西南油氣田開發儲量管理數字化轉型探索與實踐

［摘" " 要］ 在國內油氣礦產資源改革的新形勢下，為了優化油氣田企業儲量管理，本文以西南油氣田開發儲量管理為對象，以工作流程管理、業務特點研究為基礎，利用互聯網技術和信息化手段，基于勘探開發夢想云平臺總體架構，主要采用Java語言進行開發，建設西南油氣田開發儲量數字化管理系統，將儲量、礦權、產量、井位等多要素相結合，形成新一代儲量管理模式，有效提升儲量研究人員、管理人員、決策人員的工作效率，為西南油氣田的勘探開發業務規劃和部署提供支撐。

［關鍵詞］ 礦產資源；儲量管理；數字化轉型；勘探開發

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194. 2023. 07. 029

［中圖分類號］ F272.7" " ［文獻標識碼］" A" " " ［文章編號］" 1673 - 0194（2023）07- 0102- 07

０" " " 引" " 言

在習近平總書記網絡強國重要思想的統領下，自然資源部于２０１９年１１月１日發布《自然資源部信息化建設總體方案》，明確今后一個時期自然資源信息化建設的內容和綱領。［１］因此，對于油氣勘探開發行業，深化信息化手段在油氣資源管理和戰略研究領域的綜合應用，發揮信息化的驅動和引領作用，將是未來企業管理創新的主要研究方向之一。油氣企業信息化轉型，對創新油氣資源管理模式、加大油氣資源勘探開發力度、實現油氣資源合理利用具有重要意義。［２］油氣儲量管理是勘探開發業務的關鍵環節，西南油氣田以開發儲量管理作為落腳點，積極探索企業數字化轉型模式。

１" " " 油氣儲量管理數字化轉型的必要性

一方面，在國內油氣礦產資源管理改革的新形勢、新政策下，油氣田企業儲量業務面臨著巨大的壓力和挑戰，目前的管理方式耗時耗力，較為傳統，缺乏先進的信息技術支撐，數據資料整理、歸檔紛繁復雜，分析的完整性、準確性難以直觀體現，業務資料無法滿足不斷擴大的儲量管理業務需求。另一方面，面對不斷波動變化的國際油價，做好成本管控是國內石油公司維持利潤增長的必然選擇，數字化轉型科技含量高、資源消耗低，是國內石油企業降本增效的重要手段。因此，研究探索儲量業務的數字化轉型是儲量管理工作的當務之急。

開發儲量是油氣儲量管理中的重要環節，西南油氣田在開發儲量管理工作中面臨著較大的挑戰。２０１７年以來，氣田開發管理部門針對開發儲量工作提出了“開發儲量三年調整提高計劃”，勘探開發研究院所、油氣礦單位、公司機關組織相關人員７０余人，累計編制儲量報告１２０余份，申報儲量報告１００余份。工作時間緊、任務重，對開發儲量基礎數據的掌握程度要求高，關聯信息的完整性、數據的準確性均要保證。同時，開發儲量管理涉及油氣田企業多個層級和業務部門，是一項綜合性較強的業務，因此，開發儲量管理數字化系統的研發是非常必要的。

２" " " 西南油氣田開發儲量管理現狀與需求

２．１" "業務現狀

開發儲量管理，一方面包括探明儲量新增、復算、核算、結算、新增動用、可采儲量標定等工作，由公司內部評審，主要內容是由年度儲量工作計劃審查發布、儲量計算、儲量報告編制與評審。其中儲量新增是指分公司對股份公司年度部署安排的開發儲量計劃統籌考慮后，向各油氣礦單位下達儲量申報任務；各油氣礦單位根據資源落實程度上報申報計劃，經由勘探開發研究院所匯總、分公司氣田開發管理業務部門審查確認后，進行儲量申報工作任務的部署安排。

另一方面，是探明儲量申報評審，包括向自然資源部門油氣儲量評審辦公室申報、評審、備案等工作。申報環節包括申報材料的準備、審查，以及正式申報。對已建立的儲量申報區塊進行地質信息核實、地質評價、研究，做好儲量計算前期準備工作，按照規范計算石油天然氣儲量并編制報告；完成后由儲量申報單位提交氣田開發管理部門審查、公司儲量委員會審查、股份公司審查；審查通過后開展正式申報工作。評審環節包括評審材料的準備、審查與修改。報告編寫單位準備評審材料，由股份公司、自然資源部逐級審查，并由自然資源部下達相關批復和審查意見。評審資料經整改完善、審批通過后上傳自然資源部進行備案。［３－５］在探明儲量申報過程中，由于工作涉及單位多、資料種類多、數據量大、時間緊張等原因，每年通過集中辦公形式組建團隊，實現溝通交流的暢通和工作的協同，以此提升整體工作質量，保證開發儲量申報工作的順利完成。開發儲量管理工作內容、工作流及儲量狀態示意圖如圖1所示。

２．２" "存在問題

２．２．１" "傳統開發儲量管理模式效率低

目前，開發儲量管理業務主要采用電話、郵箱等傳統的信息傳遞方式進行工作，需要投入大量人力、物力，耗時較長，且信息傳遞緩慢，缺少統一標準，管理效率低；日常儲量數據管理及應用仍采用電子表格記錄、人工處理數據為主要手段，處理周期長，且以本地文檔存儲為主，儲量成果數據處于孤島狀態，無法實現儲量管理數據資料的共享協同、多部門多業務人員的流程協同，只能通過集中辦公的形式加強溝通提高效率；數據成果管理缺少系統性管理方式，難以實現成果的統一管理及成果共享。

２．２．２" "股份公司統建系統對分公司儲量業務針對性不強

目前，股份公司統建系統在分公司儲量業務管理業務流程方面覆蓋范圍有限，難以支撐開發儲量管理及應用要求。［３］股份公司油氣儲量信息管理與分析系統支持各分公司年度儲量的數據匯總、成果收集，同時對接國家儲量備案庫，但該系統的儲量單元、數據與分公司管理方式存在一定差異，在分公司應用層面普及率較低。

２．３" "業務需求

精細化管理：實現儲量單元數據動態管理，同時將傳統單一的儲量管理提升為儲量、礦權、油氣井、行政區劃、油氣礦等多要素相關聯輔助科研分析。［６］

業務流管理：建立標準規范的開發儲量業務流程，實現申報計劃及探明儲量申報評審過程進度追蹤、動態調整、成果存檔、過程追溯，大幅度提高工作效率及管理水平，形成油氣公司開發儲量業務的標準化工作流管理模式。

３" " " 系統設計

在油氣田數字化轉型的新背景下，基于業務現狀及需求，開展西南油氣田開發儲量管理系統設計，目前開發儲量管理工作具有明顯的程序性、周期性和標準化特點，因此，業務數字化轉型具備一定的基礎。

３．１" "設計原則

以儲量單元靜態管理為基礎，建立開發儲量管理專業數據庫；基于開發儲量業務的特殊性，開展多要素關聯設計，實現歷年儲量的動態化研究和管理；遵循開發儲量日常工作任務，建立開發儲量年度計劃管理和儲量申報評審備案管理線上審批流程，實現開發儲量全生命周期閉環管理。

本系統設計原則如下：

第一，系統便捷性。采用Ｂ／Ｓ端方式進行設計開發，在任何地方都可以進行操作而不用安裝任何專門的軟件，便于跨學科、跨地域、跨層級研究人員日常科研工作需要。

第二，數據標準化。建設開發儲量數據入庫標準，設置數據入庫校驗、字段必填項，促進開發儲量管理數據實現標準化。

第三，可擴展性。系統分層架構設計和模塊化設計，實現功能的可擴展性，使得模塊之間較少依賴或耦合，可以在需求變更時快速響應。

３．２" "總體架構

采用云平臺架構進行設計，以中國石油勘探開發夢想云平臺提供的統一數據湖和統一技術平臺為基礎，根據業務需求開展系統功能設計。開發儲量管理系統建設，總體架構（如圖２所示）采用分層設計的思路，劃分為以下四層。［７］

設施層：提供支撐數據庫與應用系統的基礎設施，包括所需的計算資源、存儲資源及網絡環境。系統基于中石油內網進行建設，保證了系統運行的穩定性及保密性。

數據層：為整個平臺提供數據服務，包括開發儲量數據庫及其他專題數據庫，業務數據和非業務數據庫。

平臺層：為系統開發提供中臺服務，包括業務中臺、數據中臺和技術中臺。

應用層：為系統主要應用功能。

３．３" "技術架構

基于中國石油勘探開發夢想云平臺提供ＰａａＳ技術架構，采用統一開發平臺，提供了包含基礎底臺和服務中臺在內的技術平臺，形成“模塊化、迭代式”敏捷開發模式，以微服務的形式進行應用部署，實現開發儲量管理服務的標準化封裝，形成統一的服務中臺調用接口，保證了業務系統具有強大的應用集成擴展能力（如圖３所示）。［８］

３．４" "數據架構

根據開發儲量業務和應用需求開展數據標準建設，以中國石油勘探與生產基礎數據模型（ＥＰＤＭ）標準為基礎進行擴展，開發儲量管理系統數據架構（如圖４所示）以數據湖為數據采集層，獲取基礎數據、歷史數據、其他儲量相關數據等為開發儲量研究提供必要的數據支撐，基于研究過程沉淀形成開發儲量成果數據，從而支撐開發儲量業務應用。

３．５" "數據模型設計

西南油氣田開發儲量數據庫設計遵循中國石油勘探與生產基礎數據模型（ＥＰＤＭ）進行設計，針對開發儲量業務庫類別梳理，分出以下四類數據范圍，數據流設計見圖５。

主數據：統一從數據湖發布服務的數據。

共享數據：開發儲量業務過程產生的成果數據，進入數據湖。

引用數據：開發儲量業務過程所需要的專業數據，從數據湖獲取。

私有數據：歷史數據的治理與加載，在開發儲量業務中的過程數據。

開發儲量業務主要圍繞計算單元，因此，數據庫設計以計算單元為主數據。該主數據包括能源類型、油氣田、區塊、計算單元、開發單元、行政區劃、構造單元、層位等幾大類共性數據信息（見圖6）。開發單元按照天然氣、頁巖氣、石油三大能源類型進行劃分，計算單元通過與不同能源類型業務數據進行關聯，包括計算方法、地質儲量、技術可采、經濟可采、孔隙度、滲透率、試油井等，與開發單元建立一對多從屬關系，支撐開發單元從新增、拆分、合并到核銷的全生命周期聯動。

系統共設計２０余類數據模型表支撐系統開發，制定開發儲量邏輯規則，能夠追溯不同年度、各種類型儲量的歷史變化，滿足新增探明儲量、復算、核算、結算、新增動用、可采儲量標定，實現成果數據入庫、管理及應用，實現多源數據的統一管理，支持各類數據庫間互聯互通，消除數據孤島，實現開發儲量數據共享［９］。

３．６" "功能模塊設計

模塊設計將儲量業務與信息化全面融合，實現儲量成果管理數字化、業務流程標準化、儲量成果共享化，旨在提升儲量指揮決策效率，形成新一代儲量管理模式。主要包括開發儲量管理、儲量綜合應用、工作流程等三大模塊。

３．６．１" "開發儲量管理

為公司氣田開發管理部門、勘探開發研究院所、各油氣礦單位提供統一的儲量單元成果入庫、管理及展示界面，包含新增探明儲量、可采儲量標定、復（核）算、結算等數據，實現開發儲量各類原始數據、成果數據的統一管理。

從企業級數據生態角度考慮，設計對開發儲量業務輸入、輸出數據類別進行梳理，分出計算單元、開發單元，標定單元三類數據清單。結合儲量備案、開發方案、生產動態業務需求，設計以儲量單元為實體，以計算單元為最小單元進行入庫及管理，通過計算單元與開發儲量單元進行關聯，支持探明儲量新增、復（核）算、結算、可采儲量標定等數據的校驗、入庫、維護。同時建立儲量單元與礦權、井口、報告文檔等關聯，其中井口通過與油氣水井生產數據管理系統（Ａ２）中油氣水井數據建立關系，以井口、產層作為橋梁，建立儲量與產量關系，實現儲量業務多要素相關性分析。開發儲量數據作為企業的核心資產，能夠為企業重要決策提供強有力的支撐依據。

３．６．２" "儲量綜合應用

基于開發儲量各類數據入庫成果進行的綜合應用，主要功能設計實現探明儲量新增、復算、核算、結算、可采儲量標定新區、老區標定數據關聯生成年度累計儲量，支持按單元、層位、開發狀態、油藏類型、儲量類型、上報年度、統計年度篩選，儲量成果批量輸出、數據成果維護，科研人員的日常搜索、查詢、篩選等綜合應用；根據日常業務統計需要，支持按照行政區、礦權、油氣礦單位等條件進行儲量單元的拆分，支持不同場景的業務應用，同時將儲量與礦權、儲量與報告、附圖附表進行關聯，實現儲量、礦權、井口，儲量結構化與非結構化的全方面關聯服務，大幅提升儲量綜合應用能力。［１０］

３．６．３" "工作流程

根據開發儲量工作內容的整理，系統設計包含年度儲量計劃申報和儲量申報評審備案兩項工作流程，實現全流程跟蹤（圖7）。

年度儲量計劃申報功能設計包括計劃下發、計劃填報、計劃審查、年度計劃匯總和機關審查。由氣田開發管理部門下發年度申報任務，油氣礦儲量管理人員根據單位實際情況填報申報計劃，由油氣礦儲量主管領導審查、勘探開發研究院所匯總審查、氣田開發管理部門初審、機關領導終審，并對審查完成的年度計劃進行最終批次及申報時間確認。實現石油、天然氣、頁巖氣年度工作計劃申報，基于年度計劃申報情況進行決策，形成分公司年度儲量申報計劃部署安排表。

儲量申報評審備案功能設計包括儲量報告提交、儲量報告審查、申報材料提交、國家備案評審、國家儲量備案。該功能實現與申報計劃相關聯，各負責單位依據申報計劃編制儲量報后進行提交審查，經由分公司專家小組，分公司儲量管理委員會、股份公司三級審查，給予審查結論、審查說明及附件。申報材料提交時，支持一鍵生成備案材料，提高申報過程申報材料編制效率。對自然資源部儲量評審完成后，取得儲量備案證明，完成儲量管理工作的全部流程。實現儲量申報各環節的歸檔留痕，滿足申報計劃動態調整、儲量工作流程全過程可追溯的業務需求。［１０］

４" " " 應用效果

４．１" "提高開發儲量數據質量，筑牢數字化轉型基石

系統現已應用于西南油氣田公司機關和勘探開發院所、油氣礦單位等各二級單位，取得了較好的應用效果。目前已經完成石油、天然氣、頁巖氣三大能源類型多年共計１００多個油氣田儲量單元，細分為１０ ０００多個計算單元數據的入庫工作，經驗證數據無誤且結果可靠（如圖８所示）；建立了儲量與產量、礦權、油氣礦的關系，以往由各個油氣礦梳理及核查需要幾個月，現在通過系統進行操作幾天內可以完成；以往需要集中辦公進行開發儲量申報工作，現在通過系統在線處理即可完成，極大地提升了工作效率。開發儲量管理系統建設在西南油氣田公司得到了廣泛應用，有力提升了增儲、增產、增效決策能力。

４．２" "構建開發儲量管理新機制，開創油氣開發儲量新局面

通過西南油氣田開發儲量管理系統開發及應用，公司開啟開發儲量業務新時代管理模式，在儲量單元靜態管理的基礎上，注重歷年儲量的動態研究和管理，提升儲量數據質量與可靠性，實現了開發儲量成果管理、業務綜合應用、工作流程全生命周期管理，基于開發儲量管理系統提供跨學科、跨地域、跨層級、多場景綜合應用，同時，建立標準化工作流大幅提升開發儲量申報工作效率，能夠充分掌握儲量家底，支撐重大決策，達到勘探、開發、生產緊密結合的效果。

５" " " 結束語

西南油氣田開發儲量管理系統開創了開發儲量與油氣井、產量、礦權、行政區劃、油氣礦多要素管理的先例，將業務與信息技術相融合，大幅提升了工作效率、降低了人工成本，優化了開發儲量業務管理。該系統應用推動了公司開發儲量業務管理的數字化轉型，為實現開發儲量管理提供了一種新思路以及可借鑒的實踐方法，在油氣開發儲量管理方面起到了很好的示范作用。

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