鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理與提升方法探討

蔣天皓，陳波，史旻，和鵬飛，宋峙潮

1.中國海洋石油有限公司（北京 100010）

2.中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)分公司（天津 300452）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)的增長和信息化技術(shù)的創(chuàng)新，社會各傳統(tǒng)行業(yè)都進(jìn)入了數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段，如何提高數(shù)據(jù)質(zhì)量是轉(zhuǎn)型中面臨的巨大挑戰(zhàn)[1-3]，為降低無效數(shù)據(jù)體量，許多企業(yè)都投入了大量成本開展數(shù)據(jù)治理工作[4-5]。

中海油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)庫涵蓋海洋石油鉆完井作業(yè)全周期的靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，為管理者決策部署、作業(yè)人員回顧作業(yè)信息、降本增效提供扎實(shí)全面的數(shù)據(jù)支持。為確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、一致性和有效性，梳理分析了近年來鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量存在的主要問題，提出通過完善制度管理體系、健全源頭管控標(biāo)準(zhǔn)、把控末端數(shù)據(jù)質(zhì)量等手段，從管理和技術(shù)層面提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，促進(jìn)數(shù)據(jù)對鉆完井作業(yè)生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的支持。

1 鉆完井?dāng)?shù)據(jù)特點(diǎn)及質(zhì)量控制難點(diǎn)分析

中海油鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)主要由鉆完井現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)督根據(jù)當(dāng)日作業(yè)情況進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集提煉，通過靜態(tài)數(shù)據(jù)源頭采集工具對每日鉆完井作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行上報，同時傳輸至數(shù)據(jù)庫。靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括鉆井平臺信息、人員信息、天氣信息、支持船信息、鉆頭、鉆具組合、鉆井液性能、作業(yè)日志等。鉆完井工程作業(yè)數(shù)據(jù)具有體量大、種類多、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)，管理者需要通過數(shù)據(jù)預(yù)處理才能充分了解工程現(xiàn)狀、做出決策[6]，這對數(shù)據(jù)的及時性、準(zhǔn)確性提出了更高的要求。通過梳理分析，目前數(shù)據(jù)質(zhì)量存在的問題主要表現(xiàn)在以下3個方面：

1）數(shù)據(jù)管理制度不健全，數(shù)據(jù)完整性和一致性差?！吨泻Ｓ豌@完井?dāng)?shù)據(jù)庫管理辦法》僅針對數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、使用和數(shù)據(jù)安全管理等做了相應(yīng)的規(guī)定，在實(shí)際執(zhí)行中仍有諸多方面無法被該辦法涵蓋。所有靜態(tài)數(shù)據(jù)均由采集者直接錄入至數(shù)據(jù)庫，沒有任何分級審核和監(jiān)管機(jī)制。

2）源頭數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)質(zhì)量亟需提升。中海油鉆完井監(jiān)督人員已超200 人，人員素質(zhì)不一?，F(xiàn)場作業(yè)監(jiān)督作為源頭數(shù)據(jù)的采集者，因認(rèn)知不同，在數(shù)據(jù)采集的時效性、完整度、規(guī)范性等方面均存在較大差異，無法進(jìn)行統(tǒng)計計算處理。以“渤海五號”為例，錄有“渤海5 號”“渤五”“BH5”“B5”等多種名稱。

3）入庫數(shù)據(jù)缺乏質(zhì)量管控機(jī)制，未充分釋放數(shù)據(jù)應(yīng)用價值。對歷史數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、新增數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗(yàn)沒有明確和有效的控制措施，出現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題無法考核。目前組建鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行庫內(nèi)數(shù)據(jù)檢查，但由于數(shù)據(jù)體量巨大，檢查復(fù)核任務(wù)艱巨，難以高效開展工作。

2 鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量管理與提升方法

鉆完井作業(yè)中產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)，以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的報表格式進(jìn)行采集、存儲、分析和展示，才能最大程度釋放數(shù)據(jù)價值。在開展數(shù)據(jù)質(zhì)量管控時，要注重管理和技術(shù)兩個方面的功能措施：在管理方面，制定數(shù)據(jù)管理、治理的相關(guān)制度和流程，并在公司內(nèi)部進(jìn)行推廣；在技術(shù)方面，應(yīng)用人工智能算法及大數(shù)據(jù)分析促進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理與服務(wù)的進(jìn)步和發(fā)展，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求應(yīng)用和決策提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

2.1 完善制度管理體系

鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)通過梳理近年來各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制存在的問題，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量管理流程，完善鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理制度體系，保證鉆完井?dāng)?shù)據(jù)的整體質(zhì)量。

1）從集團(tuán)公司層面緊抓數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，修訂《中海油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理辦法》，落實(shí)集團(tuán)公司、分公司數(shù)據(jù)管理的職責(zé)，增加分公司、集團(tuán)公司兩級審核制度，明確鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量管理流程（圖1）。

圖1 鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量管理流程

2）嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)源頭及分公司級審核制度，制定分公司級別的《鉆完井?dāng)?shù)據(jù)采集管理制度》辦法，以制度形式明確數(shù)據(jù)采集管理崗位職責(zé)、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容、具體數(shù)據(jù)采集上報時間和采集管理方式。

3）優(yōu)化鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量考核內(nèi)容，建立數(shù)據(jù)質(zhì)量直接與績效考核掛鉤，壓實(shí)責(zé)任，推動數(shù)據(jù)質(zhì)量考核成績在鉆完井監(jiān)督年度績效考核中占比從0提升至5%。

2.2 健全源頭管控標(biāo)準(zhǔn)

源頭采集主要涉及到靜態(tài)數(shù)據(jù)源頭采集工具和鉆完井現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)督培訓(xùn)兩個方面[7-8]。

1）靜態(tài)數(shù)據(jù)源頭采集工具結(jié)合靜態(tài)數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，規(guī)范了數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)服務(wù)職能，梳理出鉆完井專業(yè)所涉及的一級業(yè)務(wù)、二級業(yè)務(wù)、三級業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)活動。根據(jù)業(yè)務(wù)活動劃分出244 個數(shù)據(jù)集，并細(xì)分當(dāng)前鉆完井專業(yè)所涵蓋的3 399 個數(shù)據(jù)項(xiàng)。明確每個數(shù)據(jù)項(xiàng)的來源、名稱、代碼、描述、數(shù)據(jù)類型、量綱、字符長度和值域等，最終形成《鉆完井業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范》和《鉆完井業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)則模板》（圖2）,以此為基準(zhǔn)統(tǒng)一采集工具的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)則模板

2）針對靜態(tài)數(shù)據(jù)源頭采集工具使用過程中出現(xiàn)的問題，編制鉆完井時效劃分管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量提升培訓(xùn)課程和《鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)采集操作手冊》。定期為現(xiàn)場監(jiān)督組織開展數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、源頭數(shù)據(jù)采集培訓(xùn)答疑，提高現(xiàn)場監(jiān)督數(shù)據(jù)錄入的技能，保證鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、完整和實(shí)用。

2.3 把控末端數(shù)據(jù)質(zhì)量

為提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證其有效性，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫后，鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)采用人工復(fù)核和智能檢測兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量的末端把控，向各生產(chǎn)、研究單位提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

1）人工復(fù)核。鉆完井專業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)指標(biāo)均由數(shù)據(jù)庫內(nèi)不同數(shù)據(jù)項(xiàng)計算得出，為降低數(shù)據(jù)管理難度，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，根據(jù)中海油鉆完井作業(yè)不同數(shù)據(jù)項(xiàng)的使用頻次和對核心業(yè)務(wù)指標(biāo)影響程度的高低，將鉆完井?dāng)?shù)據(jù)劃分為“核心數(shù)據(jù)項(xiàng)”和“非核心數(shù)據(jù)項(xiàng)”。以月為周期開展上月完成井的入庫數(shù)據(jù)復(fù)查（圖3），以完整性、準(zhǔn)確性、一致性和有效性4個維度進(jìn)行人工復(fù)核。同時，將復(fù)查結(jié)果反饋給鉆完井業(yè)務(wù)管理部門和問題井的現(xiàn)場監(jiān)督，并要求現(xiàn)場監(jiān)督進(jìn)行完善整改，整改后由鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)再次進(jìn)行復(fù)查。

圖3 人工復(fù)查數(shù)據(jù)質(zhì)量

2）智能檢測。依據(jù)《鉆完井業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)和《鉆完井業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)則模板》，開發(fā)了鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量智能檢查系統(tǒng)（圖4），每日實(shí)時進(jìn)行作業(yè)井的完整性檢查、一致性檢查、記錄條數(shù)檢查和特殊樣本數(shù)據(jù)的檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果，自動導(dǎo)出常規(guī)異常數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，及時報告作業(yè)井現(xiàn)場監(jiān)督進(jìn)行完善修改[9-10]。

圖4 鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量智能檢查系統(tǒng)

研發(fā)智能檢測系統(tǒng)能夠有效降低人工復(fù)核的工作量，輔助提高數(shù)據(jù)復(fù)核準(zhǔn)確率。該系統(tǒng)能精準(zhǔn)分析海況、管柱組合、防噴器部件等信息的完整性，向管理人員直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失項(xiàng)，減少了數(shù)據(jù)復(fù)查時間；實(shí)時檢查作業(yè)日志、鉆井時效等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)問題后及時提示前端數(shù)據(jù)錄入人員和后端數(shù)據(jù)復(fù)核人員，強(qiáng)化鉆完井?dāng)?shù)據(jù)前后端的溝通，提升了數(shù)據(jù)復(fù)核工作整體效率。

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理方法應(yīng)用效果

鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量管理方法于2020年實(shí)施，對鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，結(jié)合源頭控制、人工復(fù)核、智能檢測和制度保障等手段有效提升了鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量，“核心數(shù)據(jù)”與“非核心數(shù)據(jù)”問題數(shù)量逐步減少。以天津分公司鉆完井?dāng)?shù)據(jù)為例，“核心數(shù)據(jù)”平均單井問題數(shù)從高點(diǎn)4.97%降至目前“核心數(shù)據(jù)”無新增問題數(shù)據(jù)，“非核心數(shù)據(jù)”平均單井問題數(shù)從2020 年1 月至2021 年6 月平均下降了77.68%（圖5）。

圖5 平均單井核心數(shù)據(jù)及非核心數(shù)據(jù)問題數(shù)

井壁穩(wěn)定分析對鉆完井作業(yè)安全具有極其重要的意義，渤海C油田東營組泥巖掉塊、垮塌問題突出，以一口調(diào)整井C3 井為例，該井設(shè)計井深5 000 m，215.9 mm（8?2"）水平段穿過東二下段地層，井壁失穩(wěn)風(fēng)險較高，需要在鉆井液設(shè)計、井深結(jié)構(gòu)設(shè)計及地質(zhì)風(fēng)險分析等環(huán)節(jié)廣泛參考鄰井資料。根據(jù)同區(qū)塊已鉆歷史井與待鉆C3 井之間的靶點(diǎn)距離位置關(guān)系，優(yōu)選了1 井、2 井、A1 井及A5 井為參考鄰井。通過審核上述4 口已鉆歷史井測井、鉆井等數(shù)據(jù)資料的適用性及完整性，分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)是否滿足巖石力學(xué)及井壁穩(wěn)定分析的需要。已鉆歷史井資料見表1。

表1 歷史井資料審核情況

治理后的數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的參考應(yīng)用價值，通過鉆井日志資料統(tǒng)計卡鉆、漏失等復(fù)雜情況，通過測井資料計算巖石力學(xué)參數(shù)，綜合地質(zhì)錄井圖資料，形成了基于有限量歷史數(shù)據(jù)資源的井壁穩(wěn)定分析方法，對減少C3井鉆井復(fù)雜情況及事故的發(fā)生具有重要意義。

4 結(jié)論

1）中海油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)庫涵蓋鉆完井作業(yè)全周期的靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，具有體量大、種類多、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)，目前數(shù)據(jù)治理過程中存在制度管理體系不完善、源頭采集標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、入庫質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)格等問題。

2）針對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，從管理層面提出制定數(shù)據(jù)治理相關(guān)制度、標(biāo)準(zhǔn)、流程，并廣泛推廣；從技術(shù)層面提出人工復(fù)核+智能化軟件輔助監(jiān)控，降低“非核心數(shù)據(jù)”入庫前的錯誤率，杜絕“核心數(shù)據(jù)”質(zhì)量問題。

3）通過統(tǒng)計庫內(nèi)問題數(shù)據(jù)數(shù)量發(fā)現(xiàn)，鉆完井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量管理體系運(yùn)行以來，平均單井核心數(shù)據(jù)問題數(shù)降低了100%，非核心數(shù)據(jù)問題數(shù)降低了77.68%?；谥卫砗蟮泥従畾v史數(shù)據(jù)，形成了一套適用于渤海C 油田泥頁巖井壁穩(wěn)定分析模型，對減少該油田鉆井復(fù)雜情況及事故的發(fā)生具有重要意義。

數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，通過應(yīng)用鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理方法，有效降低了無效數(shù)據(jù)體量。但隨著鉆完井?dāng)?shù)據(jù)的不斷增加，還需探索出更加切實(shí)有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升方法，建立健全數(shù)據(jù)質(zhì)量評價體系。