韓書(shū)婷 曹于勤 王炳國(guó) 楊蕾

信息和通信技術(shù)、能源和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等高度創(chuàng)新的技術(shù)將為智能油田發(fā)展提供嶄新的發(fā)展機(jī)遇。大數(shù)據(jù)（Big data）在“智能油田”建設(shè)中扮演著舉足輕重的角色。大數(shù)據(jù)分析是一項(xiàng)能夠增強(qiáng)“智能油田”服務(wù)的技術(shù)。各種來(lái)源收集的海量數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，為“智能油田”的石油產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變以及提升服務(wù)和管理提供有價(jià)值的結(jié)論。大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things （IoT））相結(jié)合，為智能油田的管理和決策者進(jìn)行技術(shù)支持，在油田物聯(lián)網(wǎng)、智能勘探、智能生產(chǎn)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，提升油田管理水平。本文重點(diǎn)探討大數(shù)據(jù)提升“智能油田”的重要價(jià)值，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)在“智能油田”中的應(yīng)用，如何選擇“智能油田”的平臺(tái)和框架，以及智能油田大數(shù)據(jù)面臨的挑戰(zhàn)以及未來(lái)的解決途徑。

一、“智能油田”的海量數(shù)據(jù)與分析需求

（一）智能油田的內(nèi)涵與特征

智能油田是由“數(shù)字油田“演化而來(lái)的概念，數(shù)字油田主要強(qiáng)調(diào)數(shù)字化和信息化以及數(shù)據(jù)的收集。而智能油田則在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上，充分利用大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油田大數(shù)據(jù)的整理以及深度發(fā)掘和應(yīng)用，同時(shí)基于大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)和全方位的互聯(lián)互通，有效整合油田運(yùn)行的各個(gè)系統(tǒng)，為油田的生產(chǎn)和管理進(jìn)行智能反應(yīng)，從而提升石油產(chǎn)業(yè)的工業(yè)流程、提供科學(xué)高效的管理方法。

因此，智能油田可以用三個(gè)關(guān)鍵特征來(lái)進(jìn)行定義：儀器化（instrumented）、互聯(lián)互通性（interconnected）和智能化（intelligent）。電子儀器能夠通過(guò)使用傳感器和其他數(shù)據(jù)收集設(shè)備捕獲城市的真實(shí)數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)互通性則意味著各種類型的城市服務(wù)之間的信息交流和共享。智能化是指復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、建模、優(yōu)化和可視化。這些不同的數(shù)據(jù)是從不同的地區(qū)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行采集，目的是服務(wù)于智能決策（intelligent decisions）。

智能油田與傳統(tǒng)油田相比，表現(xiàn)出以下三個(gè)方面的突出特點(diǎn)：一是智能油田是充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的油田。物聯(lián)網(wǎng)是利用FRID、感測(cè)器、二維碼、定位系統(tǒng)、成像系統(tǒng)等感測(cè)設(shè)備，依照通信協(xié)議，將設(shè)備與信息網(wǎng)絡(luò)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)信息交換和智能識(shí)別、感知、定位以及監(jiān)控、管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。二是智能油田真正實(shí)現(xiàn)了信息互聯(lián)互通的油田。智能油田打破了勘探、鉆井、物探等多個(gè)專業(yè)部分的信息孤島，挖掘融合有價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，從而極大提升信息利用的效率。三智能油田實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)管理理念和方式的變革。智能油田通過(guò)為油田的勘探開(kāi)發(fā)、油氣生產(chǎn)、礦區(qū)服務(wù)以及經(jīng)營(yíng)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)的全新管理方案，加快管理的智能化，從而推動(dòng)傳統(tǒng)油田向新油田的轉(zhuǎn)型升級(jí)以及可持續(xù)發(fā)展。因此，智能油田就是“智能感知的油田、智能控制的油田、智能預(yù)警的油田、全面協(xié)同的油田以及智能分析與決策的油田。”

（二）“智能油田”的海量數(shù)據(jù)來(lái)源

我國(guó)的石油行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的信息技術(shù)應(yīng)用以及數(shù)字化油田建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，多數(shù)的石油企業(yè)已經(jīng)具備了覆蓋油田的信息網(wǎng)絡(luò)，大量的電子設(shè)備、專業(yè)應(yīng)用的信息門(mén)戶、財(cái)務(wù)管理、資產(chǎn)管理、投資管理等信息系統(tǒng)得到了推廣實(shí)施與整體應(yīng)用。于此同時(shí)，油田物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)也取得重大進(jìn)展，包括油水井的數(shù)字化、管道數(shù)字化和站庫(kù)數(shù)字化建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)了油氣田井區(qū)、計(jì)量間、集輸站、聯(lián)合站和處理廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及設(shè)備狀態(tài)信息在采油/采氣廠生產(chǎn)指揮中心和生產(chǎn)控制中心的集中管控。因此，在石油企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，匯集了海量數(shù)據(jù)，從地震、勘探、鉆井、物探、油氣生產(chǎn)等生產(chǎn)鏈條以及指揮系統(tǒng)采集的油水井?dāng)?shù)據(jù)，到百萬(wàn)石油員工的組織機(jī)構(gòu)、用工總量、薪酬總額的計(jì)劃下達(dá)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和在線審批等管理系統(tǒng)。但是大量的數(shù)據(jù)缺乏整合分析以及深度應(yīng)用，所以這些數(shù)據(jù)只是儲(chǔ)存的數(shù)字編碼。（見(jiàn)圖1）

從儀器終端獲得的數(shù)據(jù)信息將通過(guò)終端到終端的過(guò)程、信息系統(tǒng)、組織體系、工業(yè)鏈或價(jià)值鏈進(jìn)行整合。海量數(shù)據(jù)可以跨越智能油田的多個(gè)進(jìn)程、信息系統(tǒng)以及工業(yè)鏈進(jìn)行互連互通。此外，智能油田還可以匯集非結(jié)構(gòu)化方式、整體性以及不與系統(tǒng)特別相關(guān)的特別信息。例如，分布于不同物理設(shè)備的系統(tǒng)網(wǎng)格，例如基于Web 2.0的社交網(wǎng)絡(luò)、搜索引擎查詢和其他邏輯結(jié)構(gòu)的互連信息。物聯(lián)網(wǎng)作為傳感器的互聯(lián)系統(tǒng)，將有效地將物理世界連接到虛擬的數(shù)據(jù)世界。

（三）“智能油田”海量數(shù)據(jù)的分析需求

智能油田的“儀器化“不僅意味著使用傳感器和儀表等系統(tǒng)測(cè)量諸如壓力、溫度和溫度的一些物理參數(shù)，同時(shí)還包括IT系統(tǒng)中的軟件。這些軟件提取關(guān)于油田業(yè)務(wù)運(yùn)作過(guò)程的一些信息，例如油井的產(chǎn)量、鉆井的進(jìn)尺等。這樣的數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)獲取，有時(shí)收集數(shù)據(jù)的儀器是非常精確實(shí)時(shí)，也可能是延時(shí)的。這些數(shù)據(jù)被稱為電子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（Blive data）。從各種各樣的數(shù)據(jù)渠道收集的海量數(shù)據(jù)數(shù)量龐大、異構(gòu)、無(wú)序甚至不完整，大數(shù)據(jù)分析可以整理、分析、理解以及應(yīng)用這些數(shù)據(jù)。對(duì)這種相互關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行分析必須產(chǎn)生新的見(jiàn)解，推動(dòng)智慧城市的決策和行動(dòng)，提高行動(dòng)結(jié)果或增進(jìn)系統(tǒng)功能，促進(jìn)組織機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)的結(jié)果必須從根本上改變智能油田最終用戶的體驗(yàn)或生態(tài)系統(tǒng)。因此，數(shù)據(jù)分析能夠?qū)崿F(xiàn)的最好的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)智能油田組織管理的實(shí)時(shí)性、前瞻性或預(yù)測(cè)性。

大數(shù)據(jù)分析將以有效的方式存儲(chǔ)、處理和挖掘智慧城市應(yīng)用的信息，以產(chǎn)生有價(jià)值的信息來(lái)增強(qiáng)不同類型的智能油田服務(wù)能力。是這些數(shù)據(jù)用來(lái)支持這些油田的可持續(xù)發(fā)展。智能油田所提出的解決方案依賴于收集關(guān)于智能城市、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的信息。普遍存在的互聯(lián)網(wǎng)用于收集真實(shí)世界的傳感器數(shù)據(jù)，而價(jià)格廉價(jià)的計(jì)算機(jī)能夠能力用于分析這些數(shù)據(jù)。“通過(guò)使用這些數(shù)據(jù)來(lái)連接物理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的分析能力，可以改進(jìn)智能油田的控制和管理系統(tǒng)?！?在智能油田的推動(dòng)中，只有經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)整合并加以分析后，才能為石油企業(yè)的生產(chǎn)和管理帶來(lái)效益。深度挖掘大數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，應(yīng)當(dāng)在數(shù)字化油田建設(shè)基礎(chǔ)上提出智能油田理念，搭建高速智能承載網(wǎng)、云計(jì)算中心、大數(shù)據(jù)資源、專業(yè)軟件一體化平臺(tái)，形成智慧地質(zhì)、智慧工程、智慧管理、智慧礦區(qū)、智慧員工建設(shè)的智能油田基本框架。

二、大數(shù)據(jù)在“智能油田”中的應(yīng)用價(jià)值與挑戰(zhàn)

近年來(lái)，由于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組合發(fā)展，在企業(yè)管、城市治理等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛運(yùn)用，尤其是在智能油田領(lǐng)域其潛在優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。廣泛分布的傳感器產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流分析的先進(jìn)技術(shù)和新的分析框架，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力的提升。大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)以及其他的數(shù)字化的信息成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)要素，通過(guò)對(duì)石油產(chǎn)業(yè)數(shù)字信息的整合利用，從而擴(kuò)展石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，提升區(qū)域勘測(cè)、油氣勘探、油氣開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)等石油產(chǎn)業(yè)鏈條的生產(chǎn)效率，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，促進(jìn)石油產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型，成為推動(dòng)石油城市可持續(xù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>

（一）大數(shù)據(jù)在智能油田建設(shè)的重要價(jià)值

1. 大數(shù)據(jù)促進(jìn)了油田生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。

大數(shù)據(jù)能夠?qū)⒂吞锷a(chǎn)的實(shí)時(shí)或者歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與建模，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化利用。油田生產(chǎn)參考數(shù)據(jù)來(lái)源非常廣泛，采集的數(shù)據(jù)包括了區(qū)域勘測(cè)、油氣勘探、油氣開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)、油氣儲(chǔ)運(yùn)、管道煉油、油氣化工、油氣銷售。海量的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，只有利用大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，才能分析挖掘出有價(jià)值的信息，并指導(dǎo)建立最優(yōu)的生產(chǎn)參數(shù)以及管理模式。通過(guò)IoT（物聯(lián)網(wǎng)）平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)建立油氣生產(chǎn)的能的耗模型和產(chǎn)量模型，從而對(duì)油氣生產(chǎn)制度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)油井產(chǎn)量和能耗的綜合最優(yōu)化。

由于石油產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要依靠人工現(xiàn)場(chǎng)抄錄以及離線錄入，石油采集以及運(yùn)輸設(shè)備的隱患長(zhǎng)期依靠人工巡檢，需要投入大量的勞動(dòng)力，再加之人工巡檢受到天氣以及人員素質(zhì)等影響極大，造成生產(chǎn)率低下，安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)等日益突出。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析能夠提高傳統(tǒng)的采油井巡檢的可預(yù)見(jiàn)性以及準(zhǔn)確性。通過(guò)在采油井上安裝傳感網(wǎng)、載荷位移傳感器、差壓變送器、壓力變送器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備儀表設(shè)備收集采油機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立抽油機(jī)泵的正常工作模型、抽油機(jī)抽油桿的震動(dòng)影響模型、抽油機(jī)供液不足模型、油井出砂，以及油稠模型等，利用IoT（物聯(lián)網(wǎng)）平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，從而及時(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理抽油機(jī)泵的存在的問(wèn)題，延長(zhǎng)抽油機(jī)的使用壽命。例如2016年勝利油田開(kāi)展了“互聯(lián)網(wǎng)+”試點(diǎn)，在勘探和開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)核心規(guī)劃、設(shè)計(jì)和部署油區(qū)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集回傳，保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控圖像、生產(chǎn)控制指令等穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。從而實(shí)現(xiàn)了探井在線、方案在線、生產(chǎn)即時(shí)通等勘探開(kāi)發(fā)高效融合。同時(shí)，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠基于歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)油氣銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立相應(yīng)的能力分析模式以及優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)管理效率的提高。

2. 大數(shù)據(jù)推動(dòng)了石油產(chǎn)業(yè)管理模式的創(chuàng)新。

充分利用大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)以及整合通訊公司的專業(yè)運(yùn)維力量，能夠?qū)崿F(xiàn)石油產(chǎn)業(yè)的組織管理模式向精細(xì)化組織運(yùn)維轉(zhuǎn)變。首先物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析提升了資料全準(zhǔn)率和運(yùn)維計(jì)劃執(zhí)行率，提高自動(dòng)化上線數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率、自動(dòng)化儀表完好率、儀表保養(yǎng)合格率。優(yōu)化人力資源，減少生產(chǎn)用工的同時(shí)提升了員工技能。同時(shí)，大數(shù)據(jù)加強(qiáng)對(duì)石油產(chǎn)業(yè)工作人員的人力資源信息的整合與運(yùn)用。石油產(chǎn)業(yè)是資源密集型和勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)業(yè)，因此無(wú)論是油氣生產(chǎn)、運(yùn)輸以及油氣銷售等石油企業(yè)的員工數(shù)量非常龐大，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用能夠顯著提升人力資源管理的效率。通過(guò)將百萬(wàn)石油員工全部納入大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理，精簡(jiǎn)組織機(jī)構(gòu)、合理配置用工總量、實(shí)現(xiàn)薪酬總額的計(jì)劃下達(dá)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和在線審批，從而真正做到了在人員配置、勞薪配比的高效與精確。

與此同時(shí)，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備結(jié)合，將云技術(shù)覆蓋電腦、手機(jī)以及感應(yīng)器等等固定或移動(dòng)設(shè)備，全面實(shí)現(xiàn)公文的電子流轉(zhuǎn)、報(bào)銷業(yè)務(wù)網(wǎng)上處理、合同簽訂全過(guò)程在線管理，從而極大降低了石油企業(yè)的行政管理費(fèi)用。例如，勝利油田建立了新的基于大數(shù)據(jù)的管理平臺(tái)架構(gòu)，采用油田公司級(jí)指揮中心、采油廠級(jí)調(diào)度中心、作業(yè)區(qū)級(jí)聯(lián)合站站控中心三級(jí)扁平化管理。在此基礎(chǔ)上，各試點(diǎn)作業(yè)區(qū)也對(duì)傳統(tǒng)單向業(yè)務(wù)鏈條式的管控模式進(jìn)行優(yōu)化，形成以站控中心為主的一站式“發(fā)散型”新模式，縮短了作業(yè)區(qū)對(duì)油井、水井生產(chǎn)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和處理響應(yīng)時(shí)間，形成了快速反應(yīng)的生產(chǎn)管理模式。

（二）大數(shù)據(jù)對(duì)智能油田建設(shè)的重要價(jià)值

1. 通過(guò)創(chuàng)建油田數(shù)字戰(zhàn)略（基于數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）刺激新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式

大數(shù)據(jù)分析大大增加了智慧城市的智能化和移動(dòng)性。

在智慧城市應(yīng)用中應(yīng)用大數(shù)據(jù)有利于促進(jìn)商業(yè)模式創(chuàng)新。杭州峰會(huì)發(fā)布的《二十國(guó)集團(tuán)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作倡議》數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為光彩奪目的全球經(jīng)濟(jì)新模式。2017年3月，數(shù)字經(jīng)濟(jì)首次被寫(xiě)入政府工作報(bào)告。智慧城市建設(shè)和運(yùn)行不僅會(huì)吸引眾多的數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的投資者和企業(yè)家，更為商業(yè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)提供了有利條件。智慧城市不僅是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的孵化器，更已成為數(shù)字產(chǎn)業(yè)的投資者、開(kāi)發(fā)者和消費(fèi)者，其更加積極打造的智能化配套設(shè)施、城市公共服務(wù)以及提升公眾的數(shù)字化素養(yǎng)，鼓勵(lì)支持?jǐn)?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2. 大數(shù)據(jù)的分析能力能夠優(yōu)化提升城市運(yùn)行過(guò)程和資源配置的效率

在智慧城市中實(shí)施大數(shù)據(jù)分析能夠提升智慧城市服務(wù)的智能化水平，更為有效的利用城市資源、增強(qiáng)不同領(lǐng)域的智能城市服務(wù)、促進(jìn)跨界應(yīng)用和服務(wù)的協(xié)作，從而城市運(yùn)行和公共服務(wù)降低成本。同時(shí)，大數(shù)據(jù)還支持城市決策者規(guī)劃智能城市服務(wù)和資源的擴(kuò)展應(yīng)用。大數(shù)據(jù)應(yīng)用可以為智慧城市中的許多部門(mén)服務(wù)，從而改進(jìn)城市公共服務(wù)部門(mén)以及私營(yíng)組織的規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)效率；更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，提升客戶服務(wù)的水平；改善智慧城市運(yùn)營(yíng)的安全性以及增加社會(huì)價(jià)值。例如，醫(yī)療保健可以通過(guò)管理醫(yī)療記錄來(lái)改進(jìn)預(yù)防保健服務(wù)，加強(qiáng)患者的護(hù)理效率。交通管理部門(mén)也從大數(shù)據(jù)中受益，可以根據(jù)分析交通事故的歷史記錄，通過(guò)提供替代路線來(lái)避免交通堵塞、減少事故數(shù)量。

為了實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析在智慧城市建設(shè)中的價(jià)值，要適當(dāng)?shù)貙?shù)據(jù)的價(jià)值（以及與之相關(guān)的信息）傳達(dá)給關(guān)鍵的利益相關(guān)者。促進(jìn)智慧城市的服務(wù)水平，需要增加大數(shù)據(jù)先進(jìn)技術(shù)的投資、更好的開(kāi)發(fā)和有效利用大數(shù)據(jù)。于此同時(shí)，需要明確的政策和法律體系，以確保智慧城市數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、安全性、保密性以及對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析、使用的有效控制以及規(guī)范。

（三）大數(shù)據(jù)在“智能油田”中面臨的挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)在智能油田應(yīng)用中面臨著許多的技術(shù)和政策挑戰(zhàn)。因此，重要的是避免或減少智慧城市中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)施所面臨的困境。大數(shù)據(jù)應(yīng)用在智能油田面臨著四個(gè)方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

1. 大數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化等屬性決定了數(shù)據(jù)管理的難度

智能油田的大數(shù)據(jù)既有來(lái)自石油產(chǎn)業(yè)的不同產(chǎn)業(yè)鏈條的海量實(shí)時(shí)以及歷史生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)，以及交通、教育、衛(wèi)生等城市管理的海量數(shù)據(jù)。復(fù)雜多樣的數(shù)據(jù)主要有四個(gè)突出的特征：數(shù)據(jù)的體量（從不同的來(lái)源創(chuàng)建的數(shù)據(jù)的大?。?，數(shù)據(jù)的速度，數(shù)據(jù)的種類（不同類型的生成數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性（數(shù)據(jù)的質(zhì)量和真實(shí)性）。除此以外，智能油田總的數(shù)據(jù)還具有其他的新特征，包括數(shù)據(jù)的有效性（用于預(yù)測(cè)用途的數(shù)據(jù)的正確性和準(zhǔn)確性）、不同體積、多樣性和速度的數(shù)據(jù)具有波動(dòng)性（大數(shù)據(jù)保持期限），以及大數(shù)據(jù)的輸出值（大數(shù)據(jù)處理的期望結(jié)果）。數(shù)據(jù)源具有不同的格式、類型和使用的復(fù)雜性，智能油田中的數(shù)據(jù)采集本身會(huì)也產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)困難。此外，智能油田大數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化性質(zhì)使得難以分類和組織。

2. 智能油田的數(shù)據(jù)安全的困境

在智能油田中使用大數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。大數(shù)據(jù)的安全管理是非常復(fù)雜而且精密的系統(tǒng)。智能油田的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，很多信息都包括個(gè)人信息以及個(gè)人隱私、以及井位坐標(biāo)、原油產(chǎn)量、銷售價(jià)格等。許多學(xué)者認(rèn)為對(duì)這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和處理會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，因此建議通過(guò)法律規(guī)定對(duì)數(shù)據(jù)使用以及數(shù)據(jù)代碼來(lái)確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的安全。另一方面，智能油田需要跨機(jī)構(gòu)收集以及整合數(shù)據(jù)，因此智能應(yīng)用程序需要更高安全性。因?yàn)閺牟煌氖托袠I(yè)收集的海量數(shù)據(jù)將在各種類型的網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)移傳輸，如果其中的網(wǎng)絡(luò)安全性較差，將會(huì)導(dǎo)致這些數(shù)據(jù)面臨泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，提升大數(shù)據(jù)的安全性需要制定法律條款以及構(gòu)建數(shù)據(jù)的安全的監(jiān)管體系，并在技術(shù)、政府、商業(yè)部門(mén)的政策和技術(shù)領(lǐng)域嚴(yán)格實(shí)施。

3. 智能油田多樣來(lái)源數(shù)據(jù)的整合困境

數(shù)據(jù)集成是智能油田面對(duì)的重要挑戰(zhàn)之一。由于智能油田嵌入了各種各樣的智能設(shè)備，它們會(huì)產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。因此，智能油田的大數(shù)據(jù)應(yīng)用必須整合來(lái)自來(lái)源多樣的海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量是任何數(shù)據(jù)集成機(jī)制中的關(guān)鍵難點(diǎn)之一。特別是出現(xiàn)數(shù)據(jù)不正確、丟失和或不完整的情況下，整合數(shù)據(jù)就更為困難。

三、“智能油田”大數(shù)據(jù)應(yīng)用的前景展望

大數(shù)據(jù)在智能油田中的應(yīng)用，遇到了來(lái)自數(shù)據(jù)收集處理等技術(shù)難題，以及數(shù)據(jù)安全、信息壁壘等法律政策障礙，需要不同的措施來(lái)解決。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，公共數(shù)據(jù)庫(kù)的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)共享的觀念被普遍接受，大數(shù)據(jù)的技術(shù)難題將因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展逐漸克服。對(duì)數(shù)據(jù)保密性和安全性的關(guān)注，智慧油的監(jiān)管法律和監(jiān)管的技術(shù)體系需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將提升智能油田大數(shù)據(jù)的收集以及共享效率

智能油田配備了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)Hoc網(wǎng)絡(luò)的智能環(huán)境，創(chuàng)造了一種新技術(shù)，稱為物聯(lián)網(wǎng)（IOT）通信平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)在智能油田的不同領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。物聯(lián)網(wǎng)是嵌入有傳感器和控制器器的物的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)。這些智能對(duì)象能夠在傳感器的幫助下，從實(shí)施環(huán)境中收集大量數(shù)據(jù)的能力。物聯(lián)網(wǎng)在智能油田中的應(yīng)用目的是促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的普及，使用者更易訪問(wèn)智能設(shè)備以及與之互動(dòng)，如，油井監(jiān)控傳感器，控制器和車(chē)輛等。

（二）構(gòu)建智能油田統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享開(kāi)發(fā)平臺(tái)

大數(shù)據(jù)分析幫助油田實(shí)現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)周期管理，同時(shí)在財(cái)務(wù)預(yù)算、物資采購(gòu)、工程建設(shè)等方面提供了重要的數(shù)據(jù)支持。智能油田高度依賴深度的數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用，所以開(kāi)發(fā)和提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和平臺(tái)至關(guān)重要。然而對(duì)智能油田數(shù)據(jù)集中共享的價(jià)值，仍然存在一定的知識(shí)鴻溝。許多石油企業(yè)以及管理部門(mén)持有大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但對(duì)其價(jià)值或如何對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化應(yīng)用缺乏明確的概念，限制甚至拒絕對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，導(dǎo)致形成信息孤島，無(wú)法應(yīng)用在智能油田中。應(yīng)當(dāng)在區(qū)域和國(guó)家層面上研究石油產(chǎn)業(yè)開(kāi)放數(shù)據(jù)架構(gòu)和平臺(tái)的重要性，明確識(shí)別有流動(dòng)價(jià)值的數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字收益共享模式，實(shí)施混合公開(kāi)和數(shù)據(jù)的收益權(quán)，從而提升共享數(shù)據(jù)的意愿和行動(dòng)。

（三）加強(qiáng)智能油田網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全的監(jiān)管體系

智能油田不僅需要硬件和軟件上的持續(xù)投入，專業(yè)的數(shù)字安全監(jiān)管體系成為影響智能油田建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。突破性的技術(shù)革命都可能帶來(lái)新的問(wèn)題，大數(shù)據(jù)也不例外的。大數(shù)據(jù)在智能油田中的應(yīng)用主要涉及到數(shù)據(jù)的深度挖掘、智能學(xué)習(xí)以及應(yīng)用。這往往意味著各種數(shù)據(jù)的整合與處理。而擁有數(shù)據(jù)的組織則可能擔(dān)心濫用數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)商業(yè)秘密、敏感信息、競(jìng)爭(zhēng)力或聲譽(yù)產(chǎn)生各種潛在的不利影響。這些疑慮導(dǎo)致數(shù)據(jù)的開(kāi)放和共享面臨困難。

只有提出正確的解決方案，才能一方面顯示使用大數(shù)據(jù)對(duì)智慧城市的價(jià)值，同時(shí)確保這些數(shù)據(jù)安全受到保護(hù)。在此背景下，智能油田的管理者需要解決法律與政策、行政監(jiān)管、合理組織以及攻克技術(shù)挑戰(zhàn)，在隱私權(quán)保護(hù)、信息安全以及數(shù)據(jù)流動(dòng)之間在定制功能時(shí)進(jìn)行利益權(quán)衡。持續(xù)深化智能油田云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用，不斷加強(qiáng)信息技術(shù)的應(yīng)用建設(shè)，建設(shè)集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心和信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)資源，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建智能油田的安全治理體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的有效聚合，保障數(shù)據(jù)安全，為智能油田大數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)共享服務(wù)提供有力支持。（見(jiàn)圖2）

（四）制定統(tǒng)一的智能油田大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在區(qū)域和國(guó)家層面上，智能油田共享數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)應(yīng)用一致的標(biāo)準(zhǔn)框架。制定全國(guó)智能油田大數(shù)據(jù)的共同標(biāo)準(zhǔn)，這是收集、鏈接、共享和分析不同數(shù)據(jù)集合的關(guān)鍵元素。智能油田大數(shù)據(jù)仍需要大量的技術(shù)研發(fā)來(lái)制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)。但是，人們對(duì)于智能油田大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和未來(lái)需求，仍缺乏明確清晰的認(rèn)識(shí)。在智能油田中，大數(shù)據(jù)的分析員經(jīng)常需要花費(fèi)一半以上的清理數(shù)據(jù)，因?yàn)橛写罅康臄?shù)據(jù)是以非機(jī)讀或非標(biāo)準(zhǔn)化格式來(lái)提供或者收集的，需要進(jìn)行人工的手動(dòng)處理。

促進(jìn)開(kāi)放和共享大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化被認(rèn)為是一個(gè)通用的技術(shù)管制器，它可以提高大數(shù)據(jù)的收集、共享、鏈接和分析的程度，從而創(chuàng)新數(shù)據(jù)庫(kù)、新技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法（例如用于數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的新工具）。在智能油田的背景下，大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化有助于物聯(lián)網(wǎng)操作和普及，能夠使用網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備和收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多目的、跨部門(mén)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用。而另一方面，解決了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。通過(guò)提高大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提升數(shù)據(jù)收集的空間和時(shí)間分辨率，以及數(shù)據(jù)的匿名化，并改進(jìn)元數(shù)據(jù)（例如數(shù)據(jù)的類型和格式），以降低數(shù)據(jù)碎片。同時(shí)，改進(jìn)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果，將有可能促進(jìn)新興技術(shù)的發(fā)展。例如，例如一種新的統(tǒng)計(jì)分析方法隱私識(shí)別（differential privacy），提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集中隱私保護(hù)。這種方法被用于向數(shù)據(jù)庫(kù)添加統(tǒng)計(jì)擾動(dòng)的特定模式，如果發(fā)生數(shù)據(jù)泄漏，則可以識(shí)別數(shù)據(jù)以何種方式進(jìn)行了不適當(dāng)使用。這種技術(shù)開(kāi)辟了數(shù)據(jù)安全保護(hù)的新領(lǐng)域，從而激勵(lì)增強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，統(tǒng)一的智能油田大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)的連接性和流通性。在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型經(jīng)濟(jì)中，數(shù)據(jù)的互通性至關(guān)重要，數(shù)據(jù)需要在多個(gè)不同組織之間轉(zhuǎn)移。只有改進(jìn)大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，才能促進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的交互性和操作性。