胡青 岳婷 马楠 张建东(长庆油田采油二厂数字化与科技信息中心 甘肃庆阳 745100)
随着油田信息化、数字化建设发展,各类用于生产管理、技术研究的应用系统数量不断增加。因各系统间数据关联性小和一致性差,造成数据无法共享,基层数据仍需员工通过传统的Excel报表进行手工录入和计算,生产管理工作效率低下,存储安全性不高,研究建立厂级核心数据库及作业区综合报表系统开发应用已经势在必行。
(1)开发设计采油二厂标准的数据库模型、字典,开发规范、开发性的数据库接口,解决数据集成和数据应用的问题,为后期对其他系统数据接入提供服务。
(2)自动生成满足作业区生产需求的综合报表系统,简化员工填写数据数量,实现固定与自定义报表生成、多样式展示及导出。
(3)建设第二采油厂作业区报表平台,满足报表的填报、审核、自动汇总、展示,用于对生产开发的重要数据进行存储、归档、静态化和持久化。
3.3.1 总体架构
形成“大平台、小应用”架构,应用服务采用集中式集群部署,可满足油田公司建设统一开发数据平台,也可满足各厂独立的业务需求。集中式部署报表集群服务,对各厂应用提供高效服务,便于统一管理和维护。采用集中式部署的数据库集群,对各厂数据库进行逻辑隔离,形成热插拔数据库,在不影响各厂存储的前提下,形成公司统一的生产开发核心数据库。
图1 报表系统总体架构
3.3.2 物理路线
采用集群式集中化部署,分为数据库集群、报表服务集群和应用集群,因应用服务器对应的采油厂较多,对应用服务器进行虚拟化集群,统一部署在长庆油田公司机房,专人维护。
图3 报表系统物理路线集群图
中心数据库建设是数字油田建设的基础,集团公司在建设勘探与生产技术数据系统(A1)和油气水井生产数据管理系统(A2)的过程中,总结了多年数据资源建设成果,遵循国际石油行业标准POSC,借鉴业界成熟的商业数据库EDM业务分类标准建立了EPDM模型。
借助集团公司EPDM模型标准,设计长庆油田采油厂生产核心数据库的数据模型也是项目的一大部分工作,数据模型是公司和各采油厂的核心数据资产,模型的标准化有助于提升数据结构的高可用性。 数据模型设计工作既要满足各厂报表开发需求,也要满足EPDM模型设计要求。
图4 EPDM模型标准
3.5.1 数据库开发思路
(1)核心数据库设计。通过对所有与生产相关的数据和业务需求进行整理分析,充分利用自动采集的数据,抓取专业系统分析结果数据,以及人工补录部分数据,统一数据存储运算,规范审核机制,开放数据接口,建立完整的生产核心数据库。
(2)数据录入规范统一,保留传统报表办公模式。一是开发统一数据录入窗口,实现对作业区生产管理组织架构、油层开发属性、措施作业类型等基本名称和信息的统一录入,确保数据名称、类型等基本参数规范、统一标准。二是开发符合实际生产的数据录入功能,实现作业区在日常填报、审核数据的同时,同步完成对系统数据的录入,并自动对数据进行整理、计算和共享,最大限度保留作业区日常办公的操作习惯,减轻员工录入工作量。
(3)开放接口,实现系统间数据共享,数据分析、利用最优化。统一规范数据库接口,实现核心数据库、油水井工况系统、SCADA系统等系统数据的共享接入,利用核心数据库进行运算和存储,实现各系统数据的快速读取和分析。
3.5.2 作业区综合报表开发思路
通过对作业区现有规范的综合报表进行统计、分类,一类报表是以作业区调控中心为主导,由站点收集填报,井区、调控中心进行逐级审核和补录,其实时性相对较强,主要用于日常生产动态监控;另一类是以作业区技术组为主导,以产量监控报表为基础,借助油水井工况分析系统,由站点收集填报,井区、技术组进行逐级审核和补录,每24小时编制的技术分析报表,其编制时间较长,相对滞后,主要用于单井生产分析与技术研究。
(1)实现录入审核“三统一”,实现自定义审核。通过规范数据录入报表、填报单位、填报时间、审核单位、审核流程机制,实现站-井区-作业区多级填报审核,同时增加数据自定义校准验证,保证入库数据的准确性。
(2)建立安全存储机制,让数据安全风险可防、可控、可追溯。通过优化存储模型和内置的硬件冗余等保护措施,确保数据发生灾难后及时恢复,同时根据用户权限和IP地址设定数据访问限制,记录操作日志,最大限度地保障数据库运行的安全性,避免了传统Excel报表录入和分散存储等带来的安全弊端。
(3)建立数据智能化分析,自定义查询分析。厂核心数据库关联油水井生产动态、井筒工况、地面工艺、井组注采、区块(油藏)动态等数据模型,将人工经验转化为系统智能“经验库”,数据更加全面和直观,减轻技术人员统计分析的工作量,减少人为计算数据错误因素的影响,为油田开发提供可靠的科学决策。
为了解决各作业区、机关生产、技术管理部门制定的报表种类、报表格式不一致,报表数量偏多等问题,减轻员工重复录入工作量。全面规范整合报表,有效整合完成作业区油水井生产、站库集输动态、生产监控等22张报表,实现标准化报表的推广应用。
报表系统主要有五大功能,即系统管理、数据录入、数据审核、报表展示、数据分析,其中,系统管理部分主要面向管理员用户,报表填报人员可忽略此部分,数据分析由于需求未定,此部分暂未开发。
系统管理主要由组织机构及用户、系统角色、功能模块、数据字典、基础数据、报表管理、审核流程、解锁报表、通知公告、系统日志10个功能模块组成。
4.1.1 组织机构及用户
组织机构列举出了作业区下辖所有中心站、站点、生产技术室、调度中心等职能机构,此模块的主要功能是管理(新增、删除、修改)组织机构和管理用户。
4.1.2 系统角色
系统角色主要囊括报表使用中所涉及的用户角色类型,后期可根据实际情况进行修改。此模块的主要功能是为用户赋予权限。
4.1.3 基础数据
此模块的主要功能是维护作业区所有井组、井、罐、泵、加热炉等基础信息,若在实际生产中有诸如新增井、修改泵罐等情况,应在此模块中及时维护进去,否则会影响报表填报人员的正常录入。
4.1.4 审核流程
此模块的主要功能是配置报表的审核流程,比如站点填报的站点分井采油日报,填报完成以后要通过两级(比如中心站、作业区)部门的审核,则在此处配置时分为两个步骤,第一步是配置一级(中心站)审核,首先填写节点名称,比如说中心站审核,然后依次选择审核部门、审核角色、有效节点(选择是)、开始节点(选择是)、结束节点(选择否),第二步是配置二级(作业区)审核,配置流程和一级审核一样,不同的是开始节点选择否,结束节点选择是。
4.1.5 其他
系统管理功能除了以上介绍的四个主要功能模块以外,还有报表解锁、通知公告、系统日志三个模块,其中报表解锁就是当数据填报人员完成填报以后,点击页面的提交按钮,此时数据无法再进行编辑,若要重新修改数据,则需向管理员用户申请解锁该报表,报表才可重新编辑;通知公告模块主要的功能是向作业区用户发布一些公告,例如提醒填报人员哪张报表没有填写等等;系统日志的主要功能是记录用户登录报表系统的一些登录信息,比如某用户在某段时间进行了哪项操作,这样如果数据出现问题,也可以很好地进行排查,可以定位到哪个IP的电脑填报数据出了问题,需要注意的是,系统日志信息只保存最近30天的信息。
4.2.1 填报流程
进入报表系统界面,根据管理员提供的用户名登录该系统,点击报表填报,找到需要填报的报表,点击填报校,学选择填报时间即可进入报表录入界面,数据录制完成以后点击提交按钮即可。
4.2.2 数据审核
进入报表系统界面,根据管理员提供的用户名登录系统,点击数据审核,找到需要审核的报表,点击报表名称链接可查看报表数据,经审核无误后,选中该报表,提交审核意见即可
4.2.3 报表展示
报表展示的功能是将报表填报人员录入的数据展示到页面上,类似于填报完成以后的查看功能,报表展示的数据是无法编辑的,若需修改数据,则应在相应报表的填报界面对数据进行修改,修改完成以后保存数据,则数据会同步到相应的报表展示界面,需要注意的是,管理员可以查看作业区所有展示报表。如井下作业视频监控动态日报表、重点监测站报表、停(限)电影响原油生产日统计表、井下作业视频监控动态日报、集输动态日报等。
完善规范了采油厂生产报表体系,实现报表统一化、信息化管理,减少了数据重复录入,提高了数据利用率,实现报表自动生成,消除人工编制报表。
以采油七厂建立生产核心数据库及作业区综合报表为基础,结合其他厂的厂库模型(如采油一厂等),建立长庆油田采油二厂西峰采油三区开发数据库模型的标准、属性规范值及作业区报表标准模板,待系统稳定后在其他作业区进行推广应用,各作业区在推广应用过程中应继承和遵循油田公司的标准及规范,并结合本单位应用实际,形成本单位的统一模型、属性值及作业。
通过在采油厂建立生产核心数据库,规范、统一数据录入源,对生产过程的所有相关数据进行集中管理和分析,生成的报表数据分析更加全面和直观,充分发挥数据信息化管理的优势,提高工作效率。随着核心数据库的发展和成熟,以及应用系统的更新升级,老旧数据库逐步淘汰,核心数据库将为生产管理发挥更加巨大的作用。