數(shù)字化油田建設1

數(shù)字油田建設及發(fā)展趨勢二○一二年七月第二部分：勝利油田信息化建設情況第一部分：數(shù)字油田理論及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目錄一、數(shù)字油田的內(nèi)涵二、數(shù)字油田建設關鍵技術三、數(shù)字油田建設案例1、數(shù)字油田由來

數(shù)字油田(DigitalOilField)來源于“數(shù)字地球(DigitalEarth)”“數(shù)字地球”是美國前副總統(tǒng)戈爾先生于1998年1月在加利福尼亞科學中心的講演中提出的創(chuàng)意。一、數(shù)字油田的內(nèi)涵數(shù)字地球是我們星球的一種虛擬表示，使人們可以探察匯集有關地球的自然和人文信息，并與之互動?！皵?shù)字地球”的提出有深刻的時代背景，包括政治背景、經(jīng)濟背景，甚至軍事背景，但更重要的是技術背景，即高度發(fā)展的計算機技術。一、數(shù)字油田的內(nèi)涵1、數(shù)字油田由來數(shù)字城市數(shù)字海洋數(shù)字圖書館數(shù)字建筑數(shù)字生活數(shù)字……數(shù)字地球一、數(shù)字油田的內(nèi)涵1、數(shù)字油田由來數(shù)字油田數(shù)字油田是數(shù)字地球最重要的領域和分支一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程概念提出階段理論發(fā)展階段探索起步階段全面發(fā)展階段1991年1999年2002年2008年一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（1）概念提出階段1991年在(Oil&GasJourna1)雜志上就出現(xiàn)了智能油田(SmartField)詞匯和論述。2000年2月，一家名為“DigitalOilFieldInc”的公司被注冊。提出了數(shù)字油田解決方案，其定位為：為公司內(nèi)部各部門和外部供應商之間，提供提高知識管理能力、集成協(xié)同工作、優(yōu)化業(yè)務流程和電子商務解決方案。一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（2）理論發(fā)展階段X-Field概念模型SmartField(SHELL)Shell： SmartFieldBP： e－Field或FieldOfTheFutureChevron：i－FieldSchlumberger：DigitaloilFieldoftheFuture……美國斯坦福大學計算地球與環(huán)境科學研究中心：X-Field一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（2）理論發(fā)展階段以數(shù)據(jù)集成應用為主——毛鋒以現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實專業(yè)軟件搭建——王宏林一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（3）探索起步階段1999年2002年2003年大慶油田在國內(nèi)首次提出數(shù)字油田的概念，并將數(shù)字油田作為企業(yè)發(fā)展的一個戰(zhàn)略目標。塔里木油田勝利油田、塔河油田、克拉瑪依油田提出并實施數(shù)字油田規(guī)劃一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（3）探索起步階段“十五”期間，國家科技部設立重大科技攻關課題“數(shù)字氣田關鍵技術及應用示范研究”，主要研究了基于無線公網(wǎng)的氣田采輸生產(chǎn)過程中氣井、管線等的數(shù)據(jù)實時采集、傳輸和控制技術，氣田網(wǎng)絡集成技術，氣田采輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合與交換技術，以及氣井管理與輔助決策等技術。在中石化西南分公司的新場氣田進行了示范應用。一、數(shù)字油田的內(nèi)涵2、數(shù)字油田的發(fā)展歷程（4）全面發(fā)展階段為加快數(shù)字油田建設步伐，國家科技部設立863項目“數(shù)字油氣田關鍵技術研究”，重點攻關油氣田多源、異構數(shù)據(jù)集成技術和多尺度三維表征等技術，初步建成數(shù)字油氣田應用系統(tǒng)，為數(shù)字油氣田理論完善和油氣田信息化實踐提供指導。該項目由勝利油田和石油大學、北京科技大學聯(lián)合承擔。2009年9月14日，通過項目實施方案評審。1、數(shù)字油田建設的本質(zhì)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)解釋地震測井錄井綜合研究盆地評價圈閉描述油藏描述地震處理地震反演儲層預測測井處理錄井分析地震解釋測井解釋成藏規(guī)律儲量預測探明控制勘探風險評估資料收集基本研究勘探成本分析勘探風險評估開發(fā)經(jīng)濟評價開發(fā)方案地面建設油田開發(fā)油藏數(shù)值模擬生產(chǎn)優(yōu)化提高采收率剩余油分析剩余儲量地質(zhì)建模精細地質(zhì)研究管網(wǎng)設計油氣儲運泵站建設規(guī)劃設計建設方案開采方案穩(wěn)產(chǎn)方案成本估算風險分析經(jīng)營物資采購原油銷售生產(chǎn)管理計劃增儲上產(chǎn)精細化管理3、數(shù)字油田的定義一、數(shù)字油田的內(nèi)涵對數(shù)字油田的理解各不相同,但是向統(tǒng)一發(fā)展。由于各油田企業(yè)對數(shù)字油田的理解不盡相同,因此產(chǎn)生了各種流派,主要包括:一、數(shù)字油田的內(nèi)涵3、數(shù)字油田的定義一、數(shù)字油田的內(nèi)涵3、數(shù)字油田的定義一、數(shù)字油田的內(nèi)涵3、數(shù)字油田的定義

數(shù)字油氣田是以油氣田資源的數(shù)字化為基礎，以網(wǎng)絡為依托，以信息技術為手段，以推動科研創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)運行和規(guī)范經(jīng)營管理為目的的綜合系統(tǒng)，是現(xiàn)實油氣田的虛擬數(shù)字化。建設數(shù)字油田，將油氣資源的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)工作從分類資料的順序處理改變?yōu)閷崟r資料的并行處理，建立快速反饋的動態(tài)油藏模型，對油田生產(chǎn)過程和經(jīng)濟活動進行動態(tài)的把握和快速的控制，是以信息集成、共享和工作協(xié)作為主要特征的綜合管理系統(tǒng)。數(shù)字油田具有以下六個鮮明的特征：資源數(shù)字化技術一體化信息集成化業(yè)務協(xié)同化管理集約化決策科學化一、數(shù)字油田的內(nèi)涵3、數(shù)字油田的定義數(shù)字油田是油氣生產(chǎn)企業(yè)信息化與工業(yè)化融合的產(chǎn)物數(shù)字油田是“兩化融合”的結(jié)晶數(shù)字油田是“兩化融合”的結(jié)晶保證了儲量的持續(xù)增長和油藏的有效開發(fā)油田勘探開發(fā)是高度技術密集型的行業(yè)。可以說，在現(xiàn)階段，離開以高強度計算和海量信息存儲為代表的信息技術的支持，就不能找到油氣，即使找到了也不能高效地開發(fā)。信息技術已經(jīng)滲透到了油田勘探開發(fā)的全過程，而且成為了最關鍵的支撐技術，并與傳統(tǒng)勘探開發(fā)技術融為一體。信息技術還促進了勘探開發(fā)一體化的實現(xiàn)。信息技術和勘探開發(fā)技術融合第1個融合數(shù)字油田是“兩化融合”的結(jié)晶通過在現(xiàn)場設備上安裝傳感器等自動化部件，對井站庫生產(chǎn)參數(shù)、輸油管線、供水供電管網(wǎng)、油田道路、通信線路等，以及勘探開發(fā)各個現(xiàn)場的運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，既可以大大提高生產(chǎn)指揮水平，又能夠有效降低人員勞動強度，減少用工數(shù)量，節(jié)約生產(chǎn)成本。特別是能夠讓后方的專家減少無效工作時間，并能快捷應用后方的數(shù)據(jù)中心和知識庫等技術支持系統(tǒng)，讓專家的集體智慧發(fā)揮出最大的作用。信息技術和自動化技術融合實現(xiàn)了生產(chǎn)過程實時監(jiān)控和遠程操作第2個融合數(shù)字油田是“兩化融合”的結(jié)晶信息技術和管理技術融合提高了經(jīng)營管理水平MIS系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的建立，使油田企業(yè)的人財物管理得以更加有效地實施，特別是ERP系統(tǒng)實現(xiàn)了物流、資金流和信息流的“三流合一”，使油田管理業(yè)務更加規(guī)范透明、核算更加細化、決策中心上移。第3個融合目錄一、數(shù)字油田的內(nèi)涵二、數(shù)字油田建設關鍵技術三、數(shù)字油田建設案例數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)管理層應用層決策支持層基于知識的決策技術自動化應用源頭采集異構數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳輸數(shù)字化技術SOA石油行業(yè)搜索引擎元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型信息主動服務技術信息融合GIS三維可視化表征可視化技術工作流平臺油田業(yè)務建模業(yè)務流程優(yōu)化系列優(yōu)化自研軟件環(huán)境專業(yè)軟件配置軟件共享基礎配置優(yōu)化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術數(shù)字油田建設涉及的關鍵技術（一）數(shù)字化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術（二）信息主動服務技術（三）可視化技術（四）業(yè)務流程優(yōu)化技術（五）專業(yè)軟件配置（六）基于知識的決策技術（七）基礎配置優(yōu)化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術數(shù)字化技術將物探、鉆測錄試等油田專業(yè)施工、采油生產(chǎn)等過程中的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)過標準化等處理，保存到油田數(shù)據(jù)中心，為建立數(shù)字油田模型建立提供最基本的數(shù)據(jù)支持。物探井場采油生產(chǎn)人工采集油田數(shù)據(jù)中心無線網(wǎng)或局域網(wǎng)二、數(shù)字油田建設關鍵技術各專業(yè)數(shù)據(jù)采集的發(fā)展趨勢及特點專業(yè)發(fā)展趨勢特點物探高密度地震采集海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量為常規(guī)采集的1000倍。鉆井井場自動化實時采集，遠程傳輸，前后方同步。測井成像等特殊測井數(shù)據(jù)格式多樣，數(shù)據(jù)量增加。錄井隨鉆錄井(LWD)實時采集，遠程傳輸，前后方同步。采油自動化監(jiān)測和計量實時性、連續(xù)性。二、數(shù)字油田建設關鍵技術井場數(shù)據(jù)采集體系架構鉆井參數(shù)儀綜合錄井儀測井儀井場實時數(shù)據(jù)庫儀器接口及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換井場監(jiān)控系統(tǒng)無線網(wǎng)油田數(shù)據(jù)中心鉆井決策支持系統(tǒng)主要技術：1、異構數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術2、實時數(shù)據(jù)管理技術3、基于WITSXML的數(shù)據(jù)傳輸4、數(shù)據(jù)同步技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術采油生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集功能油氣井井口站庫設備高壓輸油氣管線電力線路生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)……生產(chǎn)過程可視化監(jiān)測、控制及預警生產(chǎn)要害部位海洋平臺大型泵站涉及安全的關鍵閥門……實時采集實時控制2)設備運行分析預警4)生產(chǎn)過程中的在線泄漏監(jiān)測3)壓力管道系統(tǒng)腐蝕在線監(jiān)測與預警1)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控二、數(shù)字油田建設關鍵技術源頭數(shù)據(jù)采集體系建設關鍵1、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標準2、完善的考核、管理辦法3、統(tǒng)一部署數(shù)據(jù)采集軟件4、一次采集，共享應用（一）數(shù)字化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術（二）信息主動服務技術（三）可視化技術（四）業(yè)務流程優(yōu)化技術（五）專業(yè)軟件配置（六）基于知識的決策技術（七）基礎配置優(yōu)化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術信息主動服務技術通過一體化數(shù)據(jù)模型，結(jié)合元數(shù)據(jù)技術對油田資產(chǎn)化數(shù)據(jù)實施統(tǒng)一管理，基于SOA架構建立數(shù)據(jù)綜合服務平臺，提供適應石油行業(yè)需求的專業(yè)搜索引擎。數(shù)據(jù)中心綜合數(shù)據(jù)服務平臺數(shù)據(jù)模型元數(shù)據(jù)SOA架構專業(yè)搜索引擎數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理對模型的需求二、數(shù)字油田建設關鍵技術（Oracle公司）70年代數(shù)據(jù)無序、混亂90年代后期數(shù)據(jù)有序、規(guī)范化各油公司數(shù)據(jù)各自為政API/PIDD與PIDX石油公共數(shù)據(jù)模型-PPDMPOSC/EpicentrePOSC/PIDX合作制定Internet上的數(shù)據(jù)交換標準石油數(shù)據(jù)模型發(fā)展歷程進程二、數(shù)字油田建設關鍵技術PPDM—公共石油數(shù)據(jù)模型，為石油工業(yè)上游定義標準的數(shù)據(jù)模型，與POSC相比，涉及的上游專業(yè)領域較窄。POSC的Epicentre－一套面向石油勘探開發(fā)的一個統(tǒng)一的具有面向?qū)ο筇卣鞯倪壿嫈?shù)據(jù)模型。二、數(shù)字油田建設關鍵技術Oracle數(shù)字油田方案建議使用PPDM模型二、數(shù)字油田建設關鍵技術基于POSC的數(shù)據(jù)模型的作用適應業(yè)務的變化屬性活動對象活動涉及到對象活動可能會產(chǎn)生對象數(shù)據(jù)由特性來描述活動由活動產(chǎn)生特性由特性來描述對象在活動的作用下，對象產(chǎn)生的特性活動包含子活動活動間建立臨時關系對象間建立臨時關系對象與活動間建立臨時關系勘探開發(fā)數(shù)據(jù)過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集屬性體數(shù)據(jù)地質(zhì)過程關注對象參照數(shù)據(jù)關系活動業(yè)務對象技術對象拓撲對象文檔描述可定位對象空間對象技術對象設施地球表現(xiàn)材料瞬時關系實現(xiàn)一體化管理至上而下面向?qū)ο髮?shù)據(jù)的逐級繼承和分類，包含了勘探開發(fā)所有的業(yè)務和數(shù)據(jù)。二、數(shù)字油田建設關鍵技術基于POSC的數(shù)據(jù)模型的作用二、數(shù)字油田建設關鍵技術SOA(Service-OrientedArchitecture)—面向服務的體系結(jié)構，是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來?；咎卣鳎悍罩g的松耦合

ComplexitySOA重要組成部分：主數(shù)據(jù)和企業(yè)服務總線ESB是一種消息傳送總線及服務平臺，有了它，連接舊系統(tǒng)、管理及編制服務就會比較簡單，ESB也負責轉(zhuǎn)換及發(fā)送消息。二、數(shù)字油田建設關鍵技術油藏研究Petrel,EclipseJason,H/Russell服務石油行業(yè)倉庫及主數(shù)據(jù)管理（IBM）

勘探開發(fā)技術協(xié)同主數(shù)據(jù)管理及

企業(yè)數(shù)據(jù)模型公共服務容器系統(tǒng)開發(fā)工具模型引擎門戶服務系統(tǒng)管理及安全工作流程模型

地質(zhì)PetroMODEtc.服務地震ProMAXOthers服務油藏地球物理Geolog,Openworks服務鉆井ARIES/OsPreyLWD/MWD服務開發(fā)生產(chǎn)DataAnalysis/Reporting服務GISESRISpatialDataAnalysis服務服務企業(yè)服務總線（ESB）協(xié)同引擎遵循POSCEpicenter基于MDA的開發(fā)知識管理動態(tài)工作流程管理安全管理用戶定制視圖服務二、數(shù)字油田建設關鍵技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術Oracle提供的主數(shù)據(jù)及SOA解決方案基于油田知識挖掘的垂直搜索引擎

二、數(shù)字油田建設關鍵技術查全率查準率搜索引擎衡量指標的變化:垂直搜索引擎，即專業(yè)化搜索引擎，專為查詢某一學科或主題的信息而產(chǎn)生的查詢工具，對解決實際查詢問題要比搜索引擎門戶有效得多。搜索引擎懂專業(yè)二、數(shù)字油田建設關鍵技術搜出有“關鍵詞”的成果。這條結(jié)果表明霍瑪吐背斜帶天然氣區(qū)帶評價這個研究項目，針對霍瑪吐背斜帶進行研究，在天然氣儲量研究上產(chǎn)生了知識。（一）數(shù)字化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術（二）信息主動服務技術（三）可視化技術（四）業(yè)務流程優(yōu)化技術（五）專業(yè)軟件配置（六）基于知識的決策技術（七）基礎配置優(yōu)化技術一、數(shù)字油田的內(nèi)涵數(shù)字油田要描述的對象（即油田）是多尺度的，需要海量的專業(yè)化數(shù)據(jù)描述地下地質(zhì)體，而且油藏動態(tài)變化。地震(米級)測井(厘米級)巖心(毫米級)孔隙結(jié)構(微米級)信息融合技術研究建立多尺度地表導航數(shù)據(jù)表征規(guī)則研究建立主要業(yè)務需求的信息空間模型的組織表征規(guī)則形成多尺度三維地質(zhì)體空間形態(tài)和屬性的表征模型地下地質(zhì)信息：地層、構造、儲層、油層、物性、含油性、流體性質(zhì)、測井、試油、錄井等信息研究不同精度信息的融合表征技術

地表地質(zhì)信息：礦權、構造單元、油氣田、地震工區(qū)、井位等研究制定業(yè)務需求的尺度分級規(guī)則

核心：多尺度三維信息數(shù)據(jù)融合表征建模技術一、數(shù)字油田的內(nèi)涵二、數(shù)字油田建設關鍵技術插值、粗化等技術研究插值：對基于主題的查詢得到的結(jié)果進行可視化表達。粗化：精細地質(zhì)模型在粗尺度下的高效展示。頂點聚類法區(qū)域合并法重新布點法幾何元素刪除法小波分解法三維可視化表征技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術鄭408古沖溝坨121古沖溝鹽16-18古沖溝永79古沖溝構造、古地貌地震解釋成熟：單一專業(yè)（領域）技術缺乏：輔助決策需要關鍵信息綜合展示：數(shù)值模擬

交互性：——理解主題——簡單

多維性：——同一地質(zhì)體——屬性可對比

可視性：——透明、融合——關鍵屬性可見

數(shù)字油田三維可視化與現(xiàn)有可視化軟件的區(qū)別抽油機及平臺參數(shù)井型及參數(shù)層位NgEd密閉取心熱采井常規(guī)井三采井油田Es行政單位道路管網(wǎng)二、數(shù)字油田建設關鍵技術數(shù)字油田三維表征模式二、數(shù)字油田建設關鍵技術GIS技術研究GIS可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析，迅速地獲取滿足應用需要的信息，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。在油氣勘探、油氣開發(fā)、地面工程和管線管網(wǎng)建設及油田自然災害預報等方面取得廣泛的應用。二、數(shù)字油田建設關鍵技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術GIS將從現(xiàn)有的以油田基礎數(shù)據(jù)和成果圖件的存儲和管理為主的“管理型”，向以空間分析、輔助決策為主的“智能型”轉(zhuǎn)變,并融入數(shù)字油田知識系統(tǒng)，為油田企業(yè)油氣勘探開發(fā)提供輔助決策支持。地面、地下一體的GIS系統(tǒng)地下地上（一）數(shù)字化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術（二）信息主動服務技術（三）可視化技術（四）業(yè)務流程優(yōu)化技術（五）專業(yè)軟件配置（六）基于知識的決策技術（七）基礎配置優(yōu)化技術二、數(shù)字油田建設關鍵技術業(yè)務流程建模是對業(yè)務流程進行表述的方式，它是過程分析與重組的重要基礎。在跨組織業(yè)務流程重組的前提下，流程建模的主要目的就是提供一個有效的跨組織流程模型并輔助相關人員進行跨流程的分析與優(yōu)化。業(yè)務流程建模技術業(yè)務域劃分業(yè)務流程分析分業(yè)務域模型業(yè)務活動描述模型標準化模型集成二、數(shù)字油田建設關鍵技術結(jié)構化數(shù)據(jù)文檔類數(shù)據(jù)活動描述圖形數(shù)據(jù)活動名稱業(yè)務活動單元規(guī)范描述活動產(chǎn)生采集內(nèi)容、數(shù)據(jù)項名稱、錄入方式、質(zhì)量要求、審核要求等。確定本活動產(chǎn)生重要報表、報告，并對文檔的格式、內(nèi)容、錄入方式、質(zhì)量要求、審核要求進行分析規(guī)范。規(guī)范描述活動的操作者、活動地點、活動時間、活動對象、活動原因、活動結(jié)果方面對活動進行描述對數(shù)據(jù)體內(nèi)容、數(shù)據(jù)體格式、產(chǎn)生環(huán)境、采集單位、空間屬性、質(zhì)量要求、安全要求等內(nèi)容進行分析規(guī)范。對本活動中產(chǎn)生的圖形、圖元、格式、產(chǎn)生環(huán)境、空間屬性、質(zhì)量要求、安全要求等內(nèi)容進行分析規(guī)范。業(yè)務活動的名稱要能準確表達業(yè)務活動的含義業(yè)務活動數(shù)據(jù)分析思路：體數(shù)據(jù)目前業(yè)務協(xié)同一體化平臺技術體系基本成熟，能夠為一體化提供無縫的信息連接。可視化業(yè)務流程建模自動化流程實現(xiàn)精細化業(yè)