zhí)行力的全面落實(shí)。同時(shí)，在此基礎(chǔ)之上，技術(shù)人員將調(diào)整過(guò)的規(guī)范化業(yè)務(wù)流程遷移至智能應(yīng)用系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)業(yè)務(wù)的運(yùn)行情況，通過(guò)明確職責(zé)分工制度，實(shí)現(xiàn)透明化業(yè)務(wù)交接，通過(guò)制定相關(guān)的業(yè)務(wù)執(zhí)行規(guī)范，切實(shí)提高業(yè)務(wù)的執(zhí)行力。

2.3 創(chuàng)新油田的管理工作

油田信息化建設(shè)的全面推進(jìn)，不僅在于對(duì)某一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，更重要的是集成多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的綜合結(jié)果。管理人員通過(guò)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)能夠規(guī)范業(yè)務(wù)執(zhí)行、管理運(yùn)作、流程操作，進(jìn)而構(gòu)建動(dòng)態(tài)化、規(guī)范性的業(yè)務(wù)流程體系和管理工作體系。同時(shí)，管理人員還可以充分利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)手段對(duì)油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理與集中操作，使油田管理人員的視線可以達(dá)到生產(chǎn)第一線，真正做到將整個(gè)油田生產(chǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)“盡收眼底，了然于心”，打破了以往層層落實(shí)、逐級(jí)上報(bào)的傳統(tǒng)運(yùn)行模式，為油田的生產(chǎn)、管理工作帶來(lái)了技術(shù)上的革新，為優(yōu)化企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的先決條件。此外，技術(shù)人員通過(guò)利用油田信息化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)能夠構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，方便工作人員對(duì)各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一管理和故障排查。管理人員可以借助遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控油田的開(kāi)采進(jìn)度，及時(shí)地做出計(jì)劃調(diào)整，以避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前，油田信息化建設(shè)是我國(guó)正在積極投入的社會(huì)項(xiàng)目。由于油田的生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜，為推進(jìn)信息化建設(shè)工作帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。也正是如此，技術(shù)人員才能更加積極地研發(fā)各種核心科技，為我國(guó)的油田事業(yè)做出更多的貢獻(xiàn)。

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