劉全全(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

0 引言

全球石油資源總量中海洋石油資源量占據(jù)33.9%，現(xiàn)有海洋石油資源勘測儲量約為390 億噸。根據(jù)我國海洋石油資源的開發(fā)條件，國家將加大技術(shù)研發(fā)力度，加強(qiáng)打造我國海洋石油工業(yè)體系?，F(xiàn)有海洋石油資源開采中，完井作為水下鉆井工作的重要步驟，其中數(shù)據(jù)信息采集服務(wù)工作的實(shí)現(xiàn)，為鉆井工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并同步傳輸?shù)浇K端集成系統(tǒng)中，為后期開采、管理工作開展提供數(shù)據(jù)支撐。本文主要探討海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)及其應(yīng)用。

1 海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)概述

完井是海洋石油鉆井工作的最后環(huán)節(jié)，同時也是采油工作的開端。受限于海洋地理環(huán)境的限制，在各項(xiàng)鉆井工序、開采工序中均需要嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)定基準(zhǔn)，如果其中某一項(xiàng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，極易產(chǎn)生不可補(bǔ)救的問題。對此，石油工程項(xiàng)目的管理人員必須具備實(shí)時了解現(xiàn)場施工信息的能力，分析現(xiàn)場施工動態(tài)，針對各類施工中可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行預(yù)測，并通過遠(yuǎn)程控制，增強(qiáng)主系統(tǒng)與基層工作之間的關(guān)聯(lián)性。在國家戰(zhàn)略規(guī)劃下，我國海洋石油集團(tuán)針對勘測、采油等制定一系列規(guī)劃，加大基層工作量，對數(shù)據(jù)采集與信息化實(shí)現(xiàn)提出迫切需求。

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，可在海洋石油開采中起到數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)男Ч?，針對海洋石油開采產(chǎn)生的問題同步傳輸?shù)降孛嫫髽I(yè)，由行業(yè)專家從宏觀層面分析海洋石油開采中存在的問題，快速、有效地處理問題，為后期開采工作提供數(shù)據(jù)支撐[1]。

2 海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2.1 鉆完井的數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)集成服務(wù)是全程作用于鉆完井工序中的，依托監(jiān)測系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)，將鉆井、開采中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分類處理，提高數(shù)據(jù)表述的精準(zhǔn)性，例如：鉆井液物理性能、物理組成元素、激光粒度等。在不同數(shù)據(jù)驅(qū)動場景的作用下，按照內(nèi)部局域網(wǎng)的場景處理結(jié)構(gòu)，完成對既定數(shù)據(jù)信息的邏輯化處理，且數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、可變更數(shù)據(jù)系統(tǒng)、圖文信息顯示界面等，均需要進(jìn)行專業(yè)化處理，保證數(shù)據(jù)信息在測定過程中的統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性，這樣才可在不同網(wǎng)絡(luò)體系中進(jìn)行無損傳輸[2]。

2.2 完井、固井作業(yè)

SAS 數(shù)據(jù)服務(wù)體系的建設(shè)，將數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行功能分化與驅(qū)動，在不同場景下，數(shù)據(jù)集成功能的實(shí)現(xiàn)，可同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、反饋、傳輸?shù)?，且可按照終端功能進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的自適應(yīng)、自匹配。例如測量油氣水的精度，對現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)行不同場景的測定，保證完井作業(yè)中數(shù)據(jù)信息的對接處理。

2.3 數(shù)據(jù)管理

DTS 作為我國海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)組成，在現(xiàn)場作業(yè)中，經(jīng)由石油鉆井工作的數(shù)據(jù)產(chǎn)生進(jìn)行采集、運(yùn)算、傳輸?shù)忍幚?，確保不同業(yè)務(wù)在拓展過程中，既可達(dá)到數(shù)據(jù)終端集成服務(wù)，又可在不同驅(qū)動場景下，按照固定的數(shù)據(jù)權(quán)限，執(zhí)行業(yè)務(wù)，保證工作人員調(diào)取信息、驅(qū)動指令的規(guī)范性。圖1 所示為DTS結(jié)構(gòu)圖示。數(shù)據(jù)信息在不同驅(qū)動場景下，完成邏輯性的運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)對接期間，也可通過數(shù)據(jù)加密處理，規(guī)避數(shù)據(jù)泄露問題，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量[3]。

圖1 DTS 結(jié)構(gòu)圖示

3 海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)全程作用于石油作業(yè)中的，但是受限于我國海洋石油信息化建設(shè)進(jìn)程的問題，在部分方面仍需引入國外先進(jìn)的技術(shù)體系，確保集成系統(tǒng)在應(yīng)用期間，可全面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，增強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)驅(qū)動能力。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)遵循下列幾點(diǎn)原則[4]：

第一，總、分實(shí)現(xiàn)原則。從系統(tǒng)運(yùn)行特征而言，各項(xiàng)數(shù)據(jù)服務(wù)工作的開展，是建立在數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、傳輸功能之上完成的。要想在關(guān)聯(lián)服務(wù)體系中達(dá)到數(shù)據(jù)有效銜接，則應(yīng)借助數(shù)據(jù)系統(tǒng)完成基礎(chǔ)管理與業(yè)務(wù)處理之間的擬合，在主系統(tǒng)與子系統(tǒng)的對接下，為數(shù)據(jù)信息賦予表述能力，這樣在現(xiàn)場驅(qū)動期間，可實(shí)現(xiàn)無差異化的數(shù)據(jù)銜接，保證基礎(chǔ)作業(yè)的流暢性。

第二，全周期原則。海洋石油資源開采中，需從前期勘測、中期鉆井開采。后期運(yùn)維等方面，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的綜合處理，其中數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)遵循不同驅(qū)動場景的運(yùn)行規(guī)律，保證在全生命周期的原則下，對數(shù)據(jù)處理提供持續(xù)性的改進(jìn)作用，提高數(shù)據(jù)支撐精度。

第三，合用原則。數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用過程，是針對海洋石油鉆完井產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，并按照不同職能進(jìn)行數(shù)據(jù)自匹配處理，整個數(shù)據(jù)處理模式需作用于主體功能之上，確保數(shù)據(jù)信息采集及處理的銜接性。其中合用原則是指數(shù)據(jù)及其具體應(yīng)用，在數(shù)據(jù)平臺功能的支撐下完成自主優(yōu)化處理。借助系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成功能，面向未知信獲取，提高數(shù)據(jù)信息整合性。

4 海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)在驅(qū)動過程中，是對動態(tài)類數(shù)據(jù)進(jìn)行相對靜止的分析，即為數(shù)據(jù)系統(tǒng)是以靜止?fàn)顟B(tài)對外界環(huán)境產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，且整個處理過程可實(shí)現(xiàn)對既定數(shù)據(jù)的協(xié)同化操作，為后期鉆井作業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐。

4.1 數(shù)據(jù)接口

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)接口采用的是Witsml協(xié)議的公用接口，此類協(xié)議可為系統(tǒng)驅(qū)動提供第三方接入平臺，且數(shù)據(jù)服務(wù)過程中無需擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失或各類異常問題。用戶針對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取時，可在Sitecom 數(shù)據(jù)庫中實(shí)時調(diào)入數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)整合功能包括鉆井信息、工作換金信息、工程數(shù)據(jù)以及工程推進(jìn)過程中的各項(xiàng)實(shí)時信息。數(shù)據(jù)接口在功能驅(qū)動時，是按照特定的程序完成在不同場景下的數(shù)據(jù)羅列，其中工作人員可按照鉆井名稱、時間區(qū)段、空間信息等作為數(shù)據(jù)信息的查詢基準(zhǔn)，這樣在后期屏幕顯示中，可按照數(shù)據(jù)信息的產(chǎn)生時間進(jìn)行線性羅列，例如自動生成數(shù)據(jù)表格、線性圖示。工作人員在記錄與傳輸信息時，則可進(jìn)行匯總，向地面工作處傳遞更為直觀的數(shù)據(jù)信息。此外，數(shù)據(jù)集成功能，還可進(jìn)行數(shù)據(jù)軌跡匯總，為新海洋石油項(xiàng)目的建設(shè)起到經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與支撐的作用[5]。

4.2 案例庫

大數(shù)據(jù)時代到來下，海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，此時靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)數(shù)據(jù)銜接態(tài)勢，針對不同場景的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與運(yùn)算處理，保證數(shù)據(jù)信息真實(shí)映射鉆完井的一系列信息。案例庫的建設(shè)則是針對系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類處理。因?yàn)閺你@井開采過程而言，極易發(fā)生事故問題。此時案例庫的作用針對不同場景下的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類處理，利用系統(tǒng)分析不同環(huán)境中的數(shù)據(jù)比對值，并按照既定程序分析事故產(chǎn)生動因，并歸檔案例庫。

案例庫功能：復(fù)雜工況查詢、事件信息提取、事故數(shù)據(jù)顯示、事故數(shù)據(jù)分析。

技術(shù)主體驅(qū)動過程：WllView、Sitecom 在靜態(tài)與動態(tài)組合下，綜合分析事故成因，并按照終端界面顯示，對各類信息值進(jìn)行測定，輔助工作人員找到事故原因點(diǎn)。

最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：形成事故節(jié)點(diǎn)參數(shù)曲線、WV 復(fù)雜情況數(shù)據(jù)自動檢索、歷史數(shù)據(jù)對此分析、異常工況特性解析。

4.3 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

數(shù)據(jù)呈現(xiàn)是針對不同場景的數(shù)據(jù)進(jìn)行表述處理，此過程的數(shù)據(jù)羅列特征具有邏輯性與對稱性。從數(shù)據(jù)信息表達(dá)形式而言，不同數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析與比對時，是按照界定程序完成數(shù)據(jù)采集、處理的，一體化的數(shù)據(jù)處理流程，最大程度輔助人員分析當(dāng)前操作模式下的問題呈現(xiàn)點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)揮出數(shù)據(jù)整合功能。在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)期間，鉆完井工作完成以后，其應(yīng)具備獨(dú)立的數(shù)據(jù)查詢及顯示功能：第一，完井?dāng)?shù)據(jù)查詢模塊。此類模塊可提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，其按照相對應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐單元，以用戶權(quán)限為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)過渡處理。例如鉆井期間，用戶需了解到鉆進(jìn)進(jìn)度信息，此時向系統(tǒng)發(fā)送具有權(quán)限性質(zhì)的請求，然后系統(tǒng)自動生成模板，供用戶查詢。第二，完井?dāng)?shù)據(jù)報表功能。此類報表功能主要是針對不同時間段、空間段的信息進(jìn)行羅列處理，將基本信息、進(jìn)度信息、環(huán)境信息以及需求信息等進(jìn)行分類歸檔，工作人員在查找報表時，既可得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，也可將報表做成餅狀圖、線性圖等，直觀分析數(shù)據(jù)軌跡，為后期管理工作的開展提供數(shù)據(jù)支撐[6]。

4.4 系統(tǒng)跟蹤功能

海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，是針對當(dāng)前操作環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)一體化采集，提高終端系統(tǒng)服務(wù)與數(shù)據(jù)表述功能的銜接度。從動態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)運(yùn)行模式來講，要想實(shí)現(xiàn)對不同階段的數(shù)據(jù)分析，則是建立在靜態(tài)數(shù)據(jù)作業(yè)之上，按照模塊劃分?jǐn)?shù)據(jù)組成，并結(jié)合具體驅(qū)動指標(biāo)進(jìn)行識別與判斷處理。此時，動態(tài)數(shù)據(jù)的表述形式，則是建立在具有數(shù)據(jù)傳輸時效功能上完成同步分析。例如：起下鉆、下油管、鉆井工序等，每一項(xiàng)作業(yè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息均需要羅列在系統(tǒng)內(nèi)部，且數(shù)據(jù)產(chǎn)生形式應(yīng)全面映射當(dāng)前工作場景，便于管理人員、項(xiàng)目組等精準(zhǔn)了解到鉆井進(jìn)度。

數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)是海洋石油開采行業(yè)信息化推進(jìn)的基礎(chǔ)保障，數(shù)據(jù)信息采集與錄入、傳輸?shù)耐教幚?，方便地面團(tuán)隊(duì)了解到海洋深處的環(huán)境信息，為后期開采工作提供數(shù)據(jù)支撐。其中動態(tài)化、實(shí)時化的數(shù)據(jù)傳輸是保證大體量數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)換與錄入的基礎(chǔ)，此過程系統(tǒng)功能的研發(fā)則代表數(shù)據(jù)處理指標(biāo)，例如作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量等，不同驅(qū)動場景下，提高對單體作業(yè)流程的數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)處理的針對性。

5 海洋石油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用

基于服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)同步驅(qū)動，是對外界動態(tài)作業(yè)環(huán)境的數(shù)據(jù)實(shí)時錄入。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)與應(yīng)用下，此類服務(wù)功能則是全程建立在石油鉆井作業(yè)之中。同時，系統(tǒng)功能驅(qū)動形式，也為不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)同步基準(zhǔn)、協(xié)議基準(zhǔn)等提供指標(biāo)。因?yàn)橄到y(tǒng)應(yīng)用過程中，鉆完井的數(shù)據(jù)采集過程相當(dāng)于局域網(wǎng)，要想實(shí)現(xiàn)作業(yè)地點(diǎn)與地面地點(diǎn)的數(shù)據(jù)流通，則需借助互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)的傳輸。同時，數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)在提取技術(shù)的支撐下，接入不同接口，完成對數(shù)據(jù)傳輸與平臺服務(wù)功能之間的對接，保證不同應(yīng)用環(huán)境下的數(shù)據(jù)整合，如果發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸及匹配異常的問題，則可起到報警的作用。例如，數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)在全天候運(yùn)行期間，采集的數(shù)據(jù)在傳輸期間可以與數(shù)據(jù)庫、案例庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，在常規(guī)狀態(tài)下，數(shù)據(jù)已經(jīng)形成一個固定的基準(zhǔn)，且與采集到的信息進(jìn)行比對，如果常規(guī)條件下出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸異常的話，則將此類信息進(jìn)行標(biāo)記并預(yù)警，令工作人員了解到當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境中異常問題的產(chǎn)生點(diǎn)及原因。此外，在復(fù)雜環(huán)境下，數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)可提供授權(quán)查詢服務(wù)，按照不同作業(yè)類型進(jìn)行數(shù)據(jù)自匹配處理，通過計(jì)算機(jī)信息平臺起到對工作環(huán)境、工作人員、工作進(jìn)度的監(jiān)管，為鉆完井工序提供可靠性保障。

6 結(jié)語

綜上所述，數(shù)據(jù)集成服務(wù)系統(tǒng)在運(yùn)行期間，是以數(shù)據(jù)采集功能為主，搭載傳感器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息全域化、實(shí)時化采集處理，為海洋開采環(huán)境與陸地信息處理組織提供數(shù)據(jù)同步反饋平臺。從我國海洋石油信息化實(shí)現(xiàn)而言，與國外發(fā)達(dá)國家仍存在一定差距，對此，國家應(yīng)加大資源扶持力度，結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等，打造自主性的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)傳輸及處理的一體性，逐步提高我國海洋石油的開采能力。