油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理信息化輔助探究

畢艷昌 伊春濤

隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，油田井增人減、產(chǎn)量效益等矛盾日益突出，對(duì)油田生產(chǎn)管理提出了更高的要求，迫切需要融合各類數(shù)據(jù)資源，迅速響應(yīng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)化、管理決策的精準(zhǔn)化、動(dòng)態(tài)分析的科學(xué)化，從而提高管理效能。通過(guò)共享業(yè)務(wù)專家經(jīng)驗(yàn)，采取信息化新技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理持續(xù)優(yōu)化，推動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)向生產(chǎn)價(jià)值轉(zhuǎn)化，可有效輔助油田生產(chǎn)決策，緩解油田人力不足、工作效率低下等矛盾。

一、主要問(wèn)題

一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組織效率低。管理指標(biāo)以及所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散于各專業(yè)系統(tǒng)中，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)需要經(jīng)歷找數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)篩選和異常數(shù)據(jù)排除等多個(gè)步驟，各個(gè)系統(tǒng)間主數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，部分專業(yè)數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容覆蓋不全。二是對(duì)集團(tuán)公司統(tǒng)建系統(tǒng)依賴性強(qiáng)。很多業(yè)務(wù)管理規(guī)則和方法固化在條塊分割的統(tǒng)建系統(tǒng)上，需要進(jìn)行深入的二次開(kāi)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的縱向貫通、橫向拓展，技術(shù)自主性差，開(kāi)發(fā)工作量大、周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)需求。三是支撐油田管理能力不足。部分業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析依賴于生產(chǎn)單位填報(bào)，時(shí)效低且統(tǒng)計(jì)算法不統(tǒng)一，業(yè)務(wù)部門間不能隨時(shí)掌握同一工作的開(kāi)展情況，分析滯后，調(diào)整管理策略不及時(shí)。

要解決上述問(wèn)題，一是需要及時(shí)、準(zhǔn)確掌握油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)的實(shí)施情況，提高生產(chǎn)決策依據(jù)的精準(zhǔn)率。二是需要通過(guò)信息化手段貫穿各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)管理流程，提高開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理的效率。三是需要通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、智能計(jì)算等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的分析預(yù)測(cè)，提前進(jìn)行方案措施調(diào)整，提高生產(chǎn)管理效能。這就需要我們要按照油田開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)需求，充分利用油田豐富的數(shù)據(jù)資源，深入運(yùn)用新的信息技術(shù)，建立一個(gè)科學(xué)、統(tǒng)一、靈活、易維護(hù)的油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理輔助平臺(tái)，提升油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理信息化水平，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。

二、平臺(tái)設(shè)計(jì)

研究以“主數(shù)據(jù)+業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)+指標(biāo)數(shù)據(jù)”為主題的多維建模方法，實(shí)施數(shù)據(jù)加工與定制和多源數(shù)據(jù)的快速整合，建立以“管理指標(biāo)” 為核心標(biāo)簽的主題庫(kù)，推動(dòng)數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化轉(zhuǎn)變。建立一個(gè)能夠高效展示的多維數(shù)據(jù)圖表，支持功能靈活定制的軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)新功能的快速開(kāi)發(fā)，以支持不同技術(shù)人員的協(xié)同工作需求。研發(fā)多專業(yè)協(xié)同管理主題應(yīng)用環(huán)境，支持多部門、多專業(yè)不同角度下協(xié)同管理需求。以產(chǎn)量運(yùn)行管理為例，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤，主動(dòng)推送注水調(diào)整、措施調(diào)整對(duì)產(chǎn)量的波動(dòng)影響信息，便于多部門、多專業(yè)協(xié)同工作，及時(shí)針對(duì)異常進(jìn)行調(diào)整，提高整體管理效果。

平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)4個(gè)專業(yè)主題應(yīng)用。在注水管理主題方面，分析注水管理工作中對(duì)注入井的宏觀管理、問(wèn)題定位與對(duì)策等業(yè)務(wù)內(nèi)容，設(shè)計(jì)注水管理主題環(huán)境，靈活展示各級(jí)組織、各類區(qū)塊注水量、注水質(zhì)量、有效時(shí)率、分水率等指標(biāo)波動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)在不同管理單元、不同驅(qū)動(dòng)方式、不同開(kāi)采層系下的注水精準(zhǔn)管控。在方案跟蹤主題方面，實(shí)現(xiàn)油田大修、壓裂、大型壓裂等方案實(shí)施過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤，便于掌握各類方案實(shí)施進(jìn)度和動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)隊(duì)伍布局，提高作業(yè)隊(duì)伍效能。在措施后跟蹤管理主題方面，實(shí)現(xiàn)油水井措施后生產(chǎn)恢復(fù)情況的實(shí)時(shí)跟蹤和分析，輔助措施井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析和重點(diǎn)治理工作，提升措施后生產(chǎn)能力。在長(zhǎng)停井管理主題方面，實(shí)現(xiàn)油田長(zhǎng)停井的現(xiàn)狀、分級(jí)、預(yù)警、治理等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)匯總分析和單井?dāng)?shù)據(jù)鉆取跟蹤，提升長(zhǎng)停井信息化跟蹤管理能力。

三、平臺(tái)研發(fā)

（一）技術(shù)架構(gòu)

平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)層、模型層、引擎層、工具層、平臺(tái)層。數(shù)據(jù)層涵蓋中國(guó)石油統(tǒng)建A1、A2、A5系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)接任意結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)，也可將相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)映射到一個(gè)統(tǒng)一的項(xiàng)目庫(kù)中統(tǒng)一使用。模型層將數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)映射到同一空間結(jié)構(gòu)中，包括表信息、字段信息、表與表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、主從關(guān)系、維度信息等，圖表工具基于數(shù)據(jù)模型去動(dòng)態(tài)生成SQL、驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，為圖表及智能問(wèn)答提供數(shù)據(jù)引擎。引擎層是系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)，為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)、邏輯、功能、界面的驅(qū)動(dòng)，涵蓋模型處理引擎、數(shù)據(jù)訪問(wèn)引擎、報(bào)表解析引擎、智能問(wèn)答引擎。引擎層可通過(guò)模型層訪問(wèn)數(shù)據(jù)，也可跳過(guò)模型層直接訪問(wèn)相關(guān)數(shù)據(jù)源。工具層是在引擎與數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)之上，通過(guò)可視化、0編程方式，實(shí)現(xiàn)圖表的定義、智能問(wèn)答等應(yīng)用。工具層主要包括三個(gè)模塊，基于模型的圖表定制工具、基于SQL的圖表定制工具和智能問(wèn)答配置工具，可將業(yè)務(wù)人員實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中的各類圖表以可視化方式快速、高效地定制出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)集中管理、授權(quán)查看、分崗展示。工具層定制的各類圖表功能，可靈活注冊(cè)到平臺(tái)中，由管理員通過(guò)界面定制、角色授權(quán)，實(shí)現(xiàn)面對(duì)特定業(yè)務(wù)人員的分發(fā)。同時(shí)平臺(tái)支持集成第三方BS應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn)更多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一應(yīng)用。

（二）功能架構(gòu)

平臺(tái)主要包括多元異構(gòu)主題庫(kù)數(shù)據(jù)模型管理、報(bào)表可視化定制、應(yīng)用集成管理和基于業(yè)務(wù)指標(biāo)的智能問(wèn)答4個(gè)模塊。多元異構(gòu)主題庫(kù)數(shù)據(jù)模型管理模塊，主要包括數(shù)據(jù)字典管理、主維度管理、維度鏈管理、級(jí)聯(lián)管理等功能。通過(guò)這些功能，解耦業(yè)務(wù)專業(yè)術(shù)語(yǔ)與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建基本實(shí)體的基本屬性，形成數(shù)據(jù)模型的立體化管理。報(bào)表可視化定制模塊，主要包括CS圖表設(shè)計(jì)器、圖表后端服務(wù)、BS前端圖表展示。通過(guò)這些功能，可自動(dòng)組織生成SQL語(yǔ)句，支持動(dòng)態(tài)圖表無(wú)代碼設(shè)計(jì)和維度信息自動(dòng)穿透，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的去專業(yè)化。應(yīng)用集成管理模塊，主要包括用戶體系、資源體系、呈現(xiàn)體系、開(kāi)發(fā)接口四部分。通過(guò)這些功能，支持各類報(bào)表按主題環(huán)境集中管理、分類呈現(xiàn)，可集成第三方WEB應(yīng)用，并通過(guò)角色、用戶授權(quán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)主題應(yīng)用的精細(xì)化管控?；跇I(yè)務(wù)指標(biāo)的智能問(wèn)答模塊，主要包括PC端呈現(xiàn)、移動(dòng)端呈現(xiàn)、后端支撐服務(wù)以及自然語(yǔ)言配置。通過(guò)這些功能，將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成SQL語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的智能處理與可視化展示。

（三）數(shù)據(jù)架構(gòu)

基于主數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)架構(gòu)能夠有效打通各業(yè)務(wù)鏈條，統(tǒng)一規(guī)范數(shù)據(jù)語(yǔ)言，消除數(shù)據(jù)孤島，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，在企業(yè)信息化戰(zhàn)略中處于重要地位。平臺(tái)采用基于油水井的主數(shù)據(jù)架構(gòu)，將數(shù)據(jù)劃分為基本實(shí)體、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、區(qū)塊數(shù)據(jù)、計(jì)劃數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)5類，并規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。同時(shí)將各類主數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)映射到一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體中，組成一個(gè)“點(diǎn)、線、面、體”的空間結(jié)構(gòu)，為多維報(bào)表展示及智能問(wèn)答提供底層數(shù)據(jù)支撐。

四、應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)兩年的持續(xù)攻關(guān)，搭建了“主數(shù)據(jù)+業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)+指標(biāo)數(shù)據(jù)”的多維主題數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，研發(fā)了一個(gè)數(shù)據(jù)互聯(lián)、業(yè)務(wù)貫通的油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理輔助平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的快速整合和統(tǒng)計(jì)分析的個(gè)性化定制，滿足了油田生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理的多變信息化需求。

通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，平臺(tái)已在油田15家采油單位廣泛應(yīng)用，大幅提高了生產(chǎn)管理所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的組織效率，實(shí)現(xiàn)了靈活、豐富的指標(biāo)計(jì)算和報(bào)表定制，實(shí)現(xiàn)了PC端和手機(jī)端的雙端同步信息展示，為各級(jí)管理人員的生產(chǎn)決策提供了便捷的平臺(tái)支撐，激發(fā)了數(shù)據(jù)要素活力，促進(jìn)了數(shù)據(jù)向業(yè)務(wù)價(jià)值轉(zhuǎn)化，應(yīng)用效果良好，有效提升了油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理水平。

五、結(jié)語(yǔ)

油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理輔助平臺(tái)為油田精準(zhǔn)分析、高效決策提供了較好的信息化支撐，其基于主數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)架構(gòu)和靈活易擴(kuò)展的定制化功能能夠滿足今后一個(gè)時(shí)期油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理的多變性、復(fù)雜性的信息化增長(zhǎng)需求，在油田領(lǐng)域具有一定的推廣前景。

作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)事業(yè)部