智能化管理系統(tǒng)在錄井生產(chǎn)運(yùn)行中的應(yīng)用展望

黃祥正，陳 春，鄭 輝

（川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，成都 610051）

0 引言

錄井生產(chǎn)管理發(fā)展至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)人機(jī)交互和自動化管理，擺脫了原始人工手動記錄的工作模式，既減少了人力又極大提高了工作效率，為錄井生產(chǎn)管理智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。智能化發(fā)展的核心要素應(yīng)具備自動地獲取和存取知識的能力、邏輯判斷與推理的能力、問題求解的能力和自動學(xué)習(xí)的能力。隨著5G 技術(shù)的普及，構(gòu)建井場高速物聯(lián)網(wǎng)，不同專業(yè)、不同單位一體化協(xié)同運(yùn)作已成為提高工作效率的主要模式。本文從錄井生產(chǎn)運(yùn)行管理面臨的問題出發(fā)，并結(jié)合實(shí)際情況闡述智能化在錄井生產(chǎn)運(yùn)行管理中的應(yīng)用。

1 生產(chǎn)運(yùn)行管理面臨的問題

錄井生產(chǎn)運(yùn)行必須緊跟鉆機(jī)運(yùn)行安排和外部市場情況，充分發(fā)揮生產(chǎn)運(yùn)行管理組織、指揮、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、服務(wù)職能，統(tǒng)籌內(nèi)外部資源配置，做好各項(xiàng)生產(chǎn)準(zhǔn)備，強(qiáng)化生產(chǎn)流程監(jiān)管，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，各單位、各專業(yè)部門及時(shí)協(xié)調(diào)，密切配合，杜絕出現(xiàn)溝通脫節(jié)情況發(fā)生，確保生產(chǎn)安全，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。但是，實(shí)際上通常面對多區(qū)域、多甲方、多單位的不同生產(chǎn)模式和要求，運(yùn)行管理經(jīng)常面臨的問題是，偏遠(yuǎn)地區(qū)井場組網(wǎng)困難，運(yùn)行變更程序得不到及時(shí)反饋，生產(chǎn)指令不能及時(shí)上傳下達(dá)，隊(duì)伍設(shè)備運(yùn)行效率低下，遠(yuǎn)程傳輸?shù)魯?shù)據(jù)，前后端統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不對口等，這些問題已成為有效控制運(yùn)行成本，提高運(yùn)行效率的關(guān)鍵因素。

2 智能化管理系統(tǒng)的亮點(diǎn)

智能化管理系統(tǒng)就是針對以上生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問題，利用5G 網(wǎng)絡(luò)建立多部門（單位）多專業(yè)生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)共享，整合生產(chǎn)信息、運(yùn)行計(jì)劃、組織協(xié)調(diào)、現(xiàn)場管理、應(yīng)急反應(yīng)、后臺監(jiān)控等模塊，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)調(diào)、現(xiàn)場作業(yè)、技術(shù)支撐、后勤管理服務(wù)的一體化集成。通過智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)度信息聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)對原始數(shù)據(jù)的智能監(jiān)測和檢測，對邏輯數(shù)據(jù)智能判別，對自動預(yù)警和人機(jī)復(fù)核聯(lián)動，對現(xiàn)場生產(chǎn)信息不同維度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，一鍵完成月度、季度和年度的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為過程監(jiān)管、考評提供動態(tài)管理依據(jù)。

3 發(fā)展方向

3.1 改進(jìn)現(xiàn)場錄井?dāng)?shù)據(jù)采集傳輸方式

一是借助于新一代芯片技術(shù)，研發(fā)出采集儀、測量設(shè)備的隨鉆自動化、智能化數(shù)據(jù)“采集伴侶”，持續(xù)更新、改進(jìn)設(shè)備實(shí)施，通過采集“采集伴侶”，自動識別和讀取儀器、儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，自動遠(yuǎn)端傳輸至錄井裝備，不斷提升智能化、自動化作業(yè)水平。開展新采集終端、傳感儀，尤其是隨鉆智能化采集設(shè)備、儀器、儀表的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)油氣勘探裝備的整體更新?lián)Q代，以適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型智能化的時(shí)代。二是利用“5G＋物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，“有線+無線”布網(wǎng)方式結(jié)合，優(yōu)化和改進(jìn)油氣井勘探前端局域網(wǎng)架構(gòu)，適當(dāng)增加可發(fā)展現(xiàn)場錄井?dāng)?shù)據(jù)采集無線傳輸，構(gòu)建起井場高速物聯(lián)網(wǎng)，降低整個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，還可以借助于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化，縮短各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交互距離，既能減少人工布線工作量，又能解決后期因井場作業(yè)經(jīng)常損壞線纜而造成的數(shù)據(jù)傳送問題，還能借助于5G 技術(shù)的“高效率、低延時(shí)”特點(diǎn)，大大提升數(shù)據(jù)采集效率和降低數(shù)據(jù)存儲入庫時(shí)延。三是借助于5G 技術(shù)的優(yōu)勢，將井場錄井?dāng)?shù)據(jù)快速傳輸回遠(yuǎn)端，自動入庫，供基地工程技術(shù)人員、專家、決策支持人員使用。在上述智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)上發(fā)展現(xiàn)場儀器遠(yuǎn)程標(biāo)定、效驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)前后端雙向監(jiān)控，遠(yuǎn)程移動端監(jiān)控等。

3.2 深化大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)迅速發(fā)展，平臺數(shù)據(jù)已經(jīng)從單一的應(yīng)用模式發(fā)展成為各級互通互用的數(shù)據(jù)集成模式，設(shè)備數(shù)量不斷增多，數(shù)據(jù)采集量快速增長，呈現(xiàn)成倍甚至幾何級數(shù)增加，大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)運(yùn)而生。但這也帶來了一系列不可避免的問題，比如由于井場設(shè)備、儀器故障、人工失誤，造成大量冗余、“垃圾”數(shù)據(jù)同步入庫；由于數(shù)據(jù)量龐大，給后端監(jiān)控人員帶來了沉重負(fù)擔(dān)，監(jiān)控信息的后續(xù)核查工作量大，根本無法及時(shí)、迅速或者全部識別、排除和修正錯誤數(shù)據(jù)，都會大大降低油氣田勘探數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。基于上述問題，未來智能化轉(zhuǎn)型時(shí)代，就需要在充分利用和發(fā)揮大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研發(fā)出一套智能化的“線上數(shù)據(jù)智能化校修正”機(jī)制或技術(shù)，并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，自動在入庫前、入庫后根據(jù)鄰近井、臨近勘探區(qū)域的大數(shù)據(jù)自動提取、自動對比從而實(shí)現(xiàn)智能發(fā)現(xiàn)、識別“臟數(shù)據(jù)、污數(shù)據(jù)、低價(jià)值數(shù)據(jù)”，自動向監(jiān)控人員發(fā)出警示，提出機(jī)器校正方案或意見，并可根據(jù)技術(shù)人員的指令進(jìn)行自動化修校正。另外，在優(yōu)化部署人工智能數(shù)據(jù)平臺是的基礎(chǔ)上，借助于大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘技術(shù)，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性和有效性，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，還可以加大對鉆井模型、地質(zhì)導(dǎo)向軌跡、井筒質(zhì)量、試油方案以及壓裂注采模型的建立和評估等科研成果數(shù)據(jù)的在線管理和應(yīng)用，將現(xiàn)有成熟的人工作業(yè)方案、方法進(jìn)行機(jī)器算法實(shí)現(xiàn)或智能化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)科研非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的智能搜索、流程管理，將人工解釋處理、分析評價(jià)轉(zhuǎn)化為機(jī)器解釋作業(yè)和評估，并在此基礎(chǔ)上，自動給出解釋結(jié)論或論證結(jié)果等，為專家、技術(shù)人員、決策人員提供導(dǎo)向。

3.3 井場VR 虛擬應(yīng)用

5G 物聯(lián)網(wǎng)的一大優(yōu)點(diǎn)就是可以人工智能虛擬現(xiàn)實(shí)，可以充分利用5G 技術(shù)的低延時(shí)、高速率、大容量等特點(diǎn)，建立高效數(shù)據(jù)采集傳輸通道，通過井場組網(wǎng)高效鏈接油氣田勘探前、后端，在上述基礎(chǔ)上，結(jié)合高清視頻采集和監(jiān)控設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR），在遠(yuǎn)端構(gòu)建起360 度無死角的井場虛擬環(huán)境，讓后端工程師可以不親赴現(xiàn)場就能完全、清晰地看見井場實(shí)際作業(yè)動態(tài)、環(huán)境等，從而實(shí)現(xiàn)后端支撐人員親臨前線的效果。再比如，通過建立分析化驗(yàn)虛擬工作室，后端支撐人員可通過共享數(shù)據(jù)虛擬操作技術(shù)指導(dǎo)與前端生產(chǎn)人員共享即時(shí)成果；建立設(shè)備維修工作室虛擬場景，在遇到現(xiàn)場工作人員無法判斷設(shè)備問題時(shí)，即可通過基地設(shè)備工作室進(jìn)行遠(yuǎn)程線上線下同步診斷教學(xué)，既可以解決現(xiàn)場問題又同時(shí)對現(xiàn)場人員進(jìn)行了培訓(xùn)實(shí)踐。

3.4 借助于“云計(jì)算”優(yōu)勢，提升專業(yè)數(shù)據(jù)和復(fù)雜模型的快速計(jì)算和評價(jià)

相對于傳統(tǒng)的機(jī)器數(shù)據(jù)計(jì)算，云計(jì)算因?yàn)槠涑山M、成套服務(wù)器和數(shù)量龐大的計(jì)算芯片組合，優(yōu)化的計(jì)算資源調(diào)配，使其在大數(shù)據(jù)計(jì)算、復(fù)雜模型的計(jì)算上具有無法比擬的優(yōu)勢。所以我們一方面可以在匯集多專業(yè)的數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建起人工智能虛擬現(xiàn)實(shí)平臺的基礎(chǔ)上，借助于“云計(jì)算”的優(yōu)勢，提升大數(shù)據(jù)的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)3D 模型高速計(jì)算、快速得到結(jié)果，趨勢分析和結(jié)果預(yù)測進(jìn)行多維度評估。還可以通過加載區(qū)塊三維地震數(shù)據(jù)體和單井鉆井工程、錄井、測井、試井和開發(fā)等全套信息，虛擬地下的復(fù)雜工作條件，進(jìn)行斷層預(yù)判、工程時(shí)效、井筒質(zhì)量、水平軌跡等等演示預(yù)測結(jié)果對比，優(yōu)化工程方案，可以對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計(jì)、分類統(tǒng)計(jì)，使生產(chǎn)過程圖示化、動態(tài)化，服務(wù)于生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐和研究。

4 結(jié)語

信息技術(shù)發(fā)展日新月異，整合模塊化、數(shù)字化、虛擬化、智能化的信息應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)出多種方式，石油工業(yè)技術(shù)的發(fā)展相對滯后，尤其是現(xiàn)場勘探和開發(fā)中智能化大有可為，以上為借助科技信息時(shí)代的相應(yīng)技術(shù)對智能化管理系統(tǒng)在錄井生產(chǎn)運(yùn)行中的應(yīng)用展望，供同行參考。