基于BGM大數(shù)據(jù)架構(gòu)的油氣田生產(chǎn)與設(shè)施智慧管理平臺(tái)建設(shè)路徑

葛昶，白龍,2，余曉鐘，王夢(mèng)可

1.西南石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司；3.上海綠地物業(yè)服務(wù)有限公司東莞分公司

0 引言

2020年中央工作會(huì)議提出，中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。國(guó)務(wù)院政府報(bào)告曾明確提出要把智慧能源與“互聯(lián)網(wǎng)+”相結(jié)合，促進(jìn)中國(guó)傳統(tǒng)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)在傳統(tǒng)油氣行業(yè)的優(yōu)化作用，通過(guò)融合創(chuàng)新，提高生產(chǎn)能力，進(jìn)一步促進(jìn)油氣產(chǎn)業(yè)開發(fā)新模式的轉(zhuǎn)變。但傳統(tǒng)油氣能源開發(fā)工序繁瑣、業(yè)務(wù)鏈長(zhǎng)，推進(jìn)大數(shù)據(jù)智慧型油氣改革，意義重大。

石油天然氣是中國(guó)一次能源供給中的重要組成部分，中國(guó)石油天然氣產(chǎn)業(yè)在“十三五”期間迅猛發(fā)展，石油勘探開發(fā)和管輸儲(chǔ)運(yùn)水平大幅提升，天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)量邁上新臺(tái)階［1］。隨著“十四五”規(guī)劃綱要的發(fā)布，要求能源資源配置更加合理，利用效率大幅提高，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，創(chuàng)新能力顯著提升，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平明顯提高［2-3］，國(guó)家對(duì)石油天然氣產(chǎn)業(yè)的能源改革發(fā)展力度空前。同時(shí)傳統(tǒng)油氣資源采集難度增大，采集率下降，勘探開發(fā)成本逐漸增加，而建設(shè)復(fù)雜智慧油氣田成為接替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)字油氣田能源的主要力量。

中國(guó)的數(shù)字油氣田概念是大慶油田的王權(quán)等于1999年首次提出，即全面信息化的油田［4］。但隨著大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，企業(yè)面臨著傳統(tǒng)油氣田向物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智慧油氣田發(fā)展的困境?；贐GM（即 BIM+GIS+MES三個(gè)系統(tǒng)的首字母組合。BIM即BIM模型，Building Information Modeling；GIS即GIS信息系統(tǒng)技術(shù)，Geographic Information System；MES即制造執(zhí)行系統(tǒng)生產(chǎn)信息化管理平臺(tái)，Manufacturing Execution System）大數(shù)據(jù)架構(gòu)的智慧油氣田可以提高企業(yè)油氣田信息化建設(shè)水平，使工業(yè)化與信息化相結(jié)合，有效降低項(xiàng)目成本、管理成本、生產(chǎn)成本和其他成本。隨著智慧油氣田建設(shè)的深入，設(shè)計(jì)量和數(shù)據(jù)量的突增，智慧油氣田需要進(jìn)行整體IT技術(shù)結(jié)構(gòu)架構(gòu)的探討與創(chuàng)新，搭建集成數(shù)據(jù)、共建模型、協(xié)同平臺(tái)等功能，需要與之相配套的方案機(jī)制，切實(shí)達(dá)到推動(dòng)數(shù)字油氣田改革發(fā)展的目的。

1 智慧油氣田的內(nèi)涵

中國(guó)數(shù)字油氣田經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，數(shù)字油氣田信息化建設(shè)由單一的傳感器參數(shù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在信息化平臺(tái)匯總優(yōu)化，以數(shù)據(jù)挖掘和技術(shù)智能應(yīng)用分析為支撐的數(shù)字化油氣田本質(zhì)上是信息化與數(shù)字化的集成，將僵硬的數(shù)字信息進(jìn)行綜合體現(xiàn)，并沒(méi)有合理利用其后期內(nèi)藏資源。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)信息化建設(shè)的發(fā)展，智慧油氣田的發(fā)展也得到了能源企業(yè)的重視。智慧油氣田是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析集合，通過(guò)利用算法和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)本地資源庫(kù)和云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，實(shí)現(xiàn)自主思維分析，通過(guò)自主學(xué)習(xí)處理油氣田生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的突發(fā)事件和知識(shí)庫(kù)中從未發(fā)生過(guò)的事務(wù)，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)管、實(shí)時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集分析、實(shí)時(shí)決策優(yōu)化等閉環(huán)管理，進(jìn)一步提高油氣田協(xié)同合作、信息共享、可視化管理、科學(xué)決策分析等能力，達(dá)到節(jié)約投資成本與運(yùn)行成本的目的。

常艷兵等［5］認(rèn)為：構(gòu)建數(shù)字油氣田應(yīng)當(dāng)深入挖掘綜合油氣田數(shù)據(jù)特征，并借助信息技術(shù)智能化加以全面分析應(yīng)用，進(jìn)一步提高自動(dòng)化水平。劉冠辰［6］指出智慧油氣田建立在大數(shù)據(jù)油田開發(fā)的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和空間信息技術(shù)等手段，在智慧階段優(yōu)化配置資源實(shí)行過(guò)程精細(xì)化管理，發(fā)揮人的主導(dǎo)作用。余曉鐘等［7］認(rèn)為“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展到數(shù)據(jù)變現(xiàn)和模式創(chuàng)新階段，就是智慧油田。閆婉等［8］認(rèn)為基于大數(shù)據(jù)的數(shù)字化協(xié)同技術(shù)能夠針對(duì)智能油氣田進(jìn)行建設(shè)支持。湯林等［9］認(rèn)為面對(duì)油氣田不斷加重的保障任務(wù)，基于精益生產(chǎn)的數(shù)字油氣田建設(shè)可以有效保障上游業(yè)務(wù)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

本文認(rèn)為基于 BGM大數(shù)據(jù)架構(gòu)智慧油氣田是依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)模型、優(yōu)化方法和工具等綜合架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，包含數(shù)據(jù)建模、三維仿真、3D可視化和MES管理體系，通過(guò)不間斷數(shù)據(jù)連接組織集合，運(yùn)用數(shù)據(jù)軟件在開發(fā)運(yùn)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)信息綜合、事件預(yù)測(cè)、效果評(píng)價(jià)、過(guò)程服務(wù)等功能，優(yōu)化各類資源，以人為主體，智慧應(yīng)用為支撐，促進(jìn)油氣田經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展為目標(biāo)的技術(shù)手段。

2 智慧油氣田的功能

隨著油氣田勘探開發(fā)生產(chǎn)難度和各系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的突增，油氣田企業(yè)對(duì)生產(chǎn)一線安全的重視與監(jiān)管的加強(qiáng)，更加突顯了傳統(tǒng)數(shù)字油氣田功能滿足不了當(dāng)下油氣田企業(yè)的需求。掌握油氣田生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、服務(wù)等流程的可控性，盡量減少因人為原因造成的事故征候和經(jīng)濟(jì)損失，及時(shí)采用正確的流程數(shù)據(jù)、合理的計(jì)劃安排與生產(chǎn)服務(wù)進(jìn)度，同時(shí)添加智能系統(tǒng)等技術(shù)，構(gòu)建出一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保的人性化智慧油氣田［10］。智慧油氣田是當(dāng)前數(shù)字油氣田發(fā)展的新階段，并且有自己獨(dú)特功能。

2.1 集成數(shù)據(jù)

在油氣田項(xiàng)目地面場(chǎng)站建設(shè)和生產(chǎn)存儲(chǔ)各階段，為了區(qū)別于傳統(tǒng)的 CAD軟件，通過(guò)BIM模型和GIS信息系統(tǒng)技術(shù)，構(gòu)建出多軟件、多階段、多目標(biāo)的數(shù)據(jù)集合與優(yōu)化平臺(tái)。將油氣田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、勘探開發(fā)數(shù)據(jù)、地面工程數(shù)據(jù)、儲(chǔ)運(yùn)工程數(shù)據(jù)提前輸入到模型和平臺(tái)中，同時(shí)將GIS采集的油氣田空間數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行結(jié)合碰撞，定時(shí)定位檢查油氣田各執(zhí)行階段各項(xiàng)數(shù)據(jù)特征值是否符合油氣田建設(shè)和生產(chǎn)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)值，平臺(tái)實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后，自動(dòng)調(diào)出原始數(shù)據(jù)和超限實(shí)值對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)出預(yù)警和處理方案，并將異常信息預(yù)警等級(jí)化傳輸?shù)娇刂浦行暮捅O(jiān)管平臺(tái)，同時(shí)發(fā)送到主管單元和末端移動(dòng)APP，進(jìn)行多項(xiàng)協(xié)同管控，提高油氣田信息交互和預(yù)警處突能力。基于模擬和儲(chǔ)層監(jiān)控的生產(chǎn)調(diào)度模型的油氣田開發(fā)計(jì)劃能夠提升對(duì)鉆井作業(yè)的監(jiān)督及目標(biāo)位置的診斷和可視化［11］。

2.2 共建模型

油氣田項(xiàng)目建設(shè)和投產(chǎn)涉及各協(xié)作單位的動(dòng)態(tài)變化，不同環(huán)境下共同協(xié)作，BIM模型將物理信息全過(guò)程 3D模型化，降低油氣田全生命周期的不穩(wěn)定性，保證勘探開發(fā)、生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、經(jīng)營(yíng)管理等數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟皇д?，減少人為錯(cuò)誤造成的不確定性問(wèn)題的發(fā)生，間接降低項(xiàng)目成本，構(gòu)建出多方協(xié)同、數(shù)據(jù)無(wú)損、責(zé)任追溯的共建模型。在數(shù)據(jù)交互過(guò)程中可以清晰顯示數(shù)據(jù)傳遞部門及修改方操作痕跡，區(qū)別于以傳統(tǒng)油氣文檔為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)模型，當(dāng)油氣田某一階段發(fā)生問(wèn)題時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯，定位定責(zé)，從而將油氣田各單位在各階段所做的貢獻(xiàn)值客觀公正的記錄下來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)無(wú)損傳遞，為項(xiàng)目后期的價(jià)值評(píng)估提供了應(yīng)用基礎(chǔ)，形成油氣田公司范圍內(nèi)的信息存儲(chǔ)、共享和報(bào)告系統(tǒng)，建立協(xié)作環(huán)境。

2.3 協(xié)同平臺(tái)

利用油氣田項(xiàng)目端大數(shù)據(jù)和公共數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，通過(guò)傳感器、壓力器、流量表、視頻監(jiān)視器等動(dòng)態(tài)傳感裝置，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ES生產(chǎn)信息化管理平臺(tái)，搭建出動(dòng)態(tài)更新、實(shí)時(shí)監(jiān)管、數(shù)據(jù)漫游的模型平臺(tái)，保障油氣田各模塊裝置運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)最優(yōu)化。將物料平衡模塊（PB）、平穩(wěn)率模塊、工藝臺(tái)賬模塊、實(shí)時(shí)流程圖模塊（PHD）、工藝技術(shù)管理模塊、操作管理模塊（OM）、實(shí)驗(yàn)室信息管理模塊（LIMS）在 WPKS服務(wù)器（Work Centre Process Knowledge System）上進(jìn)行油氣業(yè)務(wù)特性數(shù)據(jù)集成［12］，通過(guò)實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)，在企業(yè)內(nèi)部客戶端APP或AR設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，進(jìn)一步提高油氣田安全管控力度。同時(shí)可以通過(guò)基于油藏建模的設(shè)備運(yùn)行模式優(yōu)化，即油氣田現(xiàn)有的SOA架構(gòu)（面向服務(wù)器架構(gòu)，Service-oriented Architecture）通過(guò)ESB（企業(yè)服務(wù)總線，Enterprise Service Bus）實(shí)施智能化集成與管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控油藏和油井、井段的獨(dú)立控制和控制器調(diào)整［13］。

3 基于BGM大數(shù)據(jù)智慧油氣田技術(shù)架構(gòu)

現(xiàn)階段在工程建筑、機(jī)電管道、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，特別是土木工程領(lǐng)域都已經(jīng)應(yīng)用BIM軟件，它實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)到工程實(shí)施以及后期交付使用的全過(guò)程服務(wù)，運(yùn)用三維仿真模擬，結(jié)合碰撞檢測(cè)、方案模擬、3D漫游等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三維模型與實(shí)際工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)精細(xì)化組裝，即所見即所得［14］。

同時(shí)，BIM模型的構(gòu)建可以使油氣田構(gòu)建項(xiàng)目的所有信息進(jìn)行匯總，區(qū)別于傳統(tǒng)的二維圖紙平面，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生；也可以利用定點(diǎn)三維掃描儀、放樣機(jī)器人和航拍無(wú)人機(jī)掃描采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，利用 GIS軟件與BIM模型進(jìn)行模型匹配對(duì)比，形成成品與模型的信息數(shù)據(jù)結(jié)合［15］，對(duì) GIS系統(tǒng)使用的由無(wú)人機(jī)航拍和三維掃描儀得到的油氣田項(xiàng)目點(diǎn)陣照片做矢量數(shù)據(jù)化，使標(biāo)注、比例、坐標(biāo)等信息在三維體量模型中進(jìn)行點(diǎn)陣照片貼圖，可以修正施工模型，提高工程精度，指導(dǎo)施工，減少人員依賴。

BIM+MES是具有數(shù)據(jù)庫(kù)的大數(shù)據(jù)集合模型，通過(guò)操作圖形上的鼠標(biāo)可以詳細(xì)了解此時(shí)油氣平臺(tái)、油氣管道、存儲(chǔ)油氣罐的任何信息，包括油氣田設(shè)計(jì)建造信息、構(gòu)件使用信息、構(gòu)件壽命信息、構(gòu)件廠家等信息（在BIM模型上體現(xiàn)以上信息），以及油氣田設(shè)備實(shí)時(shí)信息，包涵平臺(tái)穩(wěn)定性、存儲(chǔ)油氣罐溫度容量、油氣田人員流動(dòng)和安全監(jiān)管等信息（在MES管理系統(tǒng)上體現(xiàn)以上信息）。

油氣田的任何子系統(tǒng)：油氣平臺(tái)、油氣管道、油氣存儲(chǔ)、水、電、熱、安防、消防、后勤等子系統(tǒng)，在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)客戶端解鎖安全密鑰可以完善和利用BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)，搭建子系統(tǒng)的智慧應(yīng)用，同時(shí)通過(guò) MES系統(tǒng)和 ERP系統(tǒng)（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）并行建立自己的應(yīng)用子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。各應(yīng)用子系統(tǒng)可各自實(shí)現(xiàn)自治、規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)，并能通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享互通。智慧油氣田的應(yīng)用子系統(tǒng)又是智慧油氣田數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的獨(dú)立子集，智慧油氣田數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)可以調(diào)取應(yīng)用子系統(tǒng)的圖像信息和靜態(tài)管理信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，完善智慧油氣田數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)，減少人為干預(yù)錯(cuò)誤，提高經(jīng)濟(jì)效益。

BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)可以視作油氣田的數(shù)據(jù)檢索入口，油氣田的任何一個(gè)信息通過(guò)錄入時(shí)間信息、空間信息、設(shè)備信息都可以得到映射，形成一個(gè)完整的智慧油田信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)［16］。將油氣項(xiàng)目基礎(chǔ)二維圖紙?jiān)诶L圖軟件中（如CAD）繪制出傳統(tǒng)二維項(xiàng)目圖紙，再將項(xiàng)目各項(xiàng)基礎(chǔ)信息和無(wú)人機(jī)、掃描機(jī)器人采集的油氣項(xiàng)目數(shù)據(jù)在 BIM軟件中繪制出 3D數(shù)據(jù)模型，經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)采集與優(yōu)化，可以實(shí)時(shí)顯示油氣項(xiàng)目的各項(xiàng)信息，例如顯示施工進(jìn)度、施工部位、工程材料數(shù)據(jù)等信息。與此同時(shí)，采集到的油氣項(xiàng)目地理信息數(shù)據(jù)利用GIS系統(tǒng)軟件繪制出油氣GIS地理信息數(shù)據(jù)模型，和已經(jīng)繪制出的BIM信息數(shù)據(jù)模型進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)優(yōu)化，得到更為符合真實(shí)情況的大數(shù)據(jù)模型，為后期運(yùn)用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型奠定基礎(chǔ)，并將完善后的模型并入到油氣 MES管理系統(tǒng)中。在建成完工后的油氣項(xiàng)目進(jìn)行各類傳感器、視頻監(jiān)控器的安裝與調(diào)試，并將得到的實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)接入到油氣MES管理系統(tǒng)中，與前期接入的大數(shù)據(jù)模型進(jìn)行匹配與整合優(yōu)化，將優(yōu)化后的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)模型載入到控制中心平臺(tái)和APP客戶端，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)。

對(duì)智慧油氣田而言，BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)是一個(gè)三維立體信息實(shí)時(shí)展示系統(tǒng)，通過(guò)三維模型可視化、立體化、數(shù)據(jù)化、云儲(chǔ)存等大數(shù)據(jù)技術(shù)，在項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行、保障時(shí)可以實(shí)時(shí)在線地將原始數(shù)據(jù)和當(dāng)下數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和甄別，通過(guò)數(shù)據(jù)算法把安全隱患和個(gè)性定制信息在油氣田項(xiàng)目控制中心平臺(tái)上展示出來(lái)，并將提前設(shè)置的推送信息進(jìn)行個(gè)性推送。從而，實(shí)現(xiàn)各智慧油氣田子系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)跨越空間、地理進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，對(duì)上可對(duì)接集團(tuán)公司數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)下便于項(xiàng)目油氣田大數(shù)據(jù)智慧管理應(yīng)用［17-18］，如圖1和圖2所示。

圖1 BGM大數(shù)據(jù)智慧油氣田技術(shù)架構(gòu)

圖2 BGM大數(shù)據(jù)智慧油氣田數(shù)據(jù)架構(gòu)

4 智慧油氣田技術(shù)平臺(tái)實(shí)施方案

利用油氣田的項(xiàng)目場(chǎng)地和機(jī)器設(shè)備三維化技術(shù)，運(yùn)用動(dòng)態(tài)三維模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維平面圖紙，使得各專業(yè)信息表達(dá)更加全面，BIM、GIS、MES技術(shù)的逐漸推廣和實(shí)踐應(yīng)用能夠極大地提高油氣田從設(shè)計(jì)建造、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)到服務(wù)維護(hù)的精細(xì)化管理程度，智慧油氣田的設(shè)計(jì)建造運(yùn)營(yíng)維護(hù)是利用三維和實(shí)時(shí)傳感的BGM技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧油氣田的一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新。智慧油氣田可以分為以下幾個(gè)實(shí)施階段：

（1）首先需要將油氣田的設(shè)計(jì)二維圖紙運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行模型建立，同時(shí)要求各油氣田設(shè)備生產(chǎn)廠家提供BIM三維模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后利用項(xiàng)目的GIS系統(tǒng)和掃描機(jī)器人、航拍無(wú)人機(jī)等將油氣田各建筑設(shè)備掃描模型和圖紙三維BIM模型進(jìn)行“碰撞”集中，在MES管理系統(tǒng)中集合油氣田三維數(shù)據(jù)模型信息［19］。

目前國(guó)產(chǎn)三維繪圖軟件較少，且各軟件之間的文件兼容性能普遍不足，而BIM和GIS的集成應(yīng)用多在 PC端實(shí)現(xiàn)，缺少必要的云端處理和遠(yuǎn)程可視化協(xié)同技術(shù)解決方案。油氣能源企業(yè)必須要開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能軟件協(xié)同系統(tǒng)，支持多軟件在計(jì)算機(jī)并行處理和MES與BIM的頂端設(shè)計(jì)、查詢、數(shù)據(jù)交互，使原有的BIM和GIS系統(tǒng)與前者進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)，加快數(shù)據(jù)傳感和傳輸在BIM模型上的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)更新，促進(jìn)GIS信息系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)與BIM模型的交互［20］。

（2）同時(shí)在油氣田項(xiàng)目施工建造中利用該三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行各子系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)平臺(tái)布置，在建筑設(shè)備上加裝數(shù)據(jù)傳感、溫度監(jiān)控、視頻監(jiān)控、關(guān)鍵崗位人臉識(shí)別等設(shè)備裝置，將數(shù)據(jù)集成至 PC端管控處理中心 MES系統(tǒng)中進(jìn)行子系統(tǒng)運(yùn)行展示與漏洞維護(hù)，提高油氣田項(xiàng)目中安全建造、安全生產(chǎn)、安全運(yùn)營(yíng)的三大“安全”水平。

（3）將各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)與BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)并行與關(guān)聯(lián)。各子系統(tǒng)包括油氣田內(nèi)部油氣生產(chǎn)管控、油氣管道、能源介質(zhì)存儲(chǔ)、生產(chǎn)用水、電、熱、消防、安防等生產(chǎn)自動(dòng)化子系統(tǒng)。

BGM系統(tǒng)平臺(tái)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的操作界面和與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，石油天然氣模型組件不夠完善，市場(chǎng)上軟件廠商對(duì)此不夠重視，各子系統(tǒng)應(yīng)用二次開發(fā)互通互聯(lián)性不夠好，不能做到完美的數(shù)據(jù)、模型、圖像層無(wú)縫處理，是阻礙其大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)。

（4）基于BGM云數(shù)據(jù)平臺(tái)建立智慧油氣田設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)、仿真、生產(chǎn)過(guò)程管理優(yōu)化系統(tǒng)，打通 MES、MIS（管理信息系統(tǒng)，Management Information System）及生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)屏障壁壘，基于三維數(shù)據(jù)空間結(jié)構(gòu)建立全維度或者超維度智慧油氣田的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析及事故征候預(yù)警，完善油氣田應(yīng)急處突事故預(yù)案及事故方案指揮預(yù)演，推演事故方案管理等大數(shù)據(jù)分析模型應(yīng)用。

5 智慧油氣田平臺(tái)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立

首先，BGM系統(tǒng)平臺(tái)的搭建需要消耗大量的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源，但為實(shí)現(xiàn)石油天然氣能源產(chǎn)業(yè)的工業(yè) 4.0行業(yè)發(fā)展需求，數(shù)字油氣田必須擁有自己的數(shù)據(jù)平臺(tái)；其次，為保證數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)安全和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要積極與國(guó)家大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，打造以自由數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)、共有數(shù)據(jù)平臺(tái)為保障的數(shù)據(jù)框架［21］；最后，開源BGM技術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)，積極完善第三方基于BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)及智慧油氣田的子系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)，建立完善的基于BGM數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，為積極加入智慧城市建設(shè)，依托第三方數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)BGM系統(tǒng)模型與智慧城市數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行降級(jí)加密數(shù)據(jù)連接，使需求數(shù)據(jù)在MES子應(yīng)用端數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，從而提高智慧油氣田的精準(zhǔn)產(chǎn)銷結(jié)合。

6 大數(shù)據(jù)油氣田生產(chǎn)與設(shè)施智慧管理平臺(tái)建設(shè)前景和風(fēng)險(xiǎn)分析

基于 BGM大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)在油氣田發(fā)展中的應(yīng)用并不能輕而易舉地滿足實(shí)際工作需要，不能使用“拿來(lái)主義”、生搬硬套，各行業(yè)技術(shù)各有不同，要根據(jù)自身行業(yè)特性和發(fā)展技術(shù)要求達(dá)成所求目標(biāo)，避免出現(xiàn)“水土不服”導(dǎo)致不良結(jié)果出現(xiàn)。

在構(gòu)建油氣田生產(chǎn)與設(shè)施智慧管理平臺(tái)過(guò)程中，首先，要確保應(yīng)用數(shù)據(jù)來(lái)源的穩(wěn)定和可靠，在平臺(tái)建設(shè)初期需要龐大的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，油氣田企業(yè)要根據(jù)自身的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備、質(zhì)量、規(guī)模來(lái)搭建企業(yè)內(nèi)部的信息系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)要持續(xù)保持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的全覆蓋，并與可視化系統(tǒng)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)真實(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)記錄、分析和云存儲(chǔ)，避免出現(xiàn)人為因素干預(yù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真［22］。其次，企業(yè)內(nèi)部信息技術(shù)部門要不斷挖掘和培養(yǎng)人才隊(duì)伍，采取措施逐步培養(yǎng)自己的技術(shù)專家，可以通過(guò)校企合作方式快速配備業(yè)務(wù)人員需求，持續(xù)加大人員配備力度和學(xué)科專業(yè)知識(shí)技能人才引進(jìn)，保證大數(shù)據(jù)技術(shù)在企業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用和推廣。要實(shí)現(xiàn)構(gòu)建用戶的數(shù)據(jù)采集、管理、分析及互動(dòng)服務(wù)功能，不但要有智能感知、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的融入，而且還要制定數(shù)據(jù)模型碰撞檢驗(yàn)并接入可視化系統(tǒng)，因此需要油氣田加強(qiáng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)投入。

在充分了解市場(chǎng)和油氣田構(gòu)建需求后，油氣田企業(yè)要樹立全新的數(shù)字化理念，加強(qiáng)企業(yè)硬、軟件系統(tǒng)建設(shè)，從智慧營(yíng)銷業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)和推廣開始，規(guī)范企業(yè)數(shù)字業(yè)務(wù)導(dǎo)向，根據(jù)實(shí)際情況將大數(shù)據(jù)技術(shù)理念融入到油氣田建設(shè)和智慧平臺(tái)管理中去［23］。同時(shí)油氣田企業(yè)要持續(xù)完善部門人員的數(shù)字理念建設(shè)，積極探索符合構(gòu)建需求和智慧管理的保障管理機(jī)制，企業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)部門要不斷組織一線部門人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)工作，使其更好地使用智慧管理系統(tǒng)，從而建立一支具有專業(yè)知識(shí)的數(shù)字智能化管理團(tuán)隊(duì)［24］。

7 結(jié)論

基于 BGM大數(shù)據(jù)架構(gòu)的油氣田生產(chǎn)與設(shè)施智慧管理平臺(tái)建設(shè)是智慧油氣田在大數(shù)據(jù)背景下的一個(gè)應(yīng)用探索，更是在已有的數(shù)字油氣田基礎(chǔ)上結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)+向工業(yè) 4.0邁進(jìn)的有益實(shí)踐。將“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)與相應(yīng)的智能數(shù)據(jù)技術(shù)軟件相結(jié)合并運(yùn)用起來(lái)，構(gòu)建智慧油氣田，從而全面提高智慧油氣田的精細(xì)化管理，優(yōu)化油氣田資源配置和業(yè)務(wù)流程，擴(kuò)大油氣田資源的整體效益，進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)油氣田企業(yè)健康轉(zhuǎn)型發(fā)展。對(duì)于未來(lái)智慧油氣田的發(fā)展，不管是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂與完善，還是各系統(tǒng)對(duì)接數(shù)據(jù)處理軟件開發(fā)，以及崗位實(shí)際操作人員對(duì) PC端大數(shù)據(jù)軟件的應(yīng)用完善，都需要經(jīng)歷艱難且漫長(zhǎng)的創(chuàng)新實(shí)踐，所以基于BGM的智慧油氣田大數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建只是一個(gè)開始，需要更多的技術(shù)開發(fā)人員和實(shí)際油氣田項(xiàng)目的應(yīng)用參與，智慧油氣田的技術(shù)與理論才會(huì)不斷地升級(jí)完善，才能更好地促進(jìn)中國(guó)石油天然氣行業(yè)的迅速發(fā)展。