面向數字油田的信息資源規劃

劉爾康

摘 要 本文探討了數字油田的基本概念和典型案例，從數字油田的規劃策略、信息資源規劃流程等角度對數字油田的信息資源規劃的主要環節進行了分析。

關鍵詞 數字油田；信息資源；規劃；

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0073-02

1 概述

石油產業在我國是國有企業主導的產業，具有地位重要、跨學科跨專業的技術密集型產業。隨著技術的不斷進步，石油產業的信息化數字化也已經成為石油企業提升競爭力的重要舉措。因此數字油田建設已經成為上游油田企業在信息化建設方面的核心內容和戰略目標[ 1 ]。就目前的發展現狀看，國內數字油田建設的主要問題在于國內信息技術總體水平和國外先進系統之間存在著差距，主要體現在勘探開發等生產環節的一體化方面，此外在供應鏈、ERP、電子商務等方面也較為完善，我國石油企業在這一方面較為薄弱，在信息化建設的運行機制上也存在差距，涉及到管理運作流程、系統應用等方面的實施還存在體制機制上的問題。

2 數字油田相關概念

2.1 基本概念

數字油田的概念始于2000年左右，其基本理念是參考數字地球，而以油田作為對象，利用信息技術和網絡載體，將油田生產中的各類資源、生產、經營管理等數據實現系統化融合，提高信息分析能力和油田管理的決策分析水平。

由于在數字油田的內涵定義上不同流派的專家學者之間存在較大的差異，大致看可分為廣義數字油田和狹義數字油田，因此，類型的劃分對于數字油田的架構存在較大的差異，比較典型的代表是基于GIS的數字油田結構，以及基于虛擬可視化決策的數字油田系統結構。前者注重油田在可視化方面的應用，后者則更偏向于為油田的生產提供各類決策支持。

2.2 典型案例

國內在數字油田方面較為典型的案例是大慶油田的數字油田建設方案[ 2 ]。該方案理論上屬于狹義數字油田的結構框架，該框架由7層構成，從上到下分別為戰略層→集成層→應用層→模型層→專題層→數據層（含數據倉庫子層、專業主體庫子層和源數據子層）→環境層。各層的主要功能大致為：1）戰略層，該層為最高層，決定數字油田的主導方向，其基本目標是實現企業再造；2）集成層，該層為次高層，主要是實現對系統中應用層和其他除戰略層以外的各層之的融合，并提供統一入口；3）應用層，在大慶油田的這套數字油田方案中，應用層主要集中了石油專業和經營管理相關的各種應用軟件，這一層中的內容最為豐富，同時也是技術難度最高的一層；4）模型層，在這一層中主要是定義地質、企業兩類模型，其主要目的是實現仿真功能；5）專題層，這一層主要是建立研究/應用專題數據庫，結合數據層中的數據，實現雙層數據結構以確保數據層的穩定性和可靠性；6）數據層，該層是數字油田的底層結構之一，主要是包含各類數據庫和非結構化數據體的基礎平臺（含各類研究、經營、管理、文檔資料等）等，這一層中的內容是整個數字油田的基礎信息；7）環境層，這一層為大慶油田數字油田7層結構的最底層，主要是各類信息化基礎設施系統。

3 數字油田規劃策略

我國國有大型石油企業的信息化發展歷程都是在政府積極推動下進行的，早在2006年就制定了規劃時間點至2020年的信息化發展戰略，經過過去將近十年的建設，我國石油企業的信息化發展已經基本實現了全方位和多層次的發展目標，在數據的集成、共享和系統轉變等方面已經初步實現了中央企業信息化工作指導意見中提出的基本要求。在數字油田方面，規劃的主要任務則是在當前的已經達到的信息化的基礎上，在核心業務應用系統以及綜合信息管理系統方面達到世界先進水平，通過對數字油田構架以及應用的進一步發展，提高石油企業的管理水平和管控能力，為此應對數字油田未來的發展制定相應的發展規劃，本文將就這一問題展開論述。

3.1 規劃目標

在未來數字油田規劃中，其主要規劃目標是以油田數據中心為核心，以油田各類相關信息為基礎結合計算機技術，形成油田信息化基本框架。其主要內容是基于油田基礎數據庫、儲運工程數據庫、勘探開發數據庫等形成油田區域數據中心，形成勘探和開發協同的油藏信息集成和應用，同時建成生產調度一體化的生產調度指揮系統，全面提高企業在制定生產、應急預案和油田管理的自動化程度。為實現上述目標，主要應從兩個方面進行規劃設計，一是戰略數據規劃；二是數據管理標準化兩個方面，現分別對這兩個方面的規劃簡述如下。

3.2 戰略數據規劃

在理論界已基本達成的共識是在信息系統開發中應當以數據為中心，因此在制定戰略數據規劃時，應充分考慮到油田系統不斷累積的海量數據，這一基本特征促使油田企業必須剬利用更新換代的計算機技術和信息基礎設施來提高數據處理的效率。在設計數據模型時應遵循數據類型和數據結構獨立于處理過程的形式，即滿足數據類型和結構的穩定性，建成以數據為中心的現代數據處理系統。該系統主要有3個主要的流程構成：第一個流程是數據生成和數據維護部分，該部分是數據的基礎來源和操作部分，第二流程包含了數據倉庫、主體數據庫、系統及軟件3個主要的部分，第三個流程則完成單據生成、匯總分析、信息查詢和審計等功能。

但在編制戰略數據規劃時應當以現有的數據為基礎，利用信息組織方法和技術，將數據結構不合理和冗余混亂的數據進行規劃化的整理，通過優化充足數據接口來滿足未來高層次數據環境的應用和集成需要。

3.3 數據管理標準化

油田生產、管理數據類型極其多樣化，因此油田信息資源管理標準化問題牽涉到的內涵非常廣泛，如果無法建立標準化的油田數據結構，油田的信息化和數字化也就無從談起。信息資源的管理的主要標準包括數據管理標準、邏輯數據庫標準、新數據元素標準、信息分類編碼標準、概念數據庫標準和用戶視圖標準五大類[3]，按照上述5類標準來實施數據的標準化對于建立數字油田系統關系重大，應在實際操作中嚴格遵循。

4 信息資源規劃流程

4.1 規劃基本流程

油田信息資源規劃本質上屬于信息資源規劃的一個部分，隸屬于信息工程技術范疇，其實施依據是數據的穩定原理和信息工程方法。盡管信息資源規劃在不同各行業的之間存在一定的差異，但主要的實施過程和方法是類似的，都可以分為信息資源規劃方案和信息工程實施方案兩個基本的模塊。

1）業務需求分析 在本部分中的難點是對業務需求的分析，主要體現在用戶需求的規范化和概念化的表達方面很難真正實現，實際上業務需求分析是信息資源規劃的關鍵環節，會影響整個的油田業務流程，在這一階段的關鍵是協調油田滾動勘探開發各個階段中的信息共享與交流；2）職能域分析，職能域值油田企業組織結構中的主要業務活動領域，通過對職能域的分析建立職能模型，實現對以職能為單位的模型劃分后，還需要對各單位的業務流程進行分析，該部分工作主要由專門的分析人員完成；3）業務活動分析，業務活動分析涉及到的面極廣，其主要任務是對業務流程中工作的細化分析；4）建立系統功能邏輯模型，在完成上述過程后，需建立系統功能邏輯模型，理順體系中的各個業務模型邏輯關系，形成職能域→業務過程→業務活動模型，為建立共享主體數據庫打好基礎。

4.2 信息資源規劃的系統建模

本階段的建模屬于第二階段的建模，是在前一階段“職能域→業務過程→業務活動”模型的基礎上完成系統功能模型，其目標是完成用戶功能定制，其主要步驟包括：1）明確子系統的功能與目標；2）完成對各子系統功能模塊的功能設計；3）根據功能設計完成程序實現模塊。

4.3 信息資源規劃數據建模

本部分的數據建模主要步驟包括：1）建立概念數據模型，為各類主題定義實體大組；2）建立邏輯數據模型，完成數據的結構化和規范化；3）數據元素的標準化和規范化，對表重元素進行標準化信息分類和審核；4）結構建模，該部分是利用信息工程中的理論實現數據和各功能模型的耦合，從而實現數據的充分利用和功能實現。

參考文獻

[1]王權，楊斌，張萬里.數字油田及其基本構架[J].油氣田地面工程，2014（12）：13-15.

[2]王權.大慶油田有限責任公司數字油田模式與發展戰略[D].天津：天津大學，2013.

[3]司馬冰.石油化工信息化現狀和發展趨勢[J].數字化工，2014（12）：24-26.