朱禮同，賈玲玲，劉中良，任利斌

(中國(guó)石油冀東油田陸上油田作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063200)

0 引言

隨著冀東油田“數(shù)字油田”建設(shè)日益完善，為推進(jìn)以大數(shù)據(jù)為核心的“智慧化油田”建設(shè)，提高油田開(kāi)發(fā)信息化建設(shè)水平，提高油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員工作效率，試點(diǎn)建設(shè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)，其核心是推動(dòng)多學(xué)科數(shù)據(jù)高效管理，借助專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油藏分析與開(kāi)發(fā)管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化和智能化。

1 開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)及設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目以開(kāi)發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)為主要服務(wù)對(duì)象的信息系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)建立項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)，建里專業(yè)查詢工具及各類油藏專業(yè)算法，搭建專家數(shù)據(jù)庫(kù)并最終實(shí)現(xiàn)“單井生命周期系統(tǒng)、產(chǎn)量運(yùn)行分析系統(tǒng)、油藏開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)、采油工程管理系統(tǒng)、綜合治理方案系統(tǒng)”五個(gè)專業(yè)應(yīng)用子系統(tǒng)的構(gòu)建[1]。

1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)建設(shè)的總目標(biāo)就是以開(kāi)發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)多年的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言形成生產(chǎn)工具，全面感知油藏產(chǎn)量運(yùn)行與開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，智能決策油藏綜合治理意見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)油藏智慧化管理，大幅度提高工作效率，提升開(kāi)發(fā)管理水平，功能上達(dá)到查詢、分析、預(yù)警、決策的目標(biāo)。

1.2 系統(tǒng)功能總體設(shè)計(jì)

根據(jù)業(yè)務(wù)需求和系統(tǒng)軟件架構(gòu)及功能需求，進(jìn)行了系統(tǒng)功能總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容上總體包括數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)兩個(gè)層次。其中數(shù)據(jù)建設(shè)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)、數(shù)據(jù)管理兩項(xiàng)內(nèi)容。數(shù)據(jù)與應(yīng)用之間，建立一層應(yīng)用服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)公共性應(yīng)用的建設(shè)與管理，最后由應(yīng)用服務(wù)層組成實(shí)現(xiàn)具體的專業(yè)應(yīng)用。開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架圖如圖1所示。

圖1 開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架圖

(1)項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)總體上依存于冀東油田的數(shù)字化成果，并進(jìn)行元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建設(shè)，在此基礎(chǔ)上形成以業(yè)務(wù)描述為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)環(huán)境與項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)各司其職的星形架構(gòu)。項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

(2)軟件體系構(gòu)建設(shè)計(jì)。應(yīng)用目前先進(jìn)的微服務(wù)構(gòu)架進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，解決“同一功能需求在不同系統(tǒng)中重復(fù)開(kāi)發(fā)”的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)構(gòu)架與傳統(tǒng)SOA構(gòu)架相比具有“易擴(kuò)展、易升級(jí)、易復(fù)用”的特性。系統(tǒng)展示層采用瀏覽器/服務(wù)器模式，由于用戶分布廣泛，用戶層次多，B/S模式構(gòu)建更能滿足需求。

2 開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能系統(tǒng)建設(shè)

自2017年開(kāi)始投入項(xiàng)目建設(shè)，歷經(jīng)3年建成了一個(gè)完整油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的大型應(yīng)用系統(tǒng)。完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)資源和數(shù)據(jù)管理服務(wù)建設(shè)，建立應(yīng)用服務(wù)層，搭建專業(yè)應(yīng)用層建設(shè)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)業(yè)務(wù)快速查詢、自動(dòng)分析、智能推送功能。

2.1 專業(yè)數(shù)據(jù)建設(shè)

以A1數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)擴(kuò)展建立項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一單井、區(qū)塊單元、井筒、小層、油砂體、地層程序等基礎(chǔ)信息標(biāo)準(zhǔn)，利用ODI工具實(shí)現(xiàn)A1、A2、……、井下作業(yè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等15套油田常用專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)集成及元數(shù)據(jù)處理；建立22個(gè)數(shù)據(jù)采集界面和專業(yè)數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)、油藏模擬數(shù)據(jù)成果非結(jié)構(gòu)固化成果解析入庫(kù)。

2.2 應(yīng)用服務(wù)層建設(shè)

完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表、應(yīng)用視圖等362個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的描述工作，開(kāi)發(fā)多功能報(bào)表定制工具和曲線工具，開(kāi)發(fā)測(cè)井曲線、井組連通圖、柵狀圖、平面圖等專業(yè)圖形繪制工具，建立流程管理平臺(tái)支持流程管理服務(wù)接口的調(diào)用，應(yīng)用最先進(jìn)的微服務(wù)構(gòu)架開(kāi)發(fā)建立動(dòng)態(tài)分析業(yè)務(wù)、效果評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)、措施篩選業(yè)務(wù)、配注分注業(yè)務(wù)、潛力調(diào)查業(yè)務(wù)、自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)校正業(yè)務(wù)6類業(yè)務(wù)模型，建立以油藏開(kāi)發(fā)專業(yè)算法包和數(shù)據(jù)挖掘模型為主的算法管理平臺(tái)，研發(fā)由數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解釋器及知識(shí)獲取5個(gè)部分組成與油藏開(kāi)發(fā)專業(yè)密切相關(guān)專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)實(shí)例如圖3所示。

圖3 專家系統(tǒng)實(shí)例

2.3 專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

完成“單井生命周期系統(tǒng)、產(chǎn)量運(yùn)行分析系統(tǒng)、油藏開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)、采油工程管理系統(tǒng)、綜合治理方案系統(tǒng)”五個(gè)專業(yè)應(yīng)用子系統(tǒng)的建設(shè)，基本上包含生產(chǎn)管理全部業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)閉環(huán)管理。建成打破各種數(shù)據(jù)庫(kù)壁壘，實(shí)現(xiàn)單井從鉆井—投產(chǎn)—開(kāi)發(fā)—棄置數(shù)據(jù)穿透式查詢的全生命周期數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)；建成了具備數(shù)據(jù)提取、自動(dòng)跟蹤、對(duì)比分析及預(yù)警的產(chǎn)量運(yùn)行分析系統(tǒng)；建成了具備油藏效果評(píng)價(jià)、井組和油藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析、油藏潛力分析功能的油藏動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)；建成了以采油和注水指標(biāo)管理、油水井日常管理為主的采油工程管理系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用成果

3.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穿透式查詢功能

以單井生命周期時(shí)間為主線，將單井從鉆井、錄井、投產(chǎn)、歷次措施作業(yè)到報(bào)廢棄置所產(chǎn)生的的數(shù)據(jù)、文檔、圖形，建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)每口單井所有資料一個(gè)界面全查詢功能。單井全生命周期查詢實(shí)例如圖4所示。

圖4 單井全生命周期查詢實(shí)例

3.2 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量對(duì)比分析與預(yù)警功能

通過(guò)新井、老井自然、老井措施產(chǎn)量跟蹤，對(duì)比運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行情況和對(duì)時(shí)間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)量變化，自動(dòng)分析給出產(chǎn)量變化原因。另外，利用Arps遞減法預(yù)測(cè)單井、油藏、行政單位產(chǎn)量變化趨勢(shì)，給出油藏、行政單元配產(chǎn)配注意見(jiàn)。

3.3 專業(yè)算法與專家系統(tǒng)相結(jié)合精細(xì)解剖油藏[2]

調(diào)用項(xiàng)目環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)的靜態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、射孔和封層數(shù)據(jù)、產(chǎn)吸剖面數(shù)據(jù)，利用建立的井網(wǎng)控制地質(zhì)儲(chǔ)量、水驅(qū)控制地質(zhì)儲(chǔ)量、水驅(qū)動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量平面圖繪制方法，結(jié)合專家數(shù)據(jù)庫(kù)注采劈分規(guī)則和動(dòng)態(tài)受效判定方法，自動(dòng)劈分注采井組或小層地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用狀況，明確井組小層及層內(nèi)局部區(qū)域剩余油潛力。小層地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用狀況如圖5所示。

圖5 小層地質(zhì)儲(chǔ)量動(dòng)用狀況

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)初步應(yīng)用，不同環(huán)節(jié)的工作效率均得到大幅提高[3]。例如1口井的單井信息查詢系統(tǒng)效率提高32倍，1040口井的產(chǎn)量對(duì)比分析效率提高50倍，12口油井和5口水井注采井網(wǎng)控制地質(zhì)儲(chǔ)量圖繪制提高77倍。實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與智能化融合應(yīng)用不僅提高技術(shù)人員工作效率，還可以減輕人力資本，驅(qū)動(dòng)油田開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。