淺析中國(guó)石油石化數(shù)字化油田建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向

[摘 要] 數(shù)字油田的概念源于數(shù)字地球，數(shù)字油田實(shí)際上并不是“舶來(lái)”品，這一概念于1999年末誕生在我國(guó)大慶油田。2008年12月31日在克拉瑪依誕生全球首個(gè)數(shù)字化大油田。中國(guó)石油石化已有8個(gè)油田實(shí)施了數(shù)字化油田項(xiàng)目。實(shí)際上，數(shù)字油田是逐步發(fā)展與完善的，是一個(gè)系統(tǒng)工程。所謂的數(shù)字化油田就是建設(shè)一套超大型的SCADA系統(tǒng)。數(shù)字化油田是油田信息化建設(shè)的最終戰(zhàn)略目標(biāo)，得到了全世界石油企業(yè)的廣泛關(guān)注。

[關(guān)鍵詞] 中國(guó)石油石化； 油田信息化； 數(shù)據(jù)中心； 數(shù)字化油田； 現(xiàn)狀； 發(fā)展方向

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 23. 032

[中圖分類號(hào)] F270.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2013）23- 0061- 04

0 引 言

對(duì)于中國(guó)石油而言，推進(jìn)信息化與工業(yè)化的相互滲透、相互融合，是建設(shè)綜合性國(guó)際能源公司的必然選擇，是提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理水平、促進(jìn)業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化和跨部門的業(yè)務(wù)優(yōu)化、加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部控制、提高決策質(zhì)量和效率、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的重要手段。建設(shè)綜合性國(guó)際能源公司，必須以集團(tuán)公司統(tǒng)一集成、先進(jìn)實(shí)用的信息系統(tǒng)平臺(tái)作為支撐。

總公司對(duì)信息化建設(shè)非常重視，大力投入，不但成立了總公司信息化技術(shù)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，且每年年初召開(kāi)一次中石油全系統(tǒng)的信息化技術(shù)工作座談會(huì)。從集團(tuán)公司內(nèi)部環(huán)境來(lái)看，集團(tuán)公司黨組始終把信息化工作作為重要的議事日程，成立了信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組和信息管理部，理順了管理體制，編制了統(tǒng)一的信息技術(shù)總體規(guī)劃，加大了資金投入力度，使集團(tuán)公司的信息化建設(shè)步入了新的歷史發(fā)展階段，不斷朝著數(shù)字化油田建設(shè)方向邁進(jìn)。

數(shù)字化油田建設(shè)已成為熱點(diǎn)，中石油“十一五”信息技術(shù)規(guī)劃如圖1所示，今后若干年將投入100多億元加強(qiáng)數(shù)字化油氣田建設(shè)。數(shù)字油田已經(jīng)成為石油企業(yè)信息化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，得到了全世界石油企業(yè)的廣泛關(guān)注。

1 企業(yè)信息化建設(shè)的3個(gè)階段

從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DW，Data Warehouse）和商業(yè)智能（BI，Business Intelligence）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。商業(yè)智能（BI）和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DW）技術(shù)可以幫助企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)不同層次的領(lǐng)導(dǎo)和管理人員，對(duì)業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)積累的大量數(shù)據(jù)和信息加以整合，為管理者和決策人員提供綜合的、全面的信息和靈活方便的分析手段，以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的整體和特定方面的監(jiān)控，甚至進(jìn)一步挖掘出蘊(yùn)藏在數(shù)據(jù)和信息深處的規(guī)律和聯(lián)系，使之轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)價(jià)值的知識(shí)，為業(yè)務(wù)發(fā)展服務(wù)。

企業(yè)與政府機(jī)構(gòu)的信息化建設(shè)，大致都會(huì)經(jīng)歷以下3個(gè)階段。

第一階段，是部門級(jí)與基礎(chǔ)信息化階段。在這一階段，機(jī)構(gòu)內(nèi)往往是一些需求最迫切的部門首先建立了管理信息系統(tǒng)，如財(cái)務(wù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)等。

第二階段，是企業(yè)級(jí)信息化階段。這一階段政府機(jī)構(gòu)與企業(yè)往往已經(jīng)擁有了幾個(gè)分別建設(shè)的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)期望從總體角度建設(shè)高度集中的或互相連接的綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，如MIS，MES，ERP，OA等。

第三階段，是企業(yè)或政府機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略與決策信息化階段。其目標(biāo)是建立完整的綜合電子商務(wù)或電子政務(wù)體系。此時(shí)企業(yè)或政府機(jī)構(gòu)往往有比較完整的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)一般主要處理當(dāng)前和近期的業(yè)務(wù)流程，使用者只是具體業(yè)務(wù)處理和執(zhí)行人員。

在企業(yè)信息化過(guò)程中，如何理順信息流程，并進(jìn)一步有效地利用數(shù)據(jù)，從浩瀚的數(shù)據(jù)海洋中迅速找出對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策有價(jià)值的信息，已成為企業(yè)決策者越來(lái)越關(guān)心的問(wèn)題。

2 中國(guó)石油“十一五”信息化建設(shè)成就

“十一五”期間，中國(guó)石油ERP系統(tǒng)建設(shè)高歌猛進(jìn)。短短5年間，ERP系統(tǒng)從無(wú)到有，從試點(diǎn)運(yùn)行到覆蓋所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)物流、信息流和資金流的三流合一，以及從分散向集中建設(shè)的歷史性跨越。這是信息化建設(shè)的里程碑，是集團(tuán)公司的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)工程。

2008年，集團(tuán)公司提出“三年基本建成ERP系統(tǒng)”的目標(biāo)后，各單位將ERP系統(tǒng)建設(shè)作為信息化工作的有力抓手，將ERP建設(shè)一步步推進(jìn)。截至2010年12月底，集團(tuán)公司所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域全部搭建大集中的ERP系統(tǒng)平臺(tái)，煉油與化工、化工品銷售、油品銷售、天然氣與管道、工程技術(shù)、工程建設(shè)、裝備制造、科研及其他單位8個(gè)領(lǐng)域ERP系統(tǒng)全面建成應(yīng)用（具體規(guī)劃項(xiàng)目投資進(jìn)度內(nèi)容可參見(jiàn)圖2），勘探與生產(chǎn)、海外勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域ERP基本建成，實(shí)施單位達(dá)到132個(gè)，上線單位121個(gè)，上線單位系統(tǒng)用戶占計(jì)劃用戶總數(shù)的95%。其中，人力資源管理系統(tǒng)于2008年全面建成應(yīng)用，為集團(tuán)公司專業(yè)化管理和“三控制一規(guī)范”工作提供有力支持。“三年基本建成ERP系統(tǒng)”的目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)。

5年里，中國(guó)石油沒(méi)有走分散建設(shè)獨(dú)立系統(tǒng)的彎路，直接建設(shè)全局性信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。如今，中國(guó)石油已搭建起大集中的ERP系統(tǒng)平臺(tái)，整體提升信息系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量。

根據(jù)“十一五”信息技術(shù)總體規(guī)劃的工作安排，為全面完成信息技術(shù)總體規(guī)劃所提出的各項(xiàng)任務(wù)，集團(tuán)公司信息管理部組織領(lǐng)導(dǎo)實(shí)施了信息工作“三大工程”，堅(jiān)持信息化“十字”工作方針、“六統(tǒng)一”原則。就是抓好集團(tuán)公司信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)“三大工程”建設(shè)，貫徹執(zhí)行好信息化“十字”工作方針，即“統(tǒng)一、成熟、兼容、實(shí)用、高效”。建設(shè)和應(yīng)用統(tǒng)一集成的信息系統(tǒng)，必須堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”的原則。

5年里，中石油集團(tuán)公司緊緊圍繞“資源、市場(chǎng)、國(guó)際化”三大戰(zhàn)略目標(biāo)，加快中石油“十一五”信息技術(shù)總體規(guī)劃實(shí)施步伐。集團(tuán)公司以ERP為核心的整個(gè)信息化建設(shè)成果斐然，已有51個(gè)信息系統(tǒng)形成集團(tuán)公司統(tǒng)一平臺(tái)。集中統(tǒng)一的信息系統(tǒng)正打造著生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)強(qiáng)大的“神經(jīng)系統(tǒng)”。在國(guó)資委進(jìn)行的中央企業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)中，中國(guó)石油連續(xù)兩年被評(píng)為A級(jí)，信息化水平處于央企前列。

3 數(shù)字化油田的定義

隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的深入，數(shù)字油田的概念也處于不斷的發(fā)展之中，因此，到目前為止，數(shù)字油田尚無(wú)一個(gè)確切的概念，就目前的應(yīng)用而言，數(shù)字油田一般可以描述為：

數(shù)字油田是以油田為研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)和高速網(wǎng)絡(luò)為載體，以空間坐標(biāo)信息為參考，將油田生產(chǎn)和管理的多種數(shù)據(jù)進(jìn)行高度融合，在建立油田生產(chǎn)和管理流程各種優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，利用仿真和虛擬等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維可視化表達(dá)，實(shí)現(xiàn)橫向上涵蓋整個(gè)油田地域，縱向上油田從地面到地下的多層次信息定位，提高油田總體信息分析能力，以支持油田的勘探和開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)深入需要，從總體上輔助油田經(jīng)營(yíng)管理的決策分析，進(jìn)一步挖掘各個(gè)環(huán)節(jié)潛在的價(jià)值，為油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好信息支撐環(huán)境。

或者定義為：“數(shù)字化油田”就是通過(guò)各種數(shù)據(jù)的集成，把實(shí)體的油田放到計(jì)算機(jī)里和網(wǎng)絡(luò)上，整個(gè)油田可以通過(guò)計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出來(lái)。

數(shù)字油田的概念源于數(shù)字地球。1998年美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢隽藬?shù)字地球的概念。數(shù)字油田實(shí)際上并不是“舶來(lái)”品，這一概念誕生在中國(guó)最大的油田——大慶油田。1999年末，大慶油田率先在全球范圍內(nèi)提出了數(shù)字油田的概念。全球第一個(gè)數(shù)字化大油田2008年12月已經(jīng)在新疆克拉瑪依誕生。

具體來(lái)說(shuō)，數(shù)字化油田包括兩層含義。

從廣義角度看，數(shù)字油田是全面信息化的油田，即指以信息技術(shù)為手段全面實(shí)現(xiàn)油田實(shí)體和企業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化。

從狹義角度看，數(shù)字油田是一個(gè)以數(shù)字地球?yàn)榧夹g(shù)導(dǎo)向，以油田實(shí)體為對(duì)象，以地理空間坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)融合，可用多媒體和虛擬技術(shù)進(jìn)行多維表達(dá)，具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化特征的技術(shù)系統(tǒng)，即一個(gè)以數(shù)字地球技術(shù)為主干，實(shí)現(xiàn)油田實(shí)體全面信息化的技術(shù)系統(tǒng)。

數(shù)字化油田在以下6個(gè)方面發(fā)揮了作用：

（1） 掌握了油田所有實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，還能找到油田已經(jīng)勘探開(kāi)發(fā)的全部資源。

（2） 實(shí)現(xiàn)了部門業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦公、打造成功“電子機(jī)關(guān)”。

（3） 實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)基地?cái)?shù)據(jù)共享、自動(dòng)采集，以便實(shí)時(shí)決策。

（4） 減少了科研人員收集整理資料的時(shí)間。

（5） 提供了全方位的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息。

（6） 實(shí)現(xiàn)了油田的可視化管理。

所謂的數(shù)字化油田就是建設(shè)一套超大型的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）系統(tǒng)。

4 中國(guó)石油石化數(shù)字化油田技術(shù)實(shí)際運(yùn)用

石油石化行業(yè)是我國(guó)信息化建設(shè)較早的行業(yè)之一，現(xiàn)階段的重點(diǎn)就是加速推動(dòng)“數(shù)字化油田”的建設(shè)，油田數(shù)字化不僅僅是技術(shù)、設(shè)備的數(shù)字化，更是管理的數(shù)字化。“數(shù)字化油田”充分利用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、油藏管理技術(shù)、數(shù)據(jù)整合技術(shù)、數(shù)據(jù)共享與交換技術(shù)，結(jié)合油田地理環(huán)境和地質(zhì)特點(diǎn)，集成、整合現(xiàn)有資源，創(chuàng)新技術(shù)和更新管理理念，提升工藝過(guò)程的監(jiān)控水平、與生產(chǎn)管理過(guò)程智能化水平，建立全油田統(tǒng)一的生產(chǎn)管理、綜合研究的數(shù)字化管理平臺(tái)，借以實(shí)現(xiàn)“同一平臺(tái)、信息共享、多級(jí)監(jiān)視、分散控制”，讓行業(yè)數(shù)字化的作用充分發(fā)揮。

4.1 大慶油田

2003年初，大慶油田公司調(diào)整了信息化建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組。信息中心于2002 年制訂了《大慶油田有限責(zé)任公司2003-2005年信息化建設(shè)總體規(guī)劃》，2003年初該規(guī)劃在公司決策層獲得通過(guò)，數(shù)字油田建設(shè)目標(biāo)得到進(jìn)一步明確。主要包括：

（1） 大慶基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。

（2） 大慶油田地面建設(shè)信息系統(tǒng)。

（3） 大慶油田勘探數(shù)據(jù)庫(kù)。

（4） 大慶油田開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)。

（5） 油藏模擬。

4.2 勝利油田

2000年原勝利油田將油氣勘探開(kāi)發(fā)主體部分重組改制成為中國(guó)石化勝利油田有限公司，存續(xù)部分為勝利石油管理局。目前，勝利油田已建成包括勘探、開(kāi)發(fā)等在內(nèi)的管理信息系統(tǒng)，具體如下：

（1） 勝利油田勘探信息系統(tǒng)。

（2） 勝利油田油氣開(kāi)發(fā)信息系統(tǒng)。

（3） 勝利油田油氣鉆井信息系統(tǒng)。

（4） 勝利油田地面建設(shè)信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)由勝利油田與北京輝彪信息技術(shù)有限責(zé)任公司合作建設(shè)。

（5） 其他。采油信息系統(tǒng)、物資供應(yīng)信息系統(tǒng)、技術(shù)檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)化信息系統(tǒng)和綜合管理信息系統(tǒng)。

4.3 中原油田

（1） 中原油田勘探開(kāi)發(fā)圖形管理系統(tǒng)。

（2） 勘探開(kāi)發(fā)可視化系統(tǒng)。

4.4 大港油田

目前，大港油田基本實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化，并由大港油田集團(tuán)公司負(fù)責(zé)整個(gè)大港油田企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)。

（1） 大港油田生產(chǎn)日?qǐng)?bào)系統(tǒng)。

（2） 大港油田生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

（3） 鉆井工程數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。

（4） 大港油田勘探開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)。

（5） 大港油田QHSE體系管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（6） 其他系統(tǒng)。① 物資管理系統(tǒng)。② 財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)。③ 公文收發(fā)系統(tǒng)。

4.5 克拉瑪依油田

（1） 新疆準(zhǔn)噶爾盆地克拉瑪依油田數(shù)字化油田概況。

（2） ERP難在統(tǒng)一部署。也在做ERP，但主要是做下游煉廠這一部分。

（3） 安全大于天。為此，油田建立了一套應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)，形成了一個(gè)綜合的安全管理系統(tǒng)。

此外，數(shù)字油田建設(shè)涉及經(jīng)營(yíng)管理、油田生產(chǎn)、科研等眾多領(lǐng)域，應(yīng)用需求較為復(fù)雜。

到目前為止，油田的系統(tǒng)平臺(tái)上已經(jīng)提供了70多套應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)于油田的生產(chǎn)、科研和管理各個(gè)領(lǐng)域。

4.6 華北油田

在大量現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)字化基礎(chǔ)上，運(yùn)用分析診斷功能，進(jìn)行智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)從單井到場(chǎng)站全過(guò)程關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、處理分析和輔助決策。2008年采油工藝研究院研發(fā)的“華北油田數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程測(cè)控?cái)?shù)字化技術(shù)”順利通過(guò)鑒定。

4.7 長(zhǎng)慶油田

開(kāi)發(fā)建設(shè)了數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要以油、水兩大系統(tǒng)為主線，結(jié)合生產(chǎn)崗位日常管理內(nèi)容劃分為12個(gè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)對(duì)油區(qū)道路進(jìn)行管理，自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的自檢。

4.8 塔里木油田

在中石油信息管理部“六統(tǒng)一”原則下，原本已自行啟動(dòng)、實(shí)施的“數(shù)字化油田”建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理部，隨之取消，信息化建設(shè)融合到“中石油十一五信息規(guī)劃”中。

隨著我國(guó)“數(shù)字油田”建設(shè)的不斷深入，信息化技術(shù)已經(jīng)在推動(dòng)油田持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用，為提升油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力作出了積極貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前油氣行業(yè)已經(jīng)在宣傳數(shù)字技術(shù)，并改變企業(yè)的管理和組織方式。與其他行業(yè)相比，石油行業(yè)傳輸數(shù)據(jù)的距離要遠(yuǎn)得多，雖然推行數(shù)字技術(shù)的表現(xiàn)比其他行業(yè)好許多，但在適應(yīng)技術(shù)變化和商業(yè)需求方面還面臨很多挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)未來(lái)數(shù)字油田會(huì)朝著經(jīng)營(yíng)模式（商業(yè)智能）變革的方向發(fā)展。

另外，數(shù)字油田技術(shù)的前沿領(lǐng)域包括：四維和全波地震處理解釋、地震和油藏模擬之間的轉(zhuǎn)換、自動(dòng)油氣發(fā)現(xiàn)、閉環(huán)控制、管理軟件開(kāi)發(fā)。這些是未來(lái)數(shù)字油田技術(shù)突破的重點(diǎn)領(lǐng)域。

中國(guó)油田信息化還處在初級(jí)階段，可能很多人認(rèn)為有了PC，可以上網(wǎng)，有很多業(yè)務(wù)軟件使用，信息化就實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)不然，信息化的高級(jí)階段應(yīng)該是準(zhǔn)確快速處理、查詢、分析數(shù)據(jù)。當(dāng)前，中國(guó)很多油田部門的普通業(yè)務(wù)系統(tǒng)還不夠完善，更不要說(shuō)建設(shè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)了。

油田期待以信息化的技術(shù)和方法來(lái)解決生產(chǎn)和管理中存在的問(wèn)題或進(jìn)一步提高生產(chǎn)和管理水平，信息化在當(dāng)前和未來(lái)石油生產(chǎn)和管理中存在巨大的實(shí)際應(yīng)用需求。數(shù)字油田的實(shí)現(xiàn)將大大提升油田生產(chǎn)、管理水平，為油田創(chuàng)造巨大的效益。