第二章　油氣勘探開發(fā)信息化

第一節(jié)　油氣勘探開發(fā)信息化發(fā)展綜述

全球經(jīng)濟放緩、國際油價持續(xù)低迷，對于石油工業(yè)尤其是上游油氣生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。在信息技術(shù)與工業(yè)化加速融合的今天，應(yīng)用信息技術(shù)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式、提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化勞動組織機構(gòu)、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)本質(zhì)安全，成為油氣田企業(yè)發(fā)展的必然選擇。

進入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，以數(shù)字油田為代表的信息技術(shù)應(yīng)用方興未艾，成果顯著，通過數(shù)字油田建設(shè)使企業(yè)信息化進程更加科學(xué)化、體系化和泛在化。在國外，劍橋能源研究所對數(shù)字油田提出了明確的定義，認(rèn)為應(yīng)用信息技術(shù)可以實現(xiàn)油田全面的資產(chǎn)感知，加速分析過程、提升決策質(zhì)量，通過遠(yuǎn)程、集中的運營中心實現(xiàn)快速決策。近年來，國際石油公司都日益重視信息化建設(shè)工作，紛紛加大信息化建設(shè)的投入，如英國石油公司（BP）“未來油田”（Field of Future）項目、殼牌石油公司“智能油田”（Smart Field）項目及挪威國家石油公司“一體化運營生產(chǎn)”（Integrated Operation）項目，這些項目都有一些共同的特點，即利用信息技術(shù)，提升油氣田的管理水平和經(jīng)濟效益。如應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控與實時決策；建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型、靈活的企業(yè)架構(gòu)和一體化運營中心，實現(xiàn)跨地域、跨部門的工作流整合，促進業(yè)務(wù)協(xié)同；重視數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)增值實現(xiàn)業(yè)務(wù)價值等等。在國內(nèi)，各大石油公司也都非常重視信息化工作。新疆油田歷時十年，建立了完善的專業(yè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理體系，極大地保護了油田數(shù)據(jù)資產(chǎn)。同時，基于完善的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，新疆油田的科研、生產(chǎn)效率得到極大提高。2010年，新疆油田提出智能油田建設(shè)目標(biāo)，并認(rèn)為智能油田具有實時感知、全面聯(lián)系、自動處理、預(yù)測預(yù)警、輔助決策和分析優(yōu)化六個特征。大港油田自2006年開展“港西模式”為代表的地面優(yōu)化簡化工作，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓計量站、配水間和傳統(tǒng)的三級布站模式退出歷史舞臺，形成了以采集標(biāo)準(zhǔn)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、部署集中化、系統(tǒng)平臺化、管理體系化為核心的油氣生產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)理念，為油氣生產(chǎn)實現(xiàn)數(shù)字化管理提供了有力支撐，促進了企業(yè)兩化融合，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。他們近年來在油田生產(chǎn)數(shù)字化管理方面取得了長足進步，他們認(rèn)為油田數(shù)字化管理不僅僅是實現(xiàn)油氣田生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和信息的自動采集和應(yīng)用，更重要的是針對上游行業(yè)更高層次的業(yè)務(wù)整合與流程再造，通過將信息技術(shù)、自動控制和人機工程等技術(shù)的集成應(yīng)用，并融入到油氣田生產(chǎn)過程管理中，建設(shè)完成了支持業(yè)務(wù)發(fā)展的“三端、五系統(tǒng)、三輔助”的數(shù)字化管理總體構(gòu)架，優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)了油氣田生產(chǎn)過程及油氣藏的實時監(jiān)測、分析、優(yōu)化和調(diào)整，同時優(yōu)化了勞動組織機構(gòu)，極大地緩解了用工緊張的局面，取得了極大的經(jīng)濟效益和社會效益。

通過國內(nèi)外各油公司的信息化建設(shè)實踐可以看到，信息技術(shù)可以優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，降低勞動強度，提高油田采收率和油田管理水平，有力助推了油田企業(yè)的發(fā)展。

本章匯集了眾多的信息技術(shù)應(yīng)用案例，是近年來信息技術(shù)在油氣田企業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)、新方法，涉及上游生產(chǎn)整個業(yè)務(wù)鏈，對油田企業(yè)的管理者和研究、生產(chǎn)人員具有一定的參考價值。從所收集的案例來看，主要包括以下幾方面。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用：主要匯集了鉆井施工、油氣水井物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)、采油作業(yè)區(qū)SCADA系統(tǒng)建設(shè)、站庫物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、煤層氣井監(jiān)控等內(nèi)容，同時還收錄了國外油服公司在實時作業(yè)中心（RTOC）建設(shè)與應(yīng)用的案例，涉及前端采集設(shè)備、無線傳輸、監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用及遠(yuǎn)程協(xié)作調(diào)度指揮，對各油氣田開展物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)：收錄了物探生產(chǎn)管理、油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等方面的案例，對于物探生產(chǎn)、油水井生產(chǎn)信息管理具有一定的指導(dǎo)意義。

大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用：大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源行業(yè)的應(yīng)用，一直受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。本章收集了HADOOP大數(shù)據(jù)技術(shù)在地震數(shù)據(jù)存儲、處理方面的應(yīng)用文章，具有一定的創(chuàng)新性，值得業(yè)內(nèi)同行關(guān)注。

面向研究的集成環(huán)境建設(shè)：對大型專業(yè)軟件進行集中管理，為勘探開發(fā)研究人員提供專業(yè)化的軟件服務(wù)、項目數(shù)據(jù)服務(wù)，是當(dāng)前各油田企業(yè)關(guān)注的重點，本章收錄了勘探開發(fā)研究云建設(shè)方面的案例，對各油田開展此項工作具有一定借鑒意義。

信息系統(tǒng)建設(shè)及軟件產(chǎn)品介紹：本章收集了井位設(shè)計網(wǎng)絡(luò)審核、一體化井筒系統(tǒng)等實用型文章，對勘探信息化建設(shè)具有很高的參考價值，同時還有關(guān)于數(shù)字油藏應(yīng)用方面的產(chǎn)品及軟件開發(fā)方面的案例介紹。

近年來，在第三次工業(yè)革命背景下，全球掀起了新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革熱潮，從更深層次推動信息技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的融合，如美國的“再工業(yè)化”、德國“工業(yè)4.0”，日本“再興戰(zhàn)略”等。中國在大力推進信息化與工業(yè)化融合基礎(chǔ)上，“十八大”又進一步提出了工業(yè)化與信息化深度融合的要求，信息化已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。對于油氣田企業(yè)，特別是處于開發(fā)中后期的老油田而言，在傳統(tǒng)勘探開發(fā)理論未取得突破和創(chuàng)新之前，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+為代表的信息技術(shù)將成為助推油氣田企業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。

大數(shù)據(jù)是近幾年興起的一門新興技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社交媒體、智能交通、城市管理諸領(lǐng)域，并已見到良好效果。麥肯錫稱：“數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為企業(yè)重要的生產(chǎn)要素”。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，IT時代行將結(jié)束，DT時代已經(jīng)到來。大數(shù)據(jù)挖掘分析正在逐漸改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的認(rèn)識和經(jīng)驗方法，它通過技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，以及數(shù)據(jù)的全面感知、收集、分析、共享，為決策者提供了一種全新的企業(yè)管理的方法，基于事實與數(shù)據(jù)做出決策的思維方式，傳統(tǒng)的認(rèn)識和經(jīng)驗主義已經(jīng)受到挑戰(zhàn)。油氣田企業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，積累了海量的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)尋找圈閉、發(fā)現(xiàn)油氣資源、預(yù)測生產(chǎn)趨勢必將獲得新的突破。新疆油田開展的油井熱洗分析、華北油田的噸油能耗分析以及大港油田開展的儲層預(yù)測分析項目，都是應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開展的探索和實踐，已經(jīng)見到了良好的效果。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為兩化融合的重要組成部分已經(jīng)得到了快速發(fā)展和規(guī)模應(yīng)用，油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用把IT技術(shù)融合到油氣生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場“高效、安全、節(jié)能、環(huán)保”的“管、控、營”一體化。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展，井下壓力永久監(jiān)測、井下流量控制技術(shù)正在取得突破，通過井下儲層信息、流體狀態(tài)、井口信息與管網(wǎng)結(jié)合進行實時的油藏模擬，獲得最優(yōu)的注采比，并向井底控制閥發(fā)送指令，油田生產(chǎn)將朝著完全自動化的方向發(fā)展，預(yù)計物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在油田生產(chǎn)、設(shè)備全生命周期管理、油氣儲運、安全環(huán)保等領(lǐng)域得到全面應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用同時還將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)分析可以開展更多的趨勢預(yù)測、優(yōu)化生產(chǎn)、智能決策，如工況自動診斷、設(shè)備預(yù)見性維護等，從而可以有效地延長設(shè)備運行時間，降低故障風(fēng)險，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高油氣田管理水平。

云計算技術(shù)是繼大型計算機到客戶端-服務(wù)器轉(zhuǎn)變之后的又一巨變，是分布式計算、并行計算、虛擬化等傳統(tǒng)計算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物?；谠朴嬎慵夹g(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施云可以幫助油氣田企業(yè)實現(xiàn)彈性自動化的基礎(chǔ)設(shè)施、按需的服務(wù)模式和更加敏捷的IT服務(wù)，從而簡化IT基礎(chǔ)設(shè)施的部署與管理，縮短業(yè)務(wù)應(yīng)用的上線周期，提升資源利用效率，降低整體投入。借助于最新的云計算技術(shù)，地震處理、油藏模擬等高性能計算將變得更加簡單，分布式計算將顯著提高地震資料處理的效率，油藏模擬網(wǎng)格級別將達(dá)到數(shù)億左右，地質(zhì)模型將不再被粗化，將更加精確，更接近地下實際。

傳統(tǒng)地震、油藏專業(yè)軟件也將受到信息技術(shù)發(fā)展的影響。近幾年，主流的專業(yè)軟件模式都發(fā)生了變化，除了將地震、地質(zhì)、油藏功能模塊進行集成之外，還增強了底層數(shù)據(jù)管理功能，全面支持WITSML、PRODML等標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換格式，內(nèi)置了流程管理、消息管理功能，提供了良好的二次開發(fā)環(huán)境，因此，將主流專業(yè)軟件與企業(yè)信息系統(tǒng)進行集成、應(yīng)用，也將是下一步信息化發(fā)展的方向。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，未來信息化對油氣田企業(yè)的影響將更加深刻，更加廣泛，高度滲透的信息技術(shù)將推進油氣田企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動發(fā)生重大變革，相信隨著工業(yè)化與信息化的深度融合，信息技術(shù)將助推油氣田企業(yè)管理水平上一個新的臺階。

馬杰（中國石油大港油田分公司）