油田開發信息化建設與應用實踐

惠會娟 馬鋼 劉軍輝

中國石油吐哈油田公司勘探開發研究院 新疆 哈密 839009

引言

油田企業通常需要面臨多個區域不同地質環境的油田開發過程中，所涉及的業務類型、管理模式存在較大差異，針對不同業務需求開發應用的技術繁雜多樣，難以實現精細化管理工作目標。當前大多數油田分布于交通不便的區域，現場測井、鉆井、采油設備的自動化、智能化水平較低，難以滿足企業對現場開發施工情況的實時監控管理，導致油田開發管理工作面臨較多難題。為此，油田企業需要針對勘探開發期間面臨的各類生產問題推進管理體制改革，合理應用信息化技術搭建集數據采集、平臺管理和應用服務于一體的信息化體系，為油田開發管理工作提供助力。

1 油田開發期間面臨的主要問題分析

1.1 開發業務繁多，難以實現精細化管理

油田企業通常需要針對國內外不同區域開展油藏開發工作，期間還涉及油氣集輸、運營銷售等關聯性的業務，不同區域的勘探開發需應用的技術方法有所不同，管理模式也存在一定差異，這也導致各區域油田應用的管理方式和技術方法并不統一[1]。油田企業在開發業務運行、經營和管理等各方面對于信息化系統的應用推廣程度不足，缺乏統一規范的信息化平臺支撐精細化管理模式的推行，不利于企業資源的高效應用。

1.2 油藏開發地質條件復雜，開發技術急需突破

油田企業在油藏開發過程中通常需要面對輕質油、稠油等多樣化的資源類型，對開發技術的要求也各有不同；在面臨淺層壓力低、地質條件復雜等特殊開發環境時，現有的技術水平難以滿足高效開發需求。隨著現有油藏勘探工作的持續推進，油藏老區資源儲量持續得到開發利用，但新區的開發缺乏充足的資源；油藏品位的持續降低導致開發成本也持續增加，不利于油田的快速發展；新區的開發方案未能在開發生產前完成編制，難以為開發工作提供精準指導；探井評價、地質研究等工作效率較低，未能給井位部署工作提供有效指導，存在勘探開發成功率較低的情況；鉆采工藝設備難以滿足當前的開發工作需求，存在成本高、施工周期長、事故率高等問題。針對上述問題，油田企業有必要推進信息化建設工作，為技術突破提供助力[2]。

1.3 油藏分布范圍廣且現場自動化水平不足，缺乏遠程管理手段

油田企業在開發油藏期間所建設的井場分布范圍廣且較為分散，存在交通不便、管理成本高等問題，所應用的測井、鉆井、采油等設備自動化水平不足，難以滿足油田企業對現場設備的遠程自動化管理需求。油田企業僅針對部分采油廠開展了數字化、信息化建設試點改造工作，大多數井場并未配備相關監測、采集設備，難以滿足油井工況實時監測、采油數據自動采集等相關工作需求，也不能對設備的故障情況或生產運作異常情況進行預警，不利于管理水平和生產效益的提升。

1.4 缺乏配合新技術、新工藝應用的軟件

眾多研究單位或油田企業為提升油田開發效率，投資研發了一系列的技術工藝，雖然相關技術工藝能夠有效解決部分油田勘探開發生產難題，但部分油田未能為技術工藝配套研發相應專業軟件，影響了技術工藝效果的可靠發揮，不利于油田開發工作效率和質量的快速提升，相關問題的出現也與油田信息化建設水平不足存在關聯。

2 油田開發信息化建設思路

2.1 信息化建設體系架構

油田企業需要結合自身業務發展的需要推進信息化協同工作平臺體系的建設工作，基于SOA、云計算的發展模式等確保系統平臺研發的可維護、可擴展性，為平臺的持續建設與發展提供保障。

2.2 框架內容分析

從圖1框架結構可以發現，油田開發信息化建設需要從數據庫、平臺、模塊化功能應用3個方面入手，并配套建設相應的平臺標準管理系統以及平臺安全管理體系[3]。

其中，數據庫建設過程中，油田企業需要針對油藏資源開采、存儲、管理、應用等各勘探開發全過程所涉及的數據建立標準統一、源點唯一、安全高效的數據管理體系，滿足后續對油田開發數據的共享與管理；該數據庫即為油田開發信息化中的數據管理層，其核心數據標準，數據來源于油田從開采到應用的全周期、全過程。

平臺即為油田開發應用平臺框架，用于管理應用服務和數據服務，是數據資源的上層建筑，用于構建油田開發信息化系統的技術規范與應用環境，能夠滿足數據交換、協同等基礎功能應用需求，平臺應具備較強的標準性、互操作性、部署靈活性和兼容性，確保后續能夠更便利地搭載各類應用，提升信息化平臺的可用性[4]。

模塊化功能應用的關鍵在于生產管理、綜合研究以及第三方應用3個方面，滿足不同專業部門在油田勘探開發過程中的協同配合研究，推進決策科學性的提升，實現勘探開發工作的一體化推進，降低油田開發風險的同時，增加生產效益；在模塊化功能應用開發建設過程中，油田企業需要基于分級管理的原則，針對不同的部門、業務進行綜合管理，在業務方面從科研、管理、生產3個方面進行劃分管理，部門方面從管理單位、開發單位、研究單位、生產單位、現場多個維度進行劃分管理，實現信息化系統對油田開發上下游各業務工作的綜合管理。

信息化建設期間需要配套的安全管理與標準管理體系之中，前者用于對應用系統、數據和基礎設施進行安全防護，后者為平臺的建設提供可靠的制度標準與管理流程。

2.3 油田開發信息化建設思路

油田開發信息化建設工作主要涉及的工作包括數據庫建設與管理、平臺框架系統建設、可視化信息展示、信息安全管理體系、信息標準與管理體系等，下面對部分工作或體系的建設思路進行說明。

2.3.1 數據庫建設與管理。在數據庫建設與管理過程中，油田企業需要基于整體化原則建立油田勘探開發各業務部門的可靠聯系，以數據庫為核心，數據流和工作流為主線，基于數據的交互流動形成油田開發數據發送、運輸、存儲和收集的數據網絡，為科研生產工作提供助力。數據庫相關聯的業務類型應包括測井、鉆井、物化探、分析化驗、井下作業、油田生產、綜合研究、動態監測等相關內容，相關的單位包括油田公司、勘探公司、開發部、采油廠、研究院、技術服務公司等，能夠為油田開發管理、勘探管理等相關信息化系統提供數據服務。

2.3.2 信息平臺框架系統建設。油田企業需要在信息化建設過程中通過統一的門戶系統和用戶管理體系為軟件開發標準的制定奠定基礎，有效規避信息孤島等問題出現，為油田開發信息化各應用功能與系統的集成共享提供平臺基礎，確保在科研生產或數據管理過程中能夠保持更高的效率。平臺框架主要包括統一的管控操作臺與企業服務總線包含門戶、組件、可視化、安全認證、SOA等幾個部分，油田企業需要重點從這幾方面入手做好平臺框架的搭建工作[5]。

2.3.3 可視化信息展示。可視化信息展示是基于現場視頻和原始數據結合專業圖版進行數據圖形化展示的信息化軟件功能，可以實現對各類專業圖像的有效管理與應用。包括地質、地貌、地形、土地資源、交通地理、行政地理、油田水電網、油田分布與運輸網絡、井位、測線、作業工區、含油面積、構造分區與盆地邊界等各類地理、位置以及數據信息都能夠進行可視化展示，基礎數據信息主要來源于研究院、勘探企業、油田企業及相關下屬單位，可視化信息展示能夠使得油田工作人員能夠更加直觀的了解油田開發各方面的具體清楚與細節變化，滿足油田開發管理的工作需求。

2.3.4 信息安全管理體系。該體系是針對應用系統、數據、基礎設施的安全防護工作所建立的，能夠在油田開發信息化建設整個過程中提供安全保證，避免因惡意攻擊或偶然因素等出現軟硬件設備以及數據破壞、泄露等異常情況，維持系統的平穩可靠運行，確保數據信息的完整、可控、可用等。安全管理體系的建立應從應用安全、數據安全以及系統安全3個層面入手，建筑范圍主要包括3方面相關的安全環境搭建以及安全管理規范建立，需參與建設的企業主要包括油田研究單位、勘探單位、開發單位、建設單位、管理單位等。

2.3.5 信息標準與管理體系。數據標準統一是企業推進信息化建設的重要基礎，也是實現信息共享的重要前提，企業需要在油田開發信息化建設期間積極引進行業、國家標準，學習和吸收國內外相關企業標準，結合企業發展現狀建立適合自身的信息化標準體系，標準主要包括通用基礎標準、基礎設施標準、信息安全標準、應用層標準、數據層標準以及管理與服務規范相關內容，需參與建設的企業主要包括油田研究單位、勘探單位、開發單位、建設單位、管理單位等。

3 油田開發信息化的應用效果分析

3.1 數據集中管理，滿足油田開發工作人員的數據快速整理與查詢需求

油田開發信息化的應用成果可以參考國外Statoil公司的建設應用成果，該公司在建設完成數據中心后，研究人員能夠基于數據中心提供的全企業數據共享服務在地質研究過程中無須耗費較多時間進行數據整理與查詢工作，研究周期得到大幅度縮減。油田企業通過建設油田開發數據庫及油田開發應用管理系統能夠加快油田開發相關研究工作的進度，將研究人員從數據加工、甄別、收集與整理等工作中解放出來，從而幫助研發更多提升油田開發效益的技術成果。

3.2 助力油田開發生產與運行效率大幅度提升

在信息化系統的幫助下，油田企業能夠將精細化管理模式落實于油田開發各項業務工作之中，為油田勘探開發業務提質增效，避免產生不必要的時間或成本損耗。例如，吐哈油田在開發應用系統的支持下，油田開發研究工作效率提高了10%以上，幫助工作人員從煩瑣的碎片化信息整理工作中解脫出來，并進行快速決策與研究。為此，油田需要積極推進油田開發應用等信息化系統的建設工作，改善油田開發生產管理水平從而加快油田開發與調整效率。

3.3 為各類技術工藝的開發應用提供軟件基礎

油田開發產能和效率的提升需要從軟件和硬件兩方面著手，信息化系統建設伴隨著專業軟件配套項目的開發與建設，涵蓋了工程設計、油藏工程、油藏地質研究、地震資料處理解釋等各研究環節相關技術的配套軟件功能，對于油藏開發、勘探等業務工作的綜合研究具有積極意義，能夠有效解決傳統工作模式中存在的技術禁區，為新技術、新工藝的應用提供軟件基礎。

4 結束語

綜上所述，油田企業需要充分認識到當前面對眾多業務缺乏精細化管理手段、面對復雜地質環境缺乏先進的技術方法、面對分布廣泛的油田開發現場缺乏有效的遠程監督手段、各類技術工藝缺乏配套軟件等工作難題，積極推進信息化系統平臺的建設工作，以開發數據庫及開發應用系統為基礎，依次推進信息化協同工作平臺框架系統和應用系統的建設工作，同時也需要針對信息化建設做好安全管理體系、標準管理體系的完善工作，為油田開發工作提質增效。