第二章　油氣勘探開發信息化

第一節　油氣勘探開發信息化發展綜述

全球經濟放緩、國際油價持續低迷，對于石油工業尤其是上游油氣生產企業帶來了巨大挑戰。在信息技術與工業化加速融合的今天，應用信息技術轉變生產方式、提高生產效率、優化勞動組織機構、降低生產成本、實現本質安全，成為油氣田企業發展的必然選擇。

進入21世紀，隨著信息技術的快速發展，以數字油田為代表的信息技術應用方興未艾，成果顯著，通過數字油田建設使企業信息化進程更加科學化、體系化和泛在化。在國外，劍橋能源研究所對數字油田提出了明確的定義，認為應用信息技術可以實現油田全面的資產感知，加速分析過程、提升決策質量，通過遠程、集中的運營中心實現快速決策。近年來，國際石油公司都日益重視信息化建設工作，紛紛加大信息化建設的投入，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”（Integrated Operation）項目，這些項目都有一些共同的特點，即利用信息技術，提升油氣田的管理水平和經濟效益。如應用物聯網技術實現生產現場遠程監控與實時決策；建立標準的數據模型、靈活的企業架構和一體化運營中心，實現跨地域、跨部門的工作流整合，促進業務協同；重視數據分析應用，通過數據增值實現業務價值等等。在國內，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，建立了完善的專業數據、生產數據管理體系，極大地保護了油田數據資產。同時，基于完善的數據管理系統，新疆油田的科研、生產效率得到極大提高。2010年，新疆油田提出智能油田建設目標，并認為智能油田具有實時感知、全面聯系、自動處理、預測預警、輔助決策和分析優化六個特征。大港油田自2006年開展“港西模式”為代表的地面優化簡化工作，應用物聯網技術讓計量站、配水間和傳統的三級布站模式退出歷史舞臺，形成了以采集標準化、傳輸網絡化、部署集中化、系統平臺化、管理體系化為核心的油氣生產數字化建設理念，為油氣生產實現數字化管理提供了有力支撐，促進了企業兩化融合，取得良好的經濟和社會效益。他們近年來在油田生產數字化管理方面取得了長足進步，他們認為油田數字化管理不僅僅是實現油氣田生產過程數據和信息的自動采集和應用，更重要的是針對上游行業更高層次的業務整合與流程再造，通過將信息技術、自動控制和人機工程等技術的集成應用，并融入到油氣田生產過程管理中，建設完成了支持業務發展的“三端、五系統、三輔助”的數字化管理總體構架，優化了業務流程，實現了油氣田生產過程及油氣藏的實時監測、分析、優化和調整，同時優化了勞動組織機構，極大地緩解了用工緊張的局面，取得了極大的經濟效益和社會效益。

通過國內外各油公司的信息化建設實踐可以看到，信息技術可以優化業務流程，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的發展。

本章匯集了眾多的信息技術應用案例，是近年來信息技術在油氣田企業應用的新技術、新方法，涉及上游生產整個業務鏈，對油田企業的管理者和研究、生產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。

物聯網技術應用：主要匯集了鉆井施工、油氣水井物聯網系統建設、采油作業區SCADA系統建設、站庫物聯網建設、煤層氣井監控等內容，同時還收錄了國外油服公司在實時作業中心（RTOC）建設與應用的案例，涉及前端采集設備、無線傳輸、監控、數據分析應用及遠程協作調度指揮，對各油氣田開展物聯網建設具有一定的指導意義。

生產管理信息系統建設：收錄了物探生產管理、油氣生產數據管理等方面的案例，對于物探生產、油水井生產信息管理具有一定的指導意義。

大數據技術應用：大數據技術在能源行業的應用，一直受到業內關注。本章收集了HADOOP大數據技術在地震數據存儲、處理方面的應用文章，具有一定的創新性，值得業內同行關注。

面向研究的集成環境建設：對大型專業軟件進行集中管理，為勘探開發研究人員提供專業化的軟件服務、項目數據服務，是當前各油田企業關注的重點，本章收錄了勘探開發研究云建設方面的案例，對各油田開展此項工作具有一定借鑒意義。

信息系統建設及軟件產品介紹：本章收集了井位設計網絡審核、一體化井筒系統等實用型文章，對勘探信息化建設具有很高的參考價值，同時還有關于數字油藏應用方面的產品及軟件開發方面的案例介紹。

近年來，在第三次工業革命背景下，全球掀起了新一輪科技革命和產業變革熱潮，從更深層次推動信息技術和相關產業的融合，如美國的“再工業化”、德國“工業4.0”，日本“再興戰略”等。中國在大力推進信息化與工業化融合基礎上，“十八大”又進一步提出了工業化與信息化深度融合的要求，信息化已經上升為國家戰略。對于油氣田企業，特別是處于開發中后期的老油田而言，在傳統勘探開發理論未取得突破和創新之前，以物聯網、云計算、大數據、互聯網+為代表的信息技術將成為助推油氣田企業發展的核心技術。

大數據是近幾年興起的一門新興技術，已經廣泛應用于社交媒體、智能交通、城市管理諸領域，并已見到良好效果。麥肯錫稱：“數據，已經滲透到當今每一個行業和業務職能領域，成為企業重要的生產要素”。隨著大數據技術的出現，IT時代行將結束，DT時代已經到來。大數據挖掘分析正在逐漸改變人們傳統的認識和經驗方法，它通過技術的創新與發展，以及數據的全面感知、收集、分析、共享，為決策者提供了一種全新的企業管理的方法，基于事實與數據做出決策的思維方式，傳統的認識和經驗主義已經受到挑戰。油氣田企業經過多年的發展，積累了海量的數據資產，應用大數據技術尋找圈閉、發現油氣資源、預測生產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測分析項目，都是應用大數據分析技術開展的探索和實踐，已經見到了良好的效果。

物聯網技術作為兩化融合的重要組成部分已經得到了快速發展和規模應用，油氣生產物聯網技術應用把IT技術融合到油氣生產各個環節，實現生產現場“高效、安全、節能、環保”的“管、控、營”一體化。隨著物聯網技術的進一步發展，井下壓力永久監測、井下流量控制技術正在取得突破，通過井下儲層信息、流體狀態、井口信息與管網結合進行實時的油藏模擬，獲得最優的注采比，并向井底控制閥發送指令，油田生產將朝著完全自動化的方向發展，預計物聯網技術將在油田生產、設備全生命周期管理、油氣儲運、安全環保等領域得到全面應用。

物聯網技術的廣泛應用同時還將產生大量的數據，在此基礎上，通過大數據分析可以開展更多的趨勢預測、優化生產、智能決策，如工況自動診斷、設備預見性維護等，從而可以有效地延長設備運行時間，降低故障風險，節約生產成本，提高油氣田管理水平。

云計算技術是繼大型計算機到客戶端-服務器轉變之后的又一巨變，是分布式計算、并行計算、虛擬化等傳統計算和網絡技術發展融合的產物。基于云計算技術的基礎設施云可以幫助油氣田企業實現彈性自動化的基礎設施、按需的服務模式和更加敏捷的IT服務，從而簡化IT基礎設施的部署與管理，縮短業務應用的上線周期，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，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，油藏模擬網格級別將達到數億左右，地質模型將不再被粗化，將更加精確，更接近地下實際。

傳統地震、油藏專業軟件也將受到信息技術發展的影響。近幾年，主流的專業軟件模式都發生了變化，除了將地震、地質、油藏功能模塊進行集成之外，還增強了底層數據管理功能，全面支持WITSML、PRODML等標準的數據交換格式，內置了流程管理、消息管理功能，提供了良好的二次開發環境，因此，將主流專業軟件與企業信息系統進行集成、應用，也將是下一步信息化發展的方向。

隨著信息技術的快速發展，未來信息化對油氣田企業的影響將更加深刻，更加廣泛，高度滲透的信息技術將推進油氣田企業生產經營活動發生重大變革，相信隨著工業化與信息化的深度融合，信息技術將助推油氣田企業管理水平上一個新的臺階。

馬杰（中國石油大港油田分公司）