海洋石油鉆完井數據集成服務系統的應用

劉全全(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

0 引言

全球石油資源總量中海洋石油資源量占據33.9%，現有海洋石油資源勘測儲量約為390 億噸。根據我國海洋石油資源的開發條件，國家將加大技術研發力度，加強打造我國海洋石油工業體系。現有海洋石油資源開采中，完井作為水下鉆井工作的重要步驟，其中數據信息采集服務工作的實現，為鉆井工作產生的數據進行記錄，并同步傳輸到終端集成系統中，為后期開采、管理工作開展提供數據支撐。本文主要探討海洋石油鉆完井數據集成服務系統及其應用。

1 海洋石油鉆完井數據集成服務系統概述

完井是海洋石油鉆井工作的最后環節，同時也是采油工作的開端。受限于海洋地理環境的限制，在各項鉆井工序、開采工序中均需要嚴格執行預定基準，如果其中某一項環節出現問題，極易產生不可補救的問題。對此，石油工程項目的管理人員必須具備實時了解現場施工信息的能力，分析現場施工動態，針對各類施工中可能產生的問題進行預測，并通過遠程控制，增強主系統與基層工作之間的關聯性。在國家戰略規劃下，我國海洋石油集團針對勘測、采油等制定一系列規劃，加大基層工作量，對數據采集與信息化實現提出迫切需求。

數據集成服務系統的研發與應用，可在海洋石油開采中起到數據采集與傳輸的效果，針對海洋石油開采產生的問題同步傳輸到地面企業，由行業專家從宏觀層面分析海洋石油開采中存在的問題，快速、有效地處理問題，為后期開采工作提供數據支撐[1]。

2 海洋石油鉆完井數據集成服務系統結構組成

2.1 鉆完井的數據采集

數據集成服務是全程作用于鉆完井工序中的，依托監測系統、傳感系統，將鉆井、開采中產生的數據信息進行整合與分類處理，提高數據表述的精準性，例如：鉆井液物理性能、物理組成元素、激光粒度等。在不同數據驅動場景的作用下，按照內部局域網的場景處理結構，完成對既定數據信息的邏輯化處理，且數據庫結構、可變更數據系統、圖文信息顯示界面等，均需要進行專業化處理，保證數據信息在測定過程中的統一性、標準性，這樣才可在不同網絡體系中進行無損傳輸[2]。

2.2 完井、固井作業

SAS 數據服務體系的建設，將數據集成服務系統進行功能分化與驅動，在不同場景下，數據集成功能的實現，可同步進行數據采集、反饋、傳輸等，且可按照終端功能進行數據信息的自適應、自匹配。例如測量油氣水的精度，對現場作業進行不同場景的測定，保證完井作業中數據信息的對接處理。

2.3 數據管理

DTS 作為我國海洋石油鉆完井數據集成服務系統的技術組成，在現場作業中，經由石油鉆井工作的數據產生進行采集、運算、傳輸等處理，確保不同業務在拓展過程中，既可達到數據終端集成服務，又可在不同驅動場景下，按照固定的數據權限，執行業務，保證工作人員調取信息、驅動指令的規范性。圖1 所示為DTS結構圖示。數據信息在不同驅動場景下，完成邏輯性的運轉。此外，局域網與廣域網對接期間，也可通過數據加密處理，規避數據泄露問題，增強數據傳輸質量[3]。

圖1 DTS 結構圖示

3 海洋石油鉆完井數據集成服務系統的設計原則

數據集成服務系統全程作用于石油作業中的，但是受限于我國海洋石油信息化建設進程的問題，在部分方面仍需引入國外先進的技術體系，確保集成系統在應用期間，可全面呈現數據問題，增強基礎數據驅動能力。在進行設計時，應遵循下列幾點原則[4]：

第一，總、分實現原則。從系統運行特征而言，各項數據服務工作的開展，是建立在數據采集、運算、傳輸功能之上完成的。要想在關聯服務體系中達到數據有效銜接，則應借助數據系統完成基礎管理與業務處理之間的擬合，在主系統與子系統的對接下，為數據信息賦予表述能力，這樣在現場驅動期間，可實現無差異化的數據銜接，保證基礎作業的流暢性。

第二，全周期原則。海洋石油資源開采中，需從前期勘測、中期鉆井開采。后期運維等方面，實現對數據信息的綜合處理，其中數據集成服務系統的應用，應遵循不同驅動場景的運行規律，保證在全生命周期的原則下，對數據處理提供持續性的改進作用，提高數據支撐精度。

第三，合用原則。數據集成服務系統應用過程，是針對海洋石油鉆完井產生的數據進行采集與分析，并按照不同職能進行數據自匹配處理，整個數據處理模式需作用于主體功能之上，確保數據信息采集及處理的銜接性。其中合用原則是指數據及其具體應用，在數據平臺功能的支撐下完成自主優化處理。借助系統數據集成功能，面向未知信獲取，提高數據信息整合性。

4 海洋石油鉆完井數據集成服務系統

數據集成服務系統在驅動過程中，是對動態類數據進行相對靜止的分析，即為數據系統是以靜止狀態對外界環境產生的數據進行處理，且整個處理過程可實現對既定數據的協同化操作，為后期鉆井作業提供數據支撐。

4.1 數據接口

數據集成服務系統中數據接口采用的是Witsml協議的公用接口，此類協議可為系統驅動提供第三方接入平臺，且數據服務過程中無需擔心數據丟失或各類異常問題。用戶針對數據信息進行獲取時，可在Sitecom 數據庫中實時調入數據。此類數據庫的數據整合功能包括鉆井信息、工作換金信息、工程數據以及工程推進過程中的各項實時信息。數據接口在功能驅動時，是按照特定的程序完成在不同場景下的數據羅列，其中工作人員可按照鉆井名稱、時間區段、空間信息等作為數據信息的查詢基準，這樣在后期屏幕顯示中，可按照數據信息的產生時間進行線性羅列，例如自動生成數據表格、線性圖示。工作人員在記錄與傳輸信息時，則可進行匯總，向地面工作處傳遞更為直觀的數據信息。此外，數據集成功能，還可進行數據軌跡匯總，為新海洋石油項目的建設起到經驗總結與支撐的作用[5]。

4.2 案例庫

大數據時代到來下，海洋石油鉆完井數據集成系統運行過程中，需對海量數據進行處理，此時靜態系統與動態數據之間呈現數據銜接態勢，針對不同場景的數據信息進行整合與運算處理，保證數據信息真實映射鉆完井的一系列信息。案例庫的建設則是針對系統運行期間產生的數據信息進行歸類處理。因為從鉆井開采過程而言，極易發生事故問題。此時案例庫的作用針對不同場景下的數據信息進行歸類處理，利用系統分析不同環境中的數據比對值，并按照既定程序分析事故產生動因，并歸檔案例庫。

案例庫功能：復雜工況查詢、事件信息提取、事故數據顯示、事故數據分析。

技術主體驅動過程：WllView、Sitecom 在靜態與動態組合下，綜合分析事故成因，并按照終端界面顯示，對各類信息值進行測定，輔助工作人員找到事故原因點。

最終實現目標：形成事故節點參數曲線、WV 復雜情況數據自動檢索、歷史數據對此分析、異常工況特性解析。

4.3 數據呈現

數據呈現是針對不同場景的數據進行表述處理，此過程的數據羅列特征具有邏輯性與對稱性。從數據信息表達形式而言，不同數據參數進行分析與比對時，是按照界定程序完成數據采集、處理的，一體化的數據處理流程，最大程度輔助人員分析當前操作模式下的問題呈現點，進而發揮出數據整合功能。在數據呈現期間，鉆完井工作完成以后，其應具備獨立的數據查詢及顯示功能：第一，完井數據查詢模塊。此類模塊可提供詳細的數據信息，其按照相對應的數據支撐單元，以用戶權限為基準，實現多節點的數據過渡處理。例如鉆井期間，用戶需了解到鉆進進度信息，此時向系統發送具有權限性質的請求，然后系統自動生成模板，供用戶查詢。第二，完井數據報表功能。此類報表功能主要是針對不同時間段、空間段的信息進行羅列處理，將基本信息、進度信息、環境信息以及需求信息等進行分類歸檔，工作人員在查找報表時，既可得到精準的數據信息，也可將報表做成餅狀圖、線性圖等，直觀分析數據軌跡，為后期管理工作的開展提供數據支撐[6]。

4.4 系統跟蹤功能

海洋石油鉆完井數據集成服務系統的建設與應用，是針對當前操作環境進行數據一體化采集，提高終端系統服務與數據表述功能的銜接度。從動態數據與靜態運行模式來講，要想實現對不同階段的數據分析，則是建立在靜態數據作業之上，按照模塊劃分數據組成，并結合具體驅動指標進行識別與判斷處理。此時，動態數據的表述形式，則是建立在具有數據傳輸時效功能上完成同步分析。例如：起下鉆、下油管、鉆井工序等，每一項作業所產生的數據信息均需要羅列在系統內部，且數據產生形式應全面映射當前工作場景，便于管理人員、項目組等精準了解到鉆井進度。

數據集成服務系統是海洋石油開采行業信息化推進的基礎保障，數據信息采集與錄入、傳輸的同步處理，方便地面團隊了解到海洋深處的環境信息，為后期開采工作提供數據支撐。其中動態化、實時化的數據傳輸是保證大體量數據同步轉換與錄入的基礎，此過程系統功能的研發則代表數據處理指標，例如作業效率、作業質量等，不同驅動場景下，提高對單體作業流程的數據采集，保證數據處理的針對性。

5 海洋石油鉆完井數據集成服務系統的應用

基于服務系統實現的數據同步驅動，是對外界動態作業環境的數據實時錄入。在系統設計研發與應用下，此類服務功能則是全程建立在石油鉆井作業之中。同時，系統功能驅動形式，也為不同環境下的數據同步基準、協議基準等提供指標。因為系統應用過程中，鉆完井的數據采集過程相當于局域網，要想實現作業地點與地面地點的數據流通，則需借助互聯網或物聯網，完成數據的傳輸。同時，數據集成服務系統在提取技術的支撐下，接入不同接口，完成對數據傳輸與平臺服務功能之間的對接，保證不同應用環境下的數據整合，如果發生數據傳輸及匹配異常的問題，則可起到報警的作用。例如，數據集成服務系統在全天候運行期間，采集的數據在傳輸期間可以與數據庫、案例庫的數據進行比對，在常規狀態下，數據已經形成一個固定的基準，且與采集到的信息進行比對，如果常規條件下出現數據傳輸異常的話，則將此類信息進行標記并預警，令工作人員了解到當前運行環境中異常問題的產生點及原因。此外，在復雜環境下，數據集成服務系統可提供授權查詢服務，按照不同作業類型進行數據自匹配處理，通過計算機信息平臺起到對工作環境、工作人員、工作進度的監管，為鉆完井工序提供可靠性保障。

6 結語

綜上所述，數據集成服務系統在運行期間，是以數據采集功能為主，搭載傳感器、計算機網絡實現對數據信息全域化、實時化采集處理，為海洋開采環境與陸地信息處理組織提供數據同步反饋平臺。從我國海洋石油信息化實現而言，與國外發達國家仍存在一定差距，對此，國家應加大資源扶持力度，結合技術、經濟等，打造自主性的數據服務系統，確保數據傳輸及處理的一體性，逐步提高我國海洋石油的開采能力。