胡青 岳婷 馬楠 張建東（長(zhǎng)慶油田采油二廠數(shù)字化與科技信息中心 甘肅慶陽(yáng) 745100）

1 前言

隨著油田信息化、數(shù)字化建設(shè)發(fā)展，各類用于生產(chǎn)管理、技術(shù)研究的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量不斷增加。因各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性小和一致性差，造成數(shù)據(jù)無(wú)法共享，基層數(shù)據(jù)仍需員工通過(guò)傳統(tǒng)的Excel報(bào)表進(jìn)行手工錄入和計(jì)算，生產(chǎn)管理工作效率低下，存儲(chǔ)安全性不高，研究建立廠級(jí)核心數(shù)據(jù)庫(kù)及作業(yè)區(qū)綜合報(bào)表系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)在必行。

2 系統(tǒng)建設(shè)

2.1 項(xiàng)目目標(biāo)

（1）開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)采油二廠標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)模型、字典，開(kāi)發(fā)規(guī)范、開(kāi)發(fā)性的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，解決數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)應(yīng)用的問(wèn)題，為后期對(duì)其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入提供服務(wù)。

（2）自動(dòng)生成滿足作業(yè)區(qū)生產(chǎn)需求的綜合報(bào)表系統(tǒng)，簡(jiǎn)化員工填寫(xiě)數(shù)據(jù)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)固定與自定義報(bào)表生成、多樣式展示及導(dǎo)出。

（3）建設(shè)第二采油廠作業(yè)區(qū)報(bào)表平臺(tái)，滿足報(bào)表的填報(bào)、審核、自動(dòng)匯總、展示，用于對(duì)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歸檔、靜態(tài)化和持久化。

2.2 技術(shù)路線

3.3.1 總體架構(gòu)

形成“大平臺(tái)、小應(yīng)用”架構(gòu)，應(yīng)用服務(wù)采用集中式集群部署，可滿足油田公司建設(shè)統(tǒng)一開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)平臺(tái)，也可滿足各廠獨(dú)立的業(yè)務(wù)需求。集中式部署報(bào)表集群服務(wù)，對(duì)各廠應(yīng)用提供高效服務(wù)，便于統(tǒng)一管理和維護(hù)。采用集中式部署的數(shù)據(jù)庫(kù)集群，對(duì)各廠數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行邏輯隔離，形成熱插拔數(shù)據(jù)庫(kù)，在不影響各廠存儲(chǔ)的前提下，形成公司統(tǒng)一的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)核心數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 報(bào)表系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.3.2 物理路線

采用集群式集中化部署，分為數(shù)據(jù)庫(kù)集群、報(bào)表服務(wù)集群和應(yīng)用集群，因應(yīng)用服務(wù)器對(duì)應(yīng)的采油廠較多，對(duì)應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行虛擬化集群，統(tǒng)一部署在長(zhǎng)慶油田公司機(jī)房，專人維護(hù)。

圖3 報(bào)表系統(tǒng)物理路線集群圖

3.4 數(shù)據(jù)模型

中心數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是數(shù)字油田建設(shè)的基礎(chǔ)，集團(tuán)公司在建設(shè)勘探與生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（A1）和油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（A2）的過(guò)程中，總結(jié)了多年數(shù)據(jù)資源建設(shè)成果，遵循國(guó)際石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)POSC，借鑒業(yè)界成熟的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)EDM業(yè)務(wù)分類標(biāo)準(zhǔn)建立了EPDM模型。

借助集團(tuán)公司EPDM模型標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)慶油田采油廠生產(chǎn)核心數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型也是項(xiàng)目的一大部分工作，數(shù)據(jù)模型是公司和各采油廠的核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)，模型的標(biāo)準(zhǔn)化有助于提升數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高可用性。 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)工作既要滿足各廠報(bào)表開(kāi)發(fā)需求，也要滿足EPDM模型設(shè)計(jì)要求。

圖4 EPDM模型標(biāo)準(zhǔn)

3.5 開(kāi)發(fā)思路

3.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)思路

（1）核心數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)所有與生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行整理分析，充分利用自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)，抓取專業(yè)系統(tǒng)分析結(jié)果數(shù)據(jù)，以及人工補(bǔ)錄部分?jǐn)?shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)運(yùn)算，規(guī)范審核機(jī)制，開(kāi)放數(shù)據(jù)接口，建立完整的生產(chǎn)核心數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）數(shù)據(jù)錄入規(guī)范統(tǒng)一，保留傳統(tǒng)報(bào)表辦公模式。一是開(kāi)發(fā)統(tǒng)一數(shù)據(jù)錄入窗口，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理組織架構(gòu)、油層開(kāi)發(fā)屬性、措施作業(yè)類型等基本名稱和信息的統(tǒng)一錄入，確保數(shù)據(jù)名稱、類型等基本參數(shù)規(guī)范、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。二是開(kāi)發(fā)符合實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)據(jù)錄入功能，實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)在日常填報(bào)、審核數(shù)據(jù)的同時(shí)，同步完成對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的錄入，并自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和共享，最大限度保留作業(yè)區(qū)日常辦公的操作習(xí)慣，減輕員工錄入工作量。

（3）開(kāi)放接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)分析、利用最優(yōu)化。統(tǒng)一規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)接口，實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)庫(kù)、油水井工況系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享接入，利用核心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行運(yùn)算和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速讀取和分析。

3.5.2 作業(yè)區(qū)綜合報(bào)表開(kāi)發(fā)思路

通過(guò)對(duì)作業(yè)區(qū)現(xiàn)有規(guī)范的綜合報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類，一類報(bào)表是以作業(yè)區(qū)調(diào)控中心為主導(dǎo)，由站點(diǎn)收集填報(bào)，井區(qū)、調(diào)控中心進(jìn)行逐級(jí)審核和補(bǔ)錄，其實(shí)時(shí)性相對(duì)較強(qiáng)，主要用于日常生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控；另一類是以作業(yè)區(qū)技術(shù)組為主導(dǎo)，以產(chǎn)量監(jiān)控報(bào)表為基礎(chǔ)，借助油水井工況分析系統(tǒng)，由站點(diǎn)收集填報(bào)，井區(qū)、技術(shù)組進(jìn)行逐級(jí)審核和補(bǔ)錄，每24小時(shí)編制的技術(shù)分析報(bào)表，其編制時(shí)間較長(zhǎng)，相對(duì)滯后，主要用于單井生產(chǎn)分析與技術(shù)研究。

（1）實(shí)現(xiàn)錄入審核“三統(tǒng)一”，實(shí)現(xiàn)自定義審核。通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)錄入報(bào)表、填報(bào)單位、填報(bào)時(shí)間、審核單位、審核流程機(jī)制，實(shí)現(xiàn)站-井區(qū)-作業(yè)區(qū)多級(jí)填報(bào)審核，同時(shí)增加數(shù)據(jù)自定義校準(zhǔn)驗(yàn)證，保證入庫(kù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）建立安全存儲(chǔ)機(jī)制，讓數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)可防、可控、可追溯。通過(guò)優(yōu)化存儲(chǔ)模型和內(nèi)置的硬件冗余等保護(hù)措施，確保數(shù)據(jù)發(fā)生災(zāi)難后及時(shí)恢復(fù)，同時(shí)根據(jù)用戶權(quán)限和IP地址設(shè)定數(shù)據(jù)訪問(wèn)限制，記錄操作日志，最大限度地保障數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的安全性，避免了傳統(tǒng)Excel報(bào)表錄入和分散存儲(chǔ)等帶來(lái)的安全弊端。

（3）建立數(shù)據(jù)智能化分析，自定義查詢分析。廠核心數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、井筒工況、地面工藝、井組注采、區(qū)塊（油藏）動(dòng)態(tài)等數(shù)據(jù)模型，將人工經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)智能“經(jīng)驗(yàn)庫(kù)”，數(shù)據(jù)更加全面和直觀，減輕技術(shù)人員統(tǒng)計(jì)分析的工作量，減少人為計(jì)算數(shù)據(jù)錯(cuò)誤因素的影響，為油田開(kāi)發(fā)提供可靠的科學(xué)決策。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)功能

為了解決各作業(yè)區(qū)、機(jī)關(guān)生產(chǎn)、技術(shù)管理部門(mén)制定的報(bào)表種類、報(bào)表格式不一致，報(bào)表數(shù)量偏多等問(wèn)題，減輕員工重復(fù)錄入工作量。全面規(guī)范整合報(bào)表，有效整合完成作業(yè)區(qū)油水井生產(chǎn)、站庫(kù)集輸動(dòng)態(tài)、生產(chǎn)監(jiān)控等22張報(bào)表，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)表的推廣應(yīng)用。

報(bào)表系統(tǒng)主要有五大功能，即系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)審核、報(bào)表展示、數(shù)據(jù)分析，其中，系統(tǒng)管理部分主要面向管理員用戶，報(bào)表填報(bào)人員可忽略此部分，數(shù)據(jù)分析由于需求未定，此部分暫未開(kāi)發(fā)。

系統(tǒng)管理主要由組織機(jī)構(gòu)及用戶、系統(tǒng)角色、功能模塊、數(shù)據(jù)字典、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、報(bào)表管理、審核流程、解鎖報(bào)表、通知公告、系統(tǒng)日志10個(gè)功能模塊組成。

4.1.1 組織機(jī)構(gòu)及用戶

組織機(jī)構(gòu)列舉出了作業(yè)區(qū)下轄所有中心站、站點(diǎn)、生產(chǎn)技術(shù)室、調(diào)度中心等職能機(jī)構(gòu)，此模塊的主要功能是管理(新增、刪除、修改)組織機(jī)構(gòu)和管理用戶。

4.1.2 系統(tǒng)角色

系統(tǒng)角色主要囊括報(bào)表使用中所涉及的用戶角色類型，后期可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。此模塊的主要功能是為用戶賦予權(quán)限。

4.1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

此模塊的主要功能是維護(hù)作業(yè)區(qū)所有井組、井、罐、泵、加熱爐等基礎(chǔ)信息，若在實(shí)際生產(chǎn)中有諸如新增井、修改泵罐等情況，應(yīng)在此模塊中及時(shí)維護(hù)進(jìn)去，否則會(huì)影響報(bào)表填報(bào)人員的正常錄入。

4.1.4 審核流程

此模塊的主要功能是配置報(bào)表的審核流程，比如站點(diǎn)填報(bào)的站點(diǎn)分井采油日?qǐng)?bào)，填報(bào)完成以后要通過(guò)兩級(jí)(比如中心站、作業(yè)區(qū))部門(mén)的審核，則在此處配置時(shí)分為兩個(gè)步驟，第一步是配置一級(jí)(中心站)審核，首先填寫(xiě)節(jié)點(diǎn)名稱，比如說(shuō)中心站審核，然后依次選擇審核部門(mén)、審核角色、有效節(jié)點(diǎn)(選擇是)、開(kāi)始節(jié)點(diǎn)(選擇是)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)(選擇否)，第二步是配置二級(jí)(作業(yè)區(qū))審核，配置流程和一級(jí)審核一樣，不同的是開(kāi)始節(jié)點(diǎn)選擇否，結(jié)束節(jié)點(diǎn)選擇是。

4.1.5 其他

系統(tǒng)管理功能除了以上介紹的四個(gè)主要功能模塊以外，還有報(bào)表解鎖、通知公告、系統(tǒng)日志三個(gè)模塊，其中報(bào)表解鎖就是當(dāng)數(shù)據(jù)填報(bào)人員完成填報(bào)以后，點(diǎn)擊頁(yè)面的提交按鈕，此時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)法再進(jìn)行編輯，若要重新修改數(shù)據(jù)，則需向管理員用戶申請(qǐng)解鎖該報(bào)表，報(bào)表才可重新編輯；通知公告模塊主要的功能是向作業(yè)區(qū)用戶發(fā)布一些公告，例如提醒填報(bào)人員哪張報(bào)表沒(méi)有填寫(xiě)等等；系統(tǒng)日志的主要功能是記錄用戶登錄報(bào)表系統(tǒng)的一些登錄信息，比如某用戶在某段時(shí)間進(jìn)行了哪項(xiàng)操作，這樣如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題，也可以很好地進(jìn)行排查，可以定位到哪個(gè)IP的電腦填報(bào)數(shù)據(jù)出了問(wèn)題，需要注意的是，系統(tǒng)日志信息只保存最近30天的信息。

4.2 報(bào)表應(yīng)用

4.2.1 填報(bào)流程

進(jìn)入報(bào)表系統(tǒng)界面，根據(jù)管理員提供的用戶名登錄該系統(tǒng)，點(diǎn)擊報(bào)表填報(bào)，找到需要填報(bào)的報(bào)表，點(diǎn)擊填報(bào)校，學(xué)選擇填報(bào)時(shí)間即可進(jìn)入報(bào)表錄入界面，數(shù)據(jù)錄制完成以后點(diǎn)擊提交按鈕即可。

4.2.2 數(shù)據(jù)審核

進(jìn)入報(bào)表系統(tǒng)界面，根據(jù)管理員提供的用戶名登錄系統(tǒng)，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)審核，找到需要審核的報(bào)表，點(diǎn)擊報(bào)表名稱鏈接可查看報(bào)表數(shù)據(jù)，經(jīng)審核無(wú)誤后，選中該報(bào)表，提交審核意見(jiàn)即可

4.2.3 報(bào)表展示

報(bào)表展示的功能是將報(bào)表填報(bào)人員錄入的數(shù)據(jù)展示到頁(yè)面上，類似于填報(bào)完成以后的查看功能，報(bào)表展示的數(shù)據(jù)是無(wú)法編輯的，若需修改數(shù)據(jù)，則應(yīng)在相應(yīng)報(bào)表的填報(bào)界面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，修改完成以后保存數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)會(huì)同步到相應(yīng)的報(bào)表展示界面，需要注意的是，管理員可以查看作業(yè)區(qū)所有展示報(bào)表。如井下作業(yè)視頻監(jiān)控動(dòng)態(tài)日?qǐng)?bào)表、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)站報(bào)表、停（限）電影響原油生產(chǎn)日統(tǒng)計(jì)表、井下作業(yè)視頻監(jiān)控動(dòng)態(tài)日?qǐng)?bào)、集輸動(dòng)態(tài)日?qǐng)?bào)等。

4.3 應(yīng)用效果

完善規(guī)范了采油廠生產(chǎn)報(bào)表體系，實(shí)現(xiàn)報(bào)表統(tǒng)一化、信息化管理，減少了數(shù)據(jù)重復(fù)錄入，提高了數(shù)據(jù)利用率，實(shí)現(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成，消除人工編制報(bào)表。

5 結(jié)論

以采油七廠建立生產(chǎn)核心數(shù)據(jù)庫(kù)及作業(yè)區(qū)綜合報(bào)表為基礎(chǔ)，結(jié)合其他廠的廠庫(kù)模型（如采油一廠等），建立長(zhǎng)慶油田采油二廠西峰采油三區(qū)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)模型的標(biāo)準(zhǔn)、屬性規(guī)范值及作業(yè)區(qū)報(bào)表標(biāo)準(zhǔn)模板，待系統(tǒng)穩(wěn)定后在其他作業(yè)區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用，各作業(yè)區(qū)在推廣應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)繼承和遵循油田公司的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，并結(jié)合本單位應(yīng)用實(shí)際，形成本單位的統(tǒng)一模型、屬性值及作業(yè)。

通過(guò)在采油廠建立生產(chǎn)核心數(shù)據(jù)庫(kù)，規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)錄入源，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的所有相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和分析，生成的報(bào)表數(shù)據(jù)分析更加全面和直觀，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息化管理的優(yōu)勢(shì)，提高工作效率。隨著核心數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展和成熟，以及應(yīng)用系統(tǒng)的更新升級(jí)，老舊數(shù)據(jù)庫(kù)逐步淘汰，核心數(shù)據(jù)庫(kù)將為生產(chǎn)管理發(fā)揮更加巨大的作用。