油田開發生產管理信息化輔助探究

畢艷昌 伊春濤

隨著油田開發進入中后期，油田井增人減、產量效益等矛盾日益突出，對油田生產管理提出了更高的要求，迫切需要融合各類數據資源，迅速響應生產業務需求，實現油田開發生產過程的精細化、管理決策的精準化、動態分析的科學化，從而提高管理效能。通過共享業務專家經驗，采取信息化新技術手段實現生產管理持續優化，推動業務數據向生產價值轉化，可有效輔助油田生產決策，緩解油田人力不足、工作效率低下等矛盾。

一、主要問題

一是基礎數據組織效率低。管理指標以及所需的基礎數據分散于各專業系統中，進行統計分析時需要經歷找數據、數據關聯、數據篩選和異常數據排除等多個步驟，各個系統間主數據未實現統一管理，部分專業數據建設內容覆蓋不全。二是對集團公司統建系統依賴性強。很多業務管理規則和方法固化在條塊分割的統建系統上，需要進行深入的二次開發來實現業務的縱向貫通、橫向拓展，技術自主性差，開發工作量大、周期長，不能適應復雜多變的業務統計需求。三是支撐油田管理能力不足。部分業務的數據統計分析依賴于生產單位填報，時效低且統計算法不統一，業務部門間不能隨時掌握同一工作的開展情況，分析滯后，調整管理策略不及時。

要解決上述問題，一是需要及時、準確掌握油田開發生產過程中各環節的實施情況，提高生產決策依據的精準率。二是需要通過信息化手段貫穿各業務環節管理流程，提高開發生產管理的效率。三是需要通過數據挖掘、智能計算等技術來實現生產管理的分析預測，提前進行方案措施調整，提高生產管理效能。這就需要我們要按照油田開發業務需求，充分利用油田豐富的數據資源，深入運用新的信息技術，建立一個科學、統一、靈活、易維護的油田開發生產管理輔助平臺，提升油田開發生產管理信息化水平，實現精益生產。

二、平臺設計

研究以“主數據+業務數據+指標數據”為主題的多維建模方法，實施數據加工與定制和多源數據的快速整合，建立以“管理指標” 為核心標簽的主題庫，推動數據的資產化轉變。建立一個能夠高效展示的多維數據圖表，支持功能靈活定制的軟件平臺，實現新功能的快速開發，以支持不同技術人員的協同工作需求。研發多專業協同管理主題應用環境，支持多部門、多專業不同角度下協同管理需求。以產量運行管理為例，實現對生產動態數據的實時跟蹤，主動推送注水調整、措施調整對產量的波動影響信息，便于多部門、多專業協同工作，及時針對異常進行調整，提高整體管理效果。

平臺要實現4個專業主題應用。在注水管理主題方面，分析注水管理工作中對注入井的宏觀管理、問題定位與對策等業務內容，設計注水管理主題環境，靈活展示各級組織、各類區塊注水量、注水質量、有效時率、分水率等指標波動情況，實現在不同管理單元、不同驅動方式、不同開采層系下的注水精準管控。在方案跟蹤主題方面，實現油田大修、壓裂、大型壓裂等方案實施過程的實時跟蹤，便于掌握各類方案實施進度和動態調整作業隊伍布局，提高作業隊伍效能。在措施后跟蹤管理主題方面，實現油水井措施后生產恢復情況的實時跟蹤和分析，輔助措施井生產動態分析和重點治理工作，提升措施后生產能力。在長停井管理主題方面，實現油田長停井的現狀、分級、預警、治理等數據實時統計匯總分析和單井數據鉆取跟蹤，提升長停井信息化跟蹤管理能力。

三、平臺研發

（一）技術架構

平臺技術架構主要包括數據層、模型層、引擎層、工具層、平臺層。數據層涵蓋中國石油統建A1、A2、A5系統數據庫，可對接任意結構化數據庫，也可將相關數據庫映射到一個統一的項目庫中統一使用。模型層將數據源結構映射到同一空間結構中，包括表信息、字段信息、表與表之間的關聯關系、主從關系、維度信息等，圖表工具基于數據模型去動態生成SQL、驅動數據，為圖表及智能問答提供數據引擎。引擎層是系統的底層驅動，為平臺提供數據、邏輯、功能、界面的驅動，涵蓋模型處理引擎、數據訪問引擎、報表解析引擎、智能問答引擎。引擎層可通過模型層訪問數據，也可跳過模型層直接訪問相關數據源。工具層是在引擎與數據模型的基礎之上，通過可視化、0編程方式，實現圖表的定義、智能問答等應用。工具層主要包括三個模塊，基于模型的圖表定制工具、基于SQL的圖表定制工具和智能問答配置工具，可將業務人員實際生產運行中的各類圖表以可視化方式快速、高效地定制出來，并實現集中管理、授權查看、分崗展示。工具層定制的各類圖表功能，可靈活注冊到平臺中，由管理員通過界面定制、角色授權，實現面對特定業務人員的分發。同時平臺支持集成第三方BS應用模塊，實現更多業務系統的統一應用。

（二）功能架構

平臺主要包括多元異構主題庫數據模型管理、報表可視化定制、應用集成管理和基于業務指標的智能問答4個模塊。多元異構主題庫數據模型管理模塊，主要包括數據字典管理、主維度管理、維度鏈管理、級聯管理等功能。通過這些功能，解耦業務專業術語與數據庫結構，構建基本實體的基本屬性，形成數據模型的立體化管理。報表可視化定制模塊，主要包括CS圖表設計器、圖表后端服務、BS前端圖表展示。通過這些功能，可自動組織生成SQL語句，支持動態圖表無代碼設計和維度信息自動穿透，實現數據庫結構的去專業化。應用集成管理模塊，主要包括用戶體系、資源體系、呈現體系、開發接口四部分。通過這些功能，支持各類報表按主題環境集中管理、分類呈現，可集成第三方WEB應用，并通過角色、用戶授權機制，實現主題應用的精細化管控?；跇I務指標的智能問答模塊，主要包括PC端呈現、移動端呈現、后端支撐服務以及自然語言配置。通過這些功能，將自然語言轉換成SQL語句，實現自然語言對業務數據的智能處理與可視化展示。

（三）數據架構

基于主數據的數據架構能夠有效打通各業務鏈條，統一規范數據語言，消除數據孤島，提高數據質量，在企業信息化戰略中處于重要地位。平臺采用基于油水井的主數據架構，將數據劃分為基本實體、生產動態數據、區塊數據、計劃數據、系統管理數據5類，并規范數據標準，構建統一的數據模型。同時將各類主數據、元數據映射到一個空間結構體中，組成一個“點、線、面、體”的空間結構，為多維報表展示及智能問答提供底層數據支撐。

四、應用效果

經過兩年的持續攻關，搭建了“主數據+業務數據+指標數據”的多維主題數據庫環境，研發了一個數據互聯、業務貫通的油田開發生產管理輔助平臺，實現了多源數據的快速整合和統計分析的個性化定制，滿足了油田生產業務管理的多變信息化需求。

通過項目實施，平臺已在油田15家采油單位廣泛應用，大幅提高了生產管理所需基礎數據的組織效率，實現了靈活、豐富的指標計算和報表定制，實現了PC端和手機端的雙端同步信息展示，為各級管理人員的生產決策提供了便捷的平臺支撐，激發了數據要素活力，促進了數據向業務價值轉化，應用效果良好，有效提升了油田開發生產管理水平。

五、結語

油田開發生產管理輔助平臺為油田精準分析、高效決策提供了較好的信息化支撐，其基于主數據的數據架構和靈活易擴展的定制化功能能夠滿足今后一個時期油田開發生產管理的多變性、復雜性的信息化增長需求，在油田領域具有一定的推廣前景。

作者單位：大慶油田有限責任公司開發事業部