油田勘探開發一體化平臺方案研究

(1.成都理工大學地球物理學院 四川 成都 610059；2.北京金雙狐油氣技術有限公司 北京 100193)

一、引言

油田企業信息化建設經過多年的發展已經取得了很大成績，引入、開發推廣了眾多專業軟件、應用管理軟件，解決了很多部門級信息化問題。但是，由于缺乏企業層面整體信息資源規劃，隨著油田各類應用系統不斷引入、開發，系統間信息共享變得更加困難，“信息孤島”問題越發突出。

國外石油公司九十年代中期均已構建起了資源共享的油田模型[1]，建立企業級數據管理中心，逐步實現了勘探開發信息“一體化”，提高了研究水平。世界各大石油公司管理體制的一個重要特征就是勘探開發一體化管理[2]?；趪鴥扔吞镄畔⒒F狀，學習、借鑒國外同行業信息化先進經驗，建設油田勘探開發信息一體化已經成為業界的共識[3]，各油田均在積極研究、推進勘探開發一體化平臺相關工作。

隨著信息化建設的開展和網絡規模的不斷擴大，規范技術標準、健全管理制度的重要性日益顯現[4]。我們結合自身技術積累及多年油田軟件應用經驗，在勘探開發一體化平臺建設、應用方面進行了深入探索及實踐，搭建了基于SOA的一體化集成平臺，整合了勘探、開發各專業數據，搭建起了各類數據可視化應用及輔助決策支持系統等，實現了平臺集成和應用實踐的有機結合。在此基礎上，結合當今最新信息化技術，逐步構建起勘探開發大數據云平臺，通過云端化服務，實現對勘探開發大數據的深度集成、加工、分析處理及深化應用，大幅提高油田技術研究人員工作效率及研究質量，為領導層決策提供更為全面、精準、可靠的決策支持，輔助油田增油上產[5]。

二、建設思路

建設勘探開發一體化集成應用平臺，以消除油田各專業應用信息孤島、提高各崗位技術人員工作效率、提升決策分析科學性及輔助油田增油上產為根本目標，增強數據可視化在油田各專業領域中的應用；建立高度可擴展的一體化應用架構體系，集成基于各油田已建設的各類數據平臺，擴展數據可視化應用平臺，實現油田各專業數據的集成化、可視化、系統化應用，使之高效服務于油田勘探、開發、生產等領域。

三、總體架構

一體化平臺主要包括數據層、平臺層及應用層。設計基于平面GIS導航的關聯查詢模式，集成專業應用組件，搭建討論決策環境，形成勘探開發一體化工作平臺[6]。一體化平臺是由多應用系統構成，存在多管理系統、多功能模塊、多類型設備，為種類繁多的系統單元提供統一的多管理系統接入窗口、統一訪問界面、統一管理風格等實現內部信息關聯[7]。

(一)設計理念

我們倡導勘探開發一體化應用系統的可擴展性、模型標準性、實時性等基本理念。因此，在平臺架構設計中應該體現如下幾個理念：

1.具備可擴展性，可快速響應企業業務環境變化需要，能夠迅速完成企業所需的新的應用開發及部署[8]。

2.具備統一的模型標準，包括滿足業務運行及管理的業務邏輯模型，滿足數據儲存的數據模型及實現數據可視化應用的二三維空間模型等[8-9]。

3.構建勘探開發云平臺[10]，提供企業級安全管理、分布式存儲、分布式計算、高性能負載均衡管理、各類企業級應用服務、集約化運維管理等，實現集勘探開發各專業技術研究人員、管理人員等崗位的統一工作云平臺。

4.使用互聯網+數據、互聯網+信息、互聯網+成果的方式將勘探開發數據與互聯網平臺進行深度融合，充分與云服務相結合，在云平臺上快速地對相關信息進行共享、瀏覽、分析、處理、可視化及生成報告等日常工作。

(二)數據服務層

數據服務層主要包括二方面數據：A、各專業數據集成、儲存、索引及元數據管理；B、可視化相關的格式、符號、修飾、分類標準、圖元等數據存儲及索引。通過數據適配器(集成的專業數據接口)、圖形適配器(可視化相關數據接口)向平臺集成層提供各類數據服務。

數據服務層可以進行多數據庫源及讀寫庫信息的配置管理，實現已有數據庫或新加數據庫的交互管理，數據服務根據用戶命令的不同自動識別并分發到相應數據庫提取數據。在數據適配器中對地震數據體、三維數據體、測井曲線等勘探開發專業非結構化數據單獨進行了模型構建，定制了專用的非結構化數據的訪問接口，在準確定位數據的同時還大大提高了加載效率。

(三)平臺集成層

平臺集成層主要功能包括：A、集成數據管理平臺和可視化應用平臺；B、向系統外部提供平臺集成接口服務標準，以便于其他外部應用接入，體現了平臺的開放性及高度可擴展性，可以與不同操作系統、不同客戶端進行無縫鏈接。

平臺集成層包含了一系列的網絡服務(Web Services)以及各類API接口，研發人員可以方便地與平臺進行交互。

1.數據可視化平臺。數據可視化層構建在平臺集成層，向下耦合圖形適配器，獲取、加工可視化成圖相關格式、符號、修飾、分類標準、圖元等數據；向上為數據動態成圖應用提供各類所需服務。

2.數據管理平臺。數據管理平臺位于平臺集成層，一方面通過數據適配器連接底層數據服務層，獲取各專業應用數據；另一方面，對集成到平臺的各類專業數據進行加工處理，向應用層提供各類數據服務，如可視化成圖應用所需數據服務、輔助決策所需數據服務等。

(四)應用服務層

應用服務層位于平臺架構的頂層，架構在平臺集成層之上，為油田用戶提供各類專業應用功能?？梢园T如井筒描述、地震解釋、變速成圖及生產輔助決策等一系列應用系統。這些系統可以為新開發的軟件系統，也可以在已有應用系統的基礎上，增加對平臺層中相應服務接口的支持，實現對數據庫中各類信息的訪問操縱，有機地融入一體化平臺中。

四、平臺遵循的規范

一體化平臺涉及勘探開發諸多專業，對于構建這樣復雜的一體化應用軟件系統，制定統一的標準規范是實現平臺可擴展性及實時性的基礎保障。平臺建設需要遵守面向服務架構SOA規范、數據圖形格式交換標準及數據模型與數據交換標準。

五、平臺架構優勢

通過建立分層式多層架構間的標準接口服務規范，實現了各層間的松耦合，增強了整個架構的高度可擴展性，支撐了開放的系統集成架構，便于后續逐步集成各類已有系統及新系統。

(一)可視化優勢

在開放的技術架構支撐下，實現了勘探開發專業數據和圖形的無縫對接，即實現了數據到圖形、圖形到數據的無縫切換，所見即所得。通過數據到圖形，能夠直觀展示數據變化規律，對比圖形到數據可以分析圖形變化的內在原因。這種圖形數據無縫對接機制，大幅提高了勘探、開發等各專業人員的工作效率。

(二)數據檢索優勢

在一體化平臺中，不僅要實現規則數據的檢索接口，還要實現眾多專業異構數據的檢索接口，可以根據用戶數據的需求對檢索內容自動進行綁定。通過這種方式，不僅實現了各類規則數據的快速檢索、處理，還可以對諸如三維地震數據體、測井曲線、空間模型等專業數據的快速抽取插值，真正地達到了所需即所得。隨著勘探開發一體化軟件功能的不斷擴展，數據檢索也會越來越完善，云檢索的優勢也會越來越明顯。

(三)云管理優勢

勘探開發云平臺的構建，使得平臺部署實施更簡單、數據高度安全、企業應用無處不在。只要在總部部署一套系統即可完成整個廣域網的監測，二級單位和三級單位無需部署監控系統，只需登錄總系統，將被云平臺監控系統監控和管理，無論身在何處均可以通過授權使用云平臺提供的各類企業應用服務。

六、數據可視化技術

在勘探開發一體化平臺中，最主要的是如何將數據與圖形有機的結合在一起，實現動靜態數據結合，達到數據即是圖形、圖形即是數據的目標，因此數據可視化技術在平臺中起到了至關重要的作用。通過全方位、多角度的可視化集成環境，使勘探、開發專業科研人員實現所想即所得的信息獲取需求，數據可視化技術主要包括數據可視化格式標準規范及可視化關鍵技術。

(一)可視化標準規范

數據可視化標準采用的是PCG2.0標準，即《石油地質與地球物理圖形數據PCG格式規范》(Q/SY 1833-2015)，采用XML方式進行保存。規范主要包括了格式標準、符號標準、修飾標準及分類標準，可以描述平面圖、柱狀圖、剖面圖及交會圖等。

(二)可視化關鍵技術

可視化關鍵技術主要包括快速、模板化成圖技術、圖形關聯數據的自動綁定導航技術及等值線自動勾繪技術等。

七、結論

勘探開發一體化的重要基礎之一是信息一體化，實現各種勘探開發技術、方法的應用與集成，是勘探開發一體化系統運行的目標和結果。結合以上勘探開發一體化平臺建設的方案，我們在西部、東部的相關油田進行了實踐及應用，實現了平臺數據的統一管理，平面圖、柱狀圖、剖面圖及交會圖的快速可視化，基于地質圖件的漫游瀏覽、圖元導航及相關空間分析功能，取得了較好的應用效果。

需要指出的是，盡管已經在一些油田進行有益的探索和實踐，但應用范圍畢竟有限，加之石油行業業務所固有的多元性和復雜性，要實現數據可視化技術和勘探開發一體化平臺的深度應用還需要油田廣泛深入的參與，并通過示范工程，完善、拓展平臺相關應用體系，使之更適合油田業務發展。

由于作者認識水平有限，不足之處在所難免，請有關專家共同研究與探討。

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