一、前言

頁巖油的化合物組成包括烴類、含氮化合物、含硫化合物等。將頁巖油與通常的天然石油對(duì)比，其主要特征體現(xiàn)為頁巖油中的不飽和烴含量更高，且頁巖油中的非烴化合物含量也很高。在頁巖油開發(fā)過程中，常用的開發(fā)方式主要包括水平并及分段壓裂技術(shù)，可以從頁巖油中提取出輕質(zhì)油品，且其成本較低，是頁巖油開發(fā)受到廣泛重視的重要因素之一。但由于在頁巖油開發(fā)過程中需考慮到采收率、單井產(chǎn)量、鉆完井周期、工藝要求等多個(gè)方面，致使開發(fā)難度較大，因此在構(gòu)建頁巖油智能油田信息化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)定與之相應(yīng)的驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)環(huán)節(jié)，保障智能油田系統(tǒng)精細(xì)化程度及糾錯(cuò)能力。

二、基于頁巖油開發(fā)的智能油田概念簡(jiǎn)述

我國在頁巖油開發(fā)方面的投入力度不斷加大，在正式開展頁巖油開發(fā)工作時(shí)，想要實(shí)現(xiàn)大幅度的降本增效，進(jìn)而促進(jìn)我國頁巖油開發(fā)領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)展，應(yīng)考慮到多種現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，而智能油田功能屬性不完善，則是當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)之一，今后應(yīng)提高對(duì)頁巖油智能油田信息化建設(shè)的重視程度，構(gòu)建功能屬性更為完善的系統(tǒng)化平臺(tái)。需要在油田信息化建設(shè)過程中將強(qiáng)化油田各環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率作為主要建設(shè)方向，并在其中設(shè)定決策優(yōu)化及動(dòng)態(tài)診斷等多個(gè)模塊，在油田生產(chǎn)開發(fā)期間，一旦出現(xiàn)相應(yīng)問題，如異常高壓、鹽間儲(chǔ)層失穩(wěn)、儲(chǔ)層強(qiáng)敏感等，軟件系統(tǒng)則會(huì)及時(shí)預(yù)警，還可以通過驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)辨別風(fēng)險(xiǎn)源及風(fēng)險(xiǎn)程度，保證油田智能系統(tǒng)運(yùn)行安全[1?？梢钥闯?，在頁巖油開發(fā)過程中，構(gòu)建起功能完善的智能油田系統(tǒng)后，可以使油田開發(fā)作業(yè)過程的安全性及可靠性得到保證，方便及時(shí)糾錯(cuò)，同時(shí)也降低了油田系統(tǒng)的整體運(yùn)行維護(hù)成本。

三、驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在智能油田信息化建設(shè)中的實(shí)施步驟

（一）審查環(huán)節(jié)

驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在具體操作過程中涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，審查環(huán)節(jié)是其首要環(huán)節(jié)，通常來說，所涉及審查內(nèi)容較為豐富，主要包括系統(tǒng)與軟件需求性文件、軟件設(shè)計(jì)規(guī)范文件、軟件代碼及其他多種測(cè)試文件等。在正式開展審查工作時(shí)，需要相關(guān)工作人員逐項(xiàng)逐列開展審查，先構(gòu)建起相應(yīng)的審查框架，這樣才能使接下來的具體審查工作得以順利開展。要注意在審查框架中體現(xiàn)出所有產(chǎn)品的一致性、可測(cè)試性，避免因?yàn)閷彶椴划?dāng)而致使接下來的其他環(huán)節(jié)工作開展受到阻礙。

（二）驗(yàn)證與確認(rèn)分析環(huán)節(jié)

驗(yàn)證與確認(rèn)分析環(huán)節(jié)是當(dāng)前智能油田信息化建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)之一，主要執(zhí)行范圍涵蓋軟件系統(tǒng)運(yùn)行各個(gè)階段，包括需求階段、設(shè)計(jì)階段及測(cè)試階段。在具體開展分析工作時(shí)，需要做好接口分析、關(guān)鍵性分析、信息安全分析，保證上述驗(yàn)證與確認(rèn)分析工作有效開展之后，才能使智能油田信息化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性得到保證。

（三）質(zhì)量保證測(cè)試環(huán)節(jié)

質(zhì)量保證測(cè)試環(huán)節(jié)是當(dāng)前驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在智能油田信息化建設(shè)中應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，在開展測(cè)試工作時(shí)，主要是指對(duì)軟件平臺(tái)運(yùn)行過程中是否能達(dá)到預(yù)期運(yùn)行效果進(jìn)行測(cè)試。詳細(xì)來說，在測(cè)試過程中，通常會(huì)運(yùn)用全面覆蓋的測(cè)試方式，這樣可以有效確定軟件系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的可靠性、安全性及具體功能屬性。對(duì)于智能油田信息化建設(shè)工作人員而言，其在開展本職工作時(shí)，應(yīng)注意在測(cè)試階段對(duì)模塊代碼進(jìn)行詳細(xì)審查，并對(duì)其功能進(jìn)行評(píng)估，以最終的評(píng)估結(jié)果來衡量平臺(tái)系統(tǒng)的綜合處理能力[2]。

四、驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在智能油田信息化建設(shè)中的應(yīng)用策略分析

（一）確定標(biāo)模算例與數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)算例分類

從當(dāng)前驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在油田信息化建設(shè)中的應(yīng)用情況來看，其主要是為了滿足CFD軟件驗(yàn)證與確認(rèn)工作需求，需要油田企業(yè)方面根據(jù)當(dāng)前智能化運(yùn)行發(fā)展需求來收集各類標(biāo)模，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，保證算例數(shù)據(jù)的完整性及應(yīng)用價(jià)值?？梢钥闯觯瑯?biāo)模算例與數(shù)據(jù)庫是當(dāng)前CFD軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)中最為重要的組成部分之一，可以通過算例數(shù)據(jù)可視化及在線展示等功能的運(yùn)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性。還需要油田企業(yè)方面運(yùn)用智能化跨平臺(tái)編程技術(shù)，使數(shù)據(jù)庫作用得以充分發(fā)揮。CFD標(biāo)模屬于高可信度的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，因此，在進(jìn)行驗(yàn)證與確認(rèn)時(shí)，CFD軟件可信度評(píng)價(jià)需要有CFD標(biāo)?；鶞?zhǔn)數(shù)據(jù)作為支持。在對(duì)CFD軟件系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證與確認(rèn)時(shí)，應(yīng)以算例為代表，通過開展試驗(yàn)、仿真等方式得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)時(shí)，應(yīng)注意對(duì)標(biāo)模算例所涵蓋的不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行有效劃分，并開展統(tǒng)一建模、儲(chǔ)存與數(shù)據(jù)管理工作。

由于CFD軟件系統(tǒng)中所收集到的標(biāo)模算例來源體現(xiàn)出了多樣化特征，其中可能涉及國外公開數(shù)據(jù)、國內(nèi)科研院所經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所得的數(shù)據(jù)等，因此，要通過算例分類的方式來對(duì)油田企業(yè)開采生產(chǎn)過程中所涉及的一系列需求標(biāo)模進(jìn)行明確，通常包括巡航氣動(dòng)力、進(jìn)排氣系統(tǒng)、分離投放系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)等多種標(biāo)模類型，進(jìn)而形成交叉、對(duì)立、隸屬等多種算例關(guān)系。

（二）以算例數(shù)據(jù)為核心，劃分出不同的業(yè)務(wù)類型

智能油田信息化系統(tǒng)建設(shè)需要有多方支持，尤其在運(yùn)用CFD軟件開展相應(yīng)驗(yàn)證與確認(rèn)工作時(shí)，需要進(jìn)行算例數(shù)據(jù)驗(yàn)證與確認(rèn)操作，這就要求油田企業(yè)的信息化工作人員做好算例數(shù)據(jù)的整理與歸類等相關(guān)工作，并保證所得算例數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與針對(duì)性。應(yīng)根據(jù)算例中所包含的具體數(shù)據(jù)來進(jìn)行業(yè)務(wù)類型劃分，進(jìn)而使油田信息化建設(shè)與具體業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián)屬性更為突出。具體而言，對(duì)算例所包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，可以將其分為算例基本信息、算例結(jié)果文件、算例集合文件、狀態(tài)參數(shù)文件、數(shù)據(jù)處理工具等幾種業(yè)務(wù)類型，確定上述業(yè)務(wù)類型之后，則可以根據(jù)具體業(yè)務(wù)的復(fù)雜程度、要求來運(yùn)用有針對(duì)性的數(shù)據(jù)處理方式。但要注意，無論在算例數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分類還是數(shù)據(jù)處理過程中，都應(yīng)始終以算例數(shù)據(jù)為核心。將處理之后的數(shù)據(jù)以O(shè)ffice文檔類型、圖片類型、數(shù)模類型等方式儲(chǔ)存起來。

（三）以典型格式轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)，可視化展示算例數(shù)據(jù)

之所以要設(shè)定系統(tǒng)驗(yàn)證與確認(rèn)環(huán)節(jié)，其目的是為了保證用戶在訪問相應(yīng)算例數(shù)據(jù)時(shí)，可以在保障數(shù)據(jù)訪問高效性、精準(zhǔn)性的同時(shí)，保證數(shù)據(jù)安全性，這就需要對(duì)典型格式數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以原始模型為基礎(chǔ)，形成更為便于查看的數(shù)據(jù)配套文件形式，包括文檔文件、圖片文件、視頻文件。但由于文件格式各不相同，再加上用戶文件瀏覽與下載較為頻繁，可能致使系統(tǒng)運(yùn)行卡頓、重要數(shù)據(jù)安全受到影響等問題發(fā)生，這就需要在轉(zhuǎn)化典展示層 領(lǐng)導(dǎo)及管理人員 標(biāo)護(hù)人員 數(shù)據(jù)分析使用人員門戶UI業(yè)務(wù)模塊 集成接口自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)數(shù)據(jù)裝入 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)應(yīng)用 接口可信度評(píng)價(jià)平臺(tái)

應(yīng)用服務(wù)層 數(shù)據(jù)質(zhì)檢 元數(shù)據(jù) 系統(tǒng)管理服務(wù)器端組件 客戶端組件數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)展示工作流引擎 事務(wù)管理 工具 工具數(shù)據(jù)導(dǎo)入 流程建模報(bào)告生成組件 數(shù)據(jù)服務(wù)接口工具 工具檢索引擎 緩存服務(wù) 數(shù)據(jù)分析處理工具國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫 文件系統(tǒng) 中間件Tomcat資源層 操作系統(tǒng)硬件服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備型格式的同時(shí)，使算例數(shù)據(jù)通過可視化的方式展示在用戶面前。因此，需要靈活運(yùn)用多種轉(zhuǎn)換器，設(shè)定算例數(shù)據(jù)可視化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括Office轉(zhuǎn)換器、STP轉(zhuǎn)換器、視頻轉(zhuǎn)換器、IGS轉(zhuǎn)換器等，從而使用戶在獲取與瀏覽相應(yīng)算例數(shù)據(jù)時(shí)，可以直接獲得轉(zhuǎn)換后的、可視化的算例數(shù)據(jù)。

五、驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在智能油田信息化建設(shè)中的案例

（一）案例簡(jiǎn)述

以某頁巖油開發(fā)為例，其當(dāng)前已經(jīng)具備450立方米/年的開采能力，在采掘過程中運(yùn)用了干餾技術(shù)，取得了較為突出的開采成果。其中，頁巖灰渣主要用于生產(chǎn)磚及水泥等建筑材料、陶粒及塑膠摻合料。本次油田開發(fā)過程涉及了智能油田信息化建設(shè)項(xiàng)目，在系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)平臺(tái)的多維度接口進(jìn)行分析，主要分析層面包括風(fēng)險(xiǎn)屬性、可追蹤性、關(guān)鍵性及信息安全等。從當(dāng)前數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況來看，風(fēng)險(xiǎn)分析過程中已經(jīng)成功識(shí)別了11個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的具體作用情況，對(duì)其嚴(yán)重程度進(jìn)行劃分，更加有利于風(fēng)險(xiǎn)追蹤與管理工作開展[3]。

經(jīng)過追蹤分析之后，成功識(shí)別了6個(gè)危險(xiǎn)項(xiàng)，其中，屬于“嚴(yán)重”級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)占4個(gè)，智能油田信息化建設(shè)起到了洞見油田工程運(yùn)行及開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的作用，有利于相關(guān)工作人員不斷改進(jìn)工作方案。

（二）應(yīng)用流程

1.需求階段

由于驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用是為了有效規(guī)避油田開發(fā)過程中的多種風(fēng)險(xiǎn)，因此，在融入驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)時(shí)，不保證此項(xiàng)技術(shù)的融入可以保障需求分析準(zhǔn)確，且具有一致性，這樣才能使后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行更為安全穩(wěn)定。要先選定軟件系統(tǒng)的完整性級(jí)別，以當(dāng)前軟件系統(tǒng)的多個(gè)維度為最低需求限度，進(jìn)而開展相應(yīng)驗(yàn)證與確認(rèn)工作[4。需要工作人員選擇出關(guān)鍵性、危險(xiǎn)性等6個(gè)維度，將6個(gè)維度的具體分析說明納入到用戶需求列表中，并在軟件中得以體現(xiàn)，以此為基礎(chǔ)來對(duì)當(dāng)前油田的具體資源配置需求及管理計(jì)劃設(shè)定要求進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)所形成的項(xiàng)目清單進(jìn)行合理性分析。經(jīng)過上述分析之后，則可以得出相應(yīng)的審查意見表及審查報(bào)告。此外還應(yīng)注意，如果在審查過程中發(fā)現(xiàn)具體問題，應(yīng)及時(shí)生成相應(yīng)的異常報(bào)告，可以更加有利于異常處理工作精準(zhǔn)開展[5]。

2.活動(dòng)設(shè)計(jì)

活動(dòng)設(shè)計(jì)是驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在頁巖油智能油田信息化建設(shè)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)之一，在這一環(huán)節(jié)中，主要是通過需求轉(zhuǎn)化的方式來使不同模塊的體系結(jié)構(gòu)更為完善，并且保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，不同模塊可以互相協(xié)助。因此，需要相關(guān)工作人員制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，形成具有業(yè)務(wù)集成屬性的系統(tǒng)構(gòu)架，利用軟件系統(tǒng)按照可追溯性、危險(xiǎn)性等6個(gè)維度來對(duì)設(shè)計(jì)階段的最低限度進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)確認(rèn)完成之后，則可以以此為依據(jù)進(jìn)行藍(lán)圖設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)及相應(yīng)說明標(biāo)注，最終得出活動(dòng)設(shè)計(jì)階段的分析結(jié)果及相應(yīng)審查意見表、設(shè)計(jì)分析報(bào)告[]。在系統(tǒng)構(gòu)架中，應(yīng)以領(lǐng)導(dǎo)及權(quán)限管理人員、系統(tǒng)維護(hù)人員、數(shù)據(jù)分析與使用人員作為展示層的組成部分，以此為基礎(chǔ)來設(shè)定接下來的應(yīng)用服務(wù)層及資源層，具體系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。在活動(dòng)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)注意對(duì)驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)總結(jié)報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)核查，在這一過程中，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)告中存在異常問題，則應(yīng)針對(duì)具體的異常情況開展相應(yīng)處理工作，保證活動(dòng)設(shè)計(jì)的完整性及科學(xué)性。

3.活動(dòng)實(shí)現(xiàn)

活動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)所涉及內(nèi)容較為多元，對(duì)相關(guān)工作人員自身專業(yè)素質(zhì)有很高要求。具體而言，這一環(huán)節(jié)開展的主要目的是為了驗(yàn)證與確認(rèn)當(dāng)前的數(shù)據(jù)信息是否完整、準(zhǔn)確，這就要求工作人員在開展本職工作時(shí)，根據(jù)本次油田工程運(yùn)轉(zhuǎn)需求及智能油田信息化建設(shè)要求選定最為適宜的軟件完整性級(jí)別，應(yīng)從可追蹤性分析、信息安全分析等6個(gè)維度入手，對(duì)當(dāng)前任務(wù)的最低限度進(jìn)行驗(yàn)證與確認(rèn)，明確系統(tǒng)運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)來源。還需要工作人員以上述6個(gè)維度為依據(jù)，在軟件系統(tǒng)中輸入需求分析，進(jìn)而得到相應(yīng)的需求分析說明書、藍(lán)圖設(shè)計(jì)、各模板代碼設(shè)計(jì)、編碼規(guī)范等一系列規(guī)劃成果，為接下來的測(cè)試計(jì)劃設(shè)定及工作開展奠定基礎(chǔ)。

4.測(cè)試階段

之所以要設(shè)定這一環(huán)節(jié)，其主要自的是為了保障軟件系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可以發(fā)揮集成、驗(yàn)收等多種功能。對(duì)于本環(huán)節(jié)的工作人員而言，應(yīng)意識(shí)到自身肩上的重要責(zé)任，根據(jù)集成測(cè)試與系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果來完成對(duì)軟件系統(tǒng)的可追蹤性分析，在分析過程中確定軟件系統(tǒng)運(yùn)行存在的信息安全問題及其他風(fēng)險(xiǎn)問題。當(dāng)確認(rèn)上述問題之后，則可以明確測(cè)試階段的最低任務(wù)限度，進(jìn)而為構(gòu)建完善的智能油田信息化系統(tǒng)作出相應(yīng)貢獻(xiàn)[7]。還需要工作人員按照輸入設(shè)計(jì)階段具體要求來測(cè)試計(jì)劃成果，并且完善實(shí)現(xiàn)階段測(cè)試說明書中的各項(xiàng)內(nèi)容、各模塊執(zhí)行代碼。將上述內(nèi)容整理之后，制定成相應(yīng)的測(cè)試審查意見表，在意見表中，應(yīng)準(zhǔn)確而全面地反映出測(cè)試階段存在的技術(shù)使用情況，形成技術(shù)總結(jié)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)體現(xiàn)出測(cè)試過程中的異常問題。

六、結(jié)語

總而言之，由于當(dāng)前我國油田產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，油田項(xiàng)自規(guī)模也越來越大。因此，在正式開展油田開發(fā)生產(chǎn)工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合油田項(xiàng)目具體規(guī)模、所處環(huán)境位置、相關(guān)生產(chǎn)開發(fā)要求等構(gòu)建起智能油田信息化平臺(tái)，借助這一平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)對(duì)油田開發(fā)生產(chǎn)全過程的有效管理，及時(shí)制定相應(yīng)解決措施。就當(dāng)前驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在智能油田軟件質(zhì)量驗(yàn)證中的應(yīng)用情況來看，信息化平臺(tái)發(fā)揮了重要作用，需要相關(guān)工作人員將驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)嚴(yán)格落實(shí)到當(dāng)前智能油田信息化建設(shè)中，提升軟件系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，及時(shí)糾正油田信息化軟件開發(fā)階段的多種錯(cuò)誤，控制軟件運(yùn)維糾錯(cuò)成本，使頁巖油田信息化建設(shè)及油田開發(fā)過程中所涉及的風(fēng)險(xiǎn)更為可控，盡量降低單井產(chǎn)量低、鉆井周期長(zhǎng)、產(chǎn)量遞減快、工藝要求無法得到滿足等問題出現(xiàn)的可能性。為保證智能油田信息化建設(shè)工作質(zhì)量，還應(yīng)不斷優(yōu)化驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)在油田信息化建設(shè)中的應(yīng)用策略，從實(shí)現(xiàn)算例分類、劃分不同的業(yè)務(wù)類型、典型格式轉(zhuǎn)化等幾個(gè)方面入手，使驗(yàn)證與確認(rèn)技術(shù)的運(yùn)用更為有序合理。

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作者單位：賈志鵬、黃戰(zhàn)衛(wèi)，長(zhǎng)慶油田頁巖油開發(fā)分公司；李宏宏、桑崧焱，昆侖數(shù)智科技有限責(zé)任公司

責(zé)任編輯：王穎振楊惠娟