基于商業(yè)智能的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析

范志弘 劉沛鑫 周欽宇 羅靜宜 楊云杰

天然氣是一種清潔能源，具有豐富的資源儲量和廣泛的應(yīng)用前景。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，天然氣需求量不斷增加。然而，天然氣開發(fā)過程中存在著諸多技術(shù)和管理問題，產(chǎn)生了諸多負(fù)面影響。建立科學(xué)合理的指標(biāo)模型，對天然氣開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行分析和評估，對于提高開發(fā)效率、保障安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。因此，為了促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提升天然氣生產(chǎn)單位的開發(fā)對標(biāo)管理水平，十分有價(jià)值。

在天然氣開發(fā)過程中，傳統(tǒng)的指標(biāo)管理方法往往采用手工記錄和報(bào)告的方式，難以滿足快速決策需求。而商業(yè)智能（BI）技術(shù)具有數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化等多種能力，能夠快速獲取和處理大量的數(shù)據(jù)信息，并將其轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的決策支持信息，為指標(biāo)分析的數(shù)字化、智能化提供了新的思路和方法。基于BI的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型綜合運(yùn)用了數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析、趨勢預(yù)測等多種技術(shù)手段，能夠?qū)μ烊粴忾_發(fā)指標(biāo)進(jìn)行全面、深入的分析和評估，為天然氣生產(chǎn)單位提供科學(xué)的決策支持。

本文基于BI技術(shù)，針對天然氣開發(fā)的特點(diǎn)，構(gòu)建了四套、四維度、三級的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型，實(shí)現(xiàn)了從氣區(qū)到單井的多層級數(shù)字化管理和對標(biāo)常態(tài)化管理。通過統(tǒng)一的指標(biāo)算法和嚴(yán)格的開發(fā)指標(biāo)對標(biāo)管理機(jī)制，全面挖掘指標(biāo)價(jià)值，發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題和管理問題，并在天然氣開發(fā)業(yè)務(wù)中對該模型進(jìn)行應(yīng)用和驗(yàn)證。本文的研究成果將有助于提高天然氣生產(chǎn)單位的開發(fā)對標(biāo)管理水平，促進(jìn)天然氣開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。

（一）商業(yè)智能技術(shù)簡介

商業(yè)智能技術(shù)是一種基于數(shù)據(jù)分析和決策支持的工具，它可以幫助企業(yè)從海量的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，并為企業(yè)的管理決策提供支持。商業(yè)智能技術(shù)包括數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、在線分析處理、報(bào)表和查詢等多個(gè)方面，共同構(gòu)成了商業(yè)智能系統(tǒng)。商業(yè)智能技術(shù)在企業(yè)的管理決策中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的目標(biāo)：數(shù)據(jù)分析和決策支持、業(yè)務(wù)分析和優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)管理和控制。

（二）油氣領(lǐng)域商業(yè)智能技術(shù)國內(nèi)外應(yīng)用

目前，BI技術(shù)在國內(nèi)外油氣領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。大慶油田工程有限公司在采油與地面工程運(yùn)行管理系統(tǒng)的建設(shè)過程中應(yīng)用BI技術(shù)，從不同維度展示業(yè)務(wù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了采油與地面工程相關(guān)業(yè)務(wù)生產(chǎn)的變化趨勢分析及決策支持。馬來西亞國家石油公司使用BI工具，在做出業(yè)務(wù)或運(yùn)營決策時(shí)生成更具洞察力的報(bào)告。斯倫貝謝使用BI工具對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以更好了解鉆井性能并預(yù)測地區(qū)平均作業(yè)性能。沙特阿美利用數(shù)據(jù)挖掘、可視化分析和預(yù)測分析技術(shù)，研究了開發(fā)儲層工程商業(yè)智能工作流程的方法。此外，在歷史匹配質(zhì)量檢查、海洋油田環(huán)境事故分析與數(shù)據(jù)質(zhì)量管理領(lǐng)域也有相關(guān)應(yīng)用研究。

但大部分BI技術(shù)應(yīng)用研究集中于采油開采領(lǐng)域，在天然氣開發(fā)指標(biāo)分析方面的應(yīng)用還比較有限，尤其缺少頁巖氣與致密氣領(lǐng)域應(yīng)用。同時(shí)國內(nèi)外一些研究成果研究往往局限于單一領(lǐng)域指標(biāo)的分析，對指標(biāo)體系設(shè)計(jì)和指標(biāo)分析模型構(gòu)建方面涉及較少，缺乏對多指標(biāo)多維度的聯(lián)動分析和決策支持的探討。此外，現(xiàn)有研究往往忽略了指標(biāo)數(shù)據(jù)的來源和準(zhǔn)確性問題，對指標(biāo)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制和優(yōu)化缺乏系統(tǒng)性的研究。

（一）天然氣開發(fā)指標(biāo)體系

對天然氣開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行分析的目的是進(jìn)行對標(biāo)管理，第一步是建立完整的指標(biāo)體系。為此，結(jié)合氣田開發(fā)涉及的專業(yè)領(lǐng)域，針對生產(chǎn)單位，建立四套四維度三級開發(fā)指標(biāo)對標(biāo)體系。四套分別指氣區(qū)、常規(guī)氣、頁巖氣和致密氣，氣區(qū)指標(biāo)是常規(guī)氣、頁巖氣和致密氣都具備的共性指標(biāo)。常規(guī)氣、頁巖氣和致密氣的指標(biāo)體系分別在氣區(qū)指標(biāo)的基礎(chǔ)上增設(shè)了各領(lǐng)域個(gè)性指標(biāo)。四維度分別指開發(fā)技術(shù)水平、生產(chǎn)管理水平、可持續(xù)能力和經(jīng)營效益水平。三級中，一級指標(biāo)僅是指標(biāo)分類，無具體值，二級指標(biāo)多為根據(jù)氣田開發(fā)的相對性指標(biāo)，三級指標(biāo)主要是二級指標(biāo)的計(jì)算參數(shù)。各維度指標(biāo)數(shù)量如表1所示。

（二）天然氣開發(fā)指標(biāo)計(jì)算與評價(jià)

二級指標(biāo)得分采用功效系數(shù)法，將指標(biāo)轉(zhuǎn)換為分?jǐn)?shù)，如以下公式（4）：

二級指標(biāo)得分=（指標(biāo)值-低線值）/（高線值-低線值）×（高線分-低線分）+低線分 （4）

高、低線分分別設(shè)置為100分和60分。高、低線值根據(jù)指標(biāo)類型，按照行業(yè)水平、公司要求或者開發(fā)方案指標(biāo)設(shè)置。單項(xiàng)二級指標(biāo)得分區(qū)間統(tǒng)一設(shè)置為0至120分。進(jìn)步得分按照年度單位綜合得分差值進(jìn)行計(jì)算，按照以下公式（5）計(jì)算：

進(jìn)步得分=（當(dāng)年單位綜合得分-上年單位綜合得分）×25% （5）

（一）數(shù)據(jù)報(bào)表開發(fā)系統(tǒng)搭建

基于BI的數(shù)據(jù)報(bào)表開發(fā)系統(tǒng)部署，為天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型構(gòu)建與應(yīng)用提供了工具。利用平臺具備多源數(shù)據(jù)整合、業(yè)務(wù)主題數(shù)據(jù)管理、可視化分析等技術(shù)能力，結(jié)合公司管理要求，改變傳統(tǒng)人工的紙質(zhì)、辦公軟件等數(shù)據(jù)匯總方式，提高效率，統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑、減少數(shù)據(jù)冗余，準(zhǔn)確及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程、管理過程中的短板，持續(xù)提供數(shù)據(jù)支撐。依托于商業(yè)智能工具能力，可以充分利用已沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，分析出工藝、生產(chǎn)、管理過程中更深層次的各類相關(guān)性因素，滿足業(yè)務(wù)層和領(lǐng)導(dǎo)層不同層次的管理需求和數(shù)據(jù)分析需求。改變業(yè)務(wù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析模式，突破數(shù)據(jù)分析量級限制，數(shù)據(jù)量限制從百萬行提升到上億行，實(shí)現(xiàn)了任意維度組合分析、聯(lián)動鉆取。

（二）天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型構(gòu)建

天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型構(gòu)建過程中，首先業(yè)務(wù)指標(biāo)管理需要利用信息化手段實(shí)現(xiàn)開發(fā)指標(biāo)的定義、計(jì)算方法及取值來源等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于各單位查詢應(yīng)用。應(yīng)用信息化手段實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的自動匯總計(jì)算，統(tǒng)一計(jì)算口徑與標(biāo)準(zhǔn)，使計(jì)算過程可見可追溯，使計(jì)算結(jié)果更具有一致性和可比性。調(diào)研分析核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，基于報(bào)表開發(fā)系統(tǒng)，建立專題數(shù)據(jù)倉庫，包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫和離線數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直連和抽取。進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)采集方案，提高數(shù)據(jù)層的自動化程度，降低數(shù)據(jù)整合的工作量和出錯(cuò)率。完善數(shù)據(jù)采集和處理流程，采用前沿?cái)?shù)據(jù)開發(fā)處理工具，通過低代碼的數(shù)據(jù)采集技術(shù)和數(shù)據(jù)清洗技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。同時(shí)借助報(bào)表工具報(bào)表開發(fā)功能和數(shù)據(jù)補(bǔ)錄功能，對于商業(yè)智能平臺進(jìn)行功能和數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。最終基于數(shù)據(jù)報(bào)表開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)建天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化分析，通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、離線等技術(shù)手段，提高數(shù)據(jù)使用效率與處理性能，支撐分析決策的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。

（三）天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型應(yīng)用效果

基于BI的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型實(shí)際應(yīng)用中取得了以下效果。

1.改變了業(yè)務(wù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析模式，數(shù)據(jù)從百萬行突破到上億行，分析效率提升10倍以上，幫助業(yè)務(wù)更快發(fā)現(xiàn)問題，找到原因，制定方案甚至是戰(zhàn)略決策。

2.針對開發(fā)指標(biāo)構(gòu)建的專題數(shù)據(jù)倉庫，提升指標(biāo)運(yùn)算速度，實(shí)現(xiàn)從分鐘級到秒級的質(zhì)的飛躍，極大優(yōu)化業(yè)務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)分析體驗(yàn)，并加速推動了數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。

3. 構(gòu)建指標(biāo)分析模型，實(shí)現(xiàn)從單一指標(biāo)的固定分析，到多指標(biāo)多維度的任意組合聯(lián)動鉆取分析、趨勢變化分析，幫助業(yè)務(wù)更好的通過指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)問題，提升管理水平。

4. 將多業(yè)務(wù)鏈數(shù)據(jù)有效整合集成，打破數(shù)據(jù)孤島，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與多維度聯(lián)合協(xié)同分析決策提供一站式解決方案與支持環(huán)境。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷拓展，基于 BI的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型將不斷完善和優(yōu)化，為天然氣開發(fā)提供更好的支持和保障。同時(shí)，在應(yīng)用該模型的過程中，也需要注意以下幾點(diǎn)。

1.充分了解業(yè)務(wù)實(shí)際情況，建立合理的指標(biāo)體系和計(jì)算方法，確保指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.建立完善的數(shù)據(jù)采集、處理和分析機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

3.采用多種安全措施，確保數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

4.建立預(yù)警機(jī)制和改進(jìn)措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，提高管理效率和決策水平。

5.不斷優(yōu)化和改進(jìn)模型，提高其適用性和可靠性，為天然氣開發(fā)提供更好的支持和保障。

綜上所述，基于BI的天然氣開發(fā)指標(biāo)分析模型是一種科學(xué)、高效、可靠的對標(biāo)管理工具，可以實(shí)現(xiàn)對開發(fā)過程中各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)字化管理和分析，提高管理效率和決策水平，實(shí)現(xiàn)對標(biāo)管理的目標(biāo)和效果。

作者單位：中國石油西南油氣田分公司數(shù)字智能技術(shù)分公司