胡青 岳婷 馬楠 張建東(長慶油田采油二廠數字化與科技信息中心 甘肅慶陽 745100)
隨著油田信息化、數字化建設發展,各類用于生產管理、技術研究的應用系統數量不斷增加。因各系統間數據關聯性小和一致性差,造成數據無法共享,基層數據仍需員工通過傳統的Excel報表進行手工錄入和計算,生產管理工作效率低下,存儲安全性不高,研究建立廠級核心數據庫及作業區綜合報表系統開發應用已經勢在必行。
(1)開發設計采油二廠標準的數據庫模型、字典,開發規范、開發性的數據庫接口,解決數據集成和數據應用的問題,為后期對其他系統數據接入提供服務。
(2)自動生成滿足作業區生產需求的綜合報表系統,簡化員工填寫數據數量,實現固定與自定義報表生成、多樣式展示及導出。
(3)建設第二采油廠作業區報表平臺,滿足報表的填報、審核、自動匯總、展示,用于對生產開發的重要數據進行存儲、歸檔、靜態化和持久化。
3.3.1 總體架構
形成“大平臺、小應用”架構,應用服務采用集中式集群部署,可滿足油田公司建設統一開發數據平臺,也可滿足各廠獨立的業務需求。集中式部署報表集群服務,對各廠應用提供高效服務,便于統一管理和維護。采用集中式部署的數據庫集群,對各廠數據庫進行邏輯隔離,形成熱插拔數據庫,在不影響各廠存儲的前提下,形成公司統一的生產開發核心數據庫。

圖1 報表系統總體架構
3.3.2 物理路線
采用集群式集中化部署,分為數據庫集群、報表服務集群和應用集群,因應用服務器對應的采油廠較多,對應用服務器進行虛擬化集群,統一部署在長慶油田公司機房,專人維護。

圖3 報表系統物理路線集群圖
中心數據庫建設是數字油田建設的基礎,集團公司在建設勘探與生產技術數據系統(A1)和油氣水井生產數據管理系統(A2)的過程中,總結了多年數據資源建設成果,遵循國際石油行業標準POSC,借鑒業界成熟的商業數據庫EDM業務分類標準建立了EPDM模型。
借助集團公司EPDM模型標準,設計長慶油田采油廠生產核心數據庫的數據模型也是項目的一大部分工作,數據模型是公司和各采油廠的核心數據資產,模型的標準化有助于提升數據結構的高可用性。 數據模型設計工作既要滿足各廠報表開發需求,也要滿足EPDM模型設計要求。

圖4 EPDM模型標準
3.5.1 數據庫開發思路
(1)核心數據庫設計。通過對所有與生產相關的數據和業務需求進行整理分析,充分利用自動采集的數據,抓取專業系統分析結果數據,以及人工補錄部分數據,統一數據存儲運算,規范審核機制,開放數據接口,建立完整的生產核心數據庫。
(2)數據錄入規范統一,保留傳統報表辦公模式。一是開發統一數據錄入窗口,實現對作業區生產管理組織架構、油層開發屬性、措施作業類型等基本名稱和信息的統一錄入,確保數據名稱、類型等基本參數規范、統一標準。二是開發符合實際生產的數據錄入功能,實現作業區在日常填報、審核數據的同時,同步完成對系統數據的錄入,并自動對數據進行整理、計算和共享,最大限度保留作業區日常辦公的操作習慣,減輕員工錄入工作量。
(3)開放接口,實現系統間數據共享,數據分析、利用最優化。統一規范數據庫接口,實現核心數據庫、油水井工況系統、SCADA系統等系統數據的共享接入,利用核心數據庫進行運算和存儲,實現各系統數據的快速讀取和分析。
3.5.2 作業區綜合報表開發思路
通過對作業區現有規范的綜合報表進行統計、分類,一類報表是以作業區調控中心為主導,由站點收集填報,井區、調控中心進行逐級審核和補錄,其實時性相對較強,主要用于日常生產動態監控;另一類是以作業區技術組為主導,以產量監控報表為基礎,借助油水井工況分析系統,由站點收集填報,井區、技術組進行逐級審核和補錄,每24小時編制的技術分析報表,其編制時間較長,相對滯后,主要用于單井生產分析與技術研究。
(1)實現錄入審核“三統一”,實現自定義審核。通過規范數據錄入報表、填報單位、填報時間、審核單位、審核流程機制,實現站-井區-作業區多級填報審核,同時增加數據自定義校準驗證,保證入庫數據的準確性。
(2)建立安全存儲機制,讓數據安全風險可防、可控、可追溯。通過優化存儲模型和內置的硬件冗余等保護措施,確保數據發生災難后及時恢復,同時根據用戶權限和IP地址設定數據訪問限制,記錄操作日志,最大限度地保障數據庫運行的安全性,避免了傳統Excel報表錄入和分散存儲等帶來的安全弊端。
(3)建立數據智能化分析,自定義查詢分析。廠核心數據庫關聯油水井生產動態、井筒工況、地面工藝、井組注采、區塊(油藏)動態等數據模型,將人工經驗轉化為系統智能“經驗庫”,數據更加全面和直觀,減輕技術人員統計分析的工作量,減少人為計算數據錯誤因素的影響,為油田開發提供可靠的科學決策。
為了解決各作業區、機關生產、技術管理部門制定的報表種類、報表格式不一致,報表數量偏多等問題,減輕員工重復錄入工作量。全面規范整合報表,有效整合完成作業區油水井生產、站庫集輸動態、生產監控等22張報表,實現標準化報表的推廣應用。
報表系統主要有五大功能,即系統管理、數據錄入、數據審核、報表展示、數據分析,其中,系統管理部分主要面向管理員用戶,報表填報人員可忽略此部分,數據分析由于需求未定,此部分暫未開發。
系統管理主要由組織機構及用戶、系統角色、功能模塊、數據字典、基礎數據、報表管理、審核流程、解鎖報表、通知公告、系統日志10個功能模塊組成。
4.1.1 組織機構及用戶
組織機構列舉出了作業區下轄所有中心站、站點、生產技術室、調度中心等職能機構,此模塊的主要功能是管理(新增、刪除、修改)組織機構和管理用戶。
4.1.2 系統角色
系統角色主要囊括報表使用中所涉及的用戶角色類型,后期可根據實際情況進行修改。此模塊的主要功能是為用戶賦予權限。
4.1.3 基礎數據
此模塊的主要功能是維護作業區所有井組、井、罐、泵、加熱爐等基礎信息,若在實際生產中有諸如新增井、修改泵罐等情況,應在此模塊中及時維護進去,否則會影響報表填報人員的正常錄入。
4.1.4 審核流程
此模塊的主要功能是配置報表的審核流程,比如站點填報的站點分井采油日報,填報完成以后要通過兩級(比如中心站、作業區)部門的審核,則在此處配置時分為兩個步驟,第一步是配置一級(中心站)審核,首先填寫節點名稱,比如說中心站審核,然后依次選擇審核部門、審核角色、有效節點(選擇是)、開始節點(選擇是)、結束節點(選擇否),第二步是配置二級(作業區)審核,配置流程和一級審核一樣,不同的是開始節點選擇否,結束節點選擇是。
4.1.5 其他
系統管理功能除了以上介紹的四個主要功能模塊以外,還有報表解鎖、通知公告、系統日志三個模塊,其中報表解鎖就是當數據填報人員完成填報以后,點擊頁面的提交按鈕,此時數據無法再進行編輯,若要重新修改數據,則需向管理員用戶申請解鎖該報表,報表才可重新編輯;通知公告模塊主要的功能是向作業區用戶發布一些公告,例如提醒填報人員哪張報表沒有填寫等等;系統日志的主要功能是記錄用戶登錄報表系統的一些登錄信息,比如某用戶在某段時間進行了哪項操作,這樣如果數據出現問題,也可以很好地進行排查,可以定位到哪個IP的電腦填報數據出了問題,需要注意的是,系統日志信息只保存最近30天的信息。
4.2.1 填報流程
進入報表系統界面,根據管理員提供的用戶名登錄該系統,點擊報表填報,找到需要填報的報表,點擊填報校,學選擇填報時間即可進入報表錄入界面,數據錄制完成以后點擊提交按鈕即可。
4.2.2 數據審核
進入報表系統界面,根據管理員提供的用戶名登錄系統,點擊數據審核,找到需要審核的報表,點擊報表名稱鏈接可查看報表數據,經審核無誤后,選中該報表,提交審核意見即可
4.2.3 報表展示
報表展示的功能是將報表填報人員錄入的數據展示到頁面上,類似于填報完成以后的查看功能,報表展示的數據是無法編輯的,若需修改數據,則應在相應報表的填報界面對數據進行修改,修改完成以后保存數據,則數據會同步到相應的報表展示界面,需要注意的是,管理員可以查看作業區所有展示報表。如井下作業視頻監控動態日報表、重點監測站報表、停(限)電影響原油生產日統計表、井下作業視頻監控動態日報、集輸動態日報等。
完善規范了采油廠生產報表體系,實現報表統一化、信息化管理,減少了數據重復錄入,提高了數據利用率,實現報表自動生成,消除人工編制報表。
以采油七廠建立生產核心數據庫及作業區綜合報表為基礎,結合其他廠的廠庫模型(如采油一廠等),建立長慶油田采油二廠西峰采油三區開發數據庫模型的標準、屬性規范值及作業區報表標準模板,待系統穩定后在其他作業區進行推廣應用,各作業區在推廣應用過程中應繼承和遵循油田公司的標準及規范,并結合本單位應用實際,形成本單位的統一模型、屬性值及作業。
通過在采油廠建立生產核心數據庫,規范、統一數據錄入源,對生產過程的所有相關數據進行集中管理和分析,生成的報表數據分析更加全面和直觀,充分發揮數據信息化管理的優勢,提高工作效率。隨著核心數據庫的發展和成熟,以及應用系統的更新升級,老舊數據庫逐步淘汰,核心數據庫將為生產管理發揮更加巨大的作用。