創(chuàng)建油田企業(yè)“閉合回路”

周維琴++張曉莉

在油田進入“三高”開發(fā)階段后期，資源接替不足的矛盾日益突出，成本投入劇增的態(tài)勢日趨明顯，如何實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最佳化，需要我們不斷地細(xì)化油藏經(jīng)營管理。

“閉合回路”本是一種重要的物理現(xiàn)象，應(yīng)用在油田企業(yè)動態(tài)管理中，使操作層與技術(shù)層、技術(shù)層與管理層之間形成雙向循環(huán)的“閉合回路”管理，將能促進技術(shù)與管理的高度黏合，確保系統(tǒng)內(nèi)部有效鏈接，從根本上提高技術(shù)應(yīng)用的效果及制度落實的質(zhì)量和效益，促進油田建設(shè)的高效、全面發(fā)展。

操作層與技術(shù)層的“閉合回路”

借助數(shù)字化應(yīng)用平臺，操作層與技術(shù)層建立“閉合回路”，才能實現(xiàn)單井的及時有效管理維護。技術(shù)層通過現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)實時了解當(dāng)前單井的運行狀態(tài)，分析油、水井生產(chǎn)特征、預(yù)測變化規(guī)律，對于異常運行單井經(jīng)過分析制定相應(yīng)的措施方案及作業(yè)要求，同時下達(dá)操作執(zhí)行命令于操作層；操作層按照操作執(zhí)行命令及要求即時維護異常單井，同時實時向技術(shù)層匯報工作開展情況、過程異常情況、任務(wù)完成情況，及時請示作業(yè)過程中的難題、操作中的困境、各項要求落實中的瓶頸，不斷反饋執(zhí)行任務(wù)是否符合要求、符合現(xiàn)場實際實施情況，然后技術(shù)層根據(jù)反饋情況再次優(yōu)化調(diào)整執(zhí)行方案，直至問題的解決。只有技術(shù)層的不斷優(yōu)化調(diào)整與操作層反饋實現(xiàn)同頻共振，技術(shù)層的指導(dǎo)與操作層的請示匯報相得益彰，技術(shù)層實施技術(shù)的制定與操作層實施監(jiān)督相互促進，才能從根本上提升工作、落實質(zhì)量和技術(shù)應(yīng)用效果，從而合理開發(fā)油藏。（閉合回路模型建立如圖1所示）

數(shù)據(jù)庫、軟件系統(tǒng)等先進技術(shù)可以對單井監(jiān)控參數(shù)進行系統(tǒng)自動分析，篩選出運行異常的井及分析結(jié)果提供給技術(shù)層。其過程和步驟主要有三點：首先，對于每口井每個重點監(jiān)控參數(shù)設(shè)定合理運行閥值。技術(shù)人員根據(jù)單井長期健康運行情況及油藏合理變化規(guī)律，對每口井重點運行參數(shù)設(shè)置合理運行范圍閥值，當(dāng)某一運行參數(shù)超過給定閥值時，系統(tǒng)自動進入智能、分析狀態(tài)。其次，進入智能分析狀態(tài)，制定維護方案，同時調(diào)整方案（運量）數(shù)值，在滿足約束條件下比較各可行解方案。系統(tǒng)根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)進行智能分析，發(fā)現(xiàn)該井的偶然性變化特征和階段性變化趨勢，根據(jù)分析結(jié)果找到有變差趨勢的隱形問題，同時按照方案庫提供的匹配維護方案制定維護控制措施。最后，驗證優(yōu)化數(shù)據(jù)，擇優(yōu)選取最佳方案。新方案，通過變（運）量的調(diào)整即在滿足約束條件下，調(diào)整方案中各關(guān)鍵環(huán)節(jié)頂點變量數(shù)值，從一個執(zhí)行方案（可行解），找到另一個接近最優(yōu)化的新一組可行解方案，再檢驗是否最優(yōu)，直至得出最優(yōu)解，提供給技術(shù)人員。

技術(shù)人員從系統(tǒng)中獲取運行異常單井的維護控制方案，然后在此基礎(chǔ)上再次優(yōu)化方案，同時根據(jù)當(dāng)前油藏發(fā)展、經(jīng)營、管理政策，調(diào)整最優(yōu)維護控制方案給操作層。

技術(shù)層與管理層間“閉合回路”

根據(jù)現(xiàn)代油藏管理理念，技術(shù)層與管理層建立“閉合回路”模型（如圖2所示）才能建立起適應(yīng)油藏經(jīng)營管理需要的精細(xì)化運作模式。當(dāng)前先進的信息技術(shù)及管理理念正把油田開發(fā)引向智能信息管理階段，在油藏開發(fā)的各個階段，都需要大量數(shù)據(jù)的支持同時也有大量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，通過獲取有效數(shù)據(jù)的支持，技術(shù)人員才能開展油藏工程和經(jīng)濟評價，以決定經(jīng)濟可行的開發(fā)方案，制定出技術(shù)條件可行、經(jīng)濟條件允許及與制定目標(biāo)相一致的最適宜的開發(fā)方案。各個階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化為對油藏更深入的認(rèn)識，用于指導(dǎo)油藏開發(fā)，提高對油田生產(chǎn)的預(yù)測能力，通過優(yōu)化開采，達(dá)到有效地開采油藏。

通過對油藏開發(fā)各個階段采集的數(shù)據(jù)進行分析、有效化處理后，存入歷史數(shù)據(jù)庫，然后對歷史數(shù)據(jù)庫進行整合、歸類、優(yōu)化、解釋后形成專家?guī)臁⒅R庫，面向應(yīng)用的主題數(shù)據(jù)庫、方法庫及模型庫等。在此基礎(chǔ)上服務(wù)于專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和各類應(yīng)用系統(tǒng)，在每個環(huán)節(jié)中實現(xiàn)規(guī)范的數(shù)據(jù)服務(wù)。在油藏每個開發(fā)階段，通過對專家?guī)旖⒉煌s束條件和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，利用CBR（Case-Based Reasoning）技術(shù)針對技術(shù)層形成最優(yōu)化開發(fā)和采竭方案，針對管理層得出最優(yōu)經(jīng)營管理決策解。

建立“閉合回路”模型前路漫漫

隨著科技水平的提高，數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析處理能力將成為企業(yè)競爭的核心，油田企業(yè)也不例外，擁有有效數(shù)據(jù)及成熟的數(shù)據(jù)分析處理能力是建立閉合回路模型的前提保障。然而，由于油田企業(yè)信息化發(fā)展水平比較滯后，要向“閉合回路”模型的管理模式邁進，還要面臨五大挑戰(zhàn)：

專業(yè)軟、硬件系統(tǒng)不完善。專業(yè)軟、硬件系統(tǒng)雖已逐步配備，但距離各層面的應(yīng)用管理仍顯不足且應(yīng)用不均衡，如專業(yè)分析軟件缺乏和需要升級；硬件系統(tǒng)陳舊，需要補充與更新；專業(yè)數(shù)據(jù)分析處理軟件還不能充分發(fā)揮作用，尤其在數(shù)據(jù)挖據(jù)方面還沒有進行深入應(yīng)用。

油藏信息資源管理手段落后。主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)格式不能兼容，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)資源保存不全面，數(shù)據(jù)處理能力不夠四大方面。

精細(xì)油藏管理工作問題眾多。主要存在研究手段不夠精細(xì)、缺乏一體化平臺支撐、階段性研究成果難為下一步研究提供支撐等問題。、

現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足油藏管理與分析的需要。目前應(yīng)用軟件開展油藏分析研究的力度仍然不夠，應(yīng)用油藏數(shù)值模擬成果跟蹤、分析指導(dǎo)油田開展動態(tài)調(diào)配和措施挖潛的力度仍然不夠，數(shù)據(jù)挖掘及計算機輔助決策的能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到。油藏開發(fā)效果評價與動態(tài)分析系統(tǒng)需要逐步完善，復(fù)雜的數(shù)據(jù)模擬計算系統(tǒng)、單井業(yè)務(wù)分析主題建立與應(yīng)用、油藏知識管理平臺以及面向油田開發(fā)的基于CBR的綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)等輔助決策支持系統(tǒng)依然缺乏。

缺乏專業(yè)的數(shù)據(jù)分析人員，缺乏數(shù)據(jù)獲取及分析技能。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)據(jù)的支撐作用認(rèn)識不夠，不重視數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，在人才引進和培養(yǎng)方面，未考慮數(shù)據(jù)分析方面的專業(yè)人才，企業(yè)目前數(shù)據(jù)分析處理和清洗的能力幾乎為零。

（作者單位：寧夏銀川中石油長慶油田分公司第三采油廠）