油田开发信息化建设与应用实践

惠会娟 马钢 刘军辉

中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院 新疆 哈密 839009

引言

油田企业通常需要面临多个区域不同地质环境的油田开发过程中，所涉及的业务类型、管理模式存在较大差异，针对不同业务需求开发应用的技术繁杂多样，难以实现精细化管理工作目标。当前大多数油田分布于交通不便的区域，现场测井、钻井、采油设备的自动化、智能化水平较低，难以满足企业对现场开发施工情况的实时监控管理，导致油田开发管理工作面临较多难题。为此，油田企业需要针对勘探开发期间面临的各类生产问题推进管理体制改革，合理应用信息化技术搭建集数据采集、平台管理和应用服务于一体的信息化体系，为油田开发管理工作提供助力。

1 油田开发期间面临的主要问题分析

1.1 开发业务繁多，难以实现精细化管理

油田企业通常需要针对国内外不同区域开展油藏开发工作，期间还涉及油气集输、运营销售等关联性的业务，不同区域的勘探开发需应用的技术方法有所不同，管理模式也存在一定差异，这也导致各区域油田应用的管理方式和技术方法并不统一[1]。油田企业在开发业务运行、经营和管理等各方面对于信息化系统的应用推广程度不足，缺乏统一规范的信息化平台支撑精细化管理模式的推行，不利于企业资源的高效应用。

1.2 油藏开发地质条件复杂，开发技术急需突破

油田企业在油藏开发过程中通常需要面对轻质油、稠油等多样化的资源类型，对开发技术的要求也各有不同；在面临浅层压力低、地质条件复杂等特殊开发环境时，现有的技术水平难以满足高效开发需求。随着现有油藏勘探工作的持续推进，油藏老区资源储量持续得到开发利用，但新区的开发缺乏充足的资源；油藏品位的持续降低导致开发成本也持续增加，不利于油田的快速发展；新区的开发方案未能在开发生产前完成编制，难以为开发工作提供精准指导；探井评价、地质研究等工作效率较低，未能给井位部署工作提供有效指导，存在勘探开发成功率较低的情况；钻采工艺设备难以满足当前的开发工作需求，存在成本高、施工周期长、事故率高等问题。针对上述问题，油田企业有必要推进信息化建设工作，为技术突破提供助力[2]。

1.3 油藏分布范围广且现场自动化水平不足，缺乏远程管理手段

油田企业在开发油藏期间所建设的井场分布范围广且较为分散，存在交通不便、管理成本高等问题，所应用的测井、钻井、采油等设备自动化水平不足，难以满足油田企业对现场设备的远程自动化管理需求。油田企业仅针对部分采油厂开展了数字化、信息化建设试点改造工作，大多数井场并未配备相关监测、采集设备，难以满足油井工况实时监测、采油数据自动采集等相关工作需求，也不能对设备的故障情况或生产运作异常情况进行预警，不利于管理水平和生产效益的提升。

1.4 缺乏配合新技术、新工艺应用的软件

众多研究单位或油田企业为提升油田开发效率，投资研发了一系列的技术工艺，虽然相关技术工艺能够有效解决部分油田勘探开发生产难题，但部分油田未能为技术工艺配套研发相应专业软件，影响了技术工艺效果的可靠发挥，不利于油田开发工作效率和质量的快速提升，相关问题的出现也与油田信息化建设水平不足存在关联。

2 油田开发信息化建设思路

2.1 信息化建设体系架构

油田企业需要结合自身业务发展的需要推进信息化协同工作平台体系的建设工作，基于SOA、云计算的发展模式等确保系统平台研发的可维护、可扩展性，为平台的持续建设与发展提供保障。

2.2 框架内容分析

从图1框架结构可以发现，油田开发信息化建设需要从数据库、平台、模块化功能应用3个方面入手，并配套建设相应的平台标准管理系统以及平台安全管理体系[3]。

其中，数据库建设过程中，油田企业需要针对油藏资源开采、存储、管理、应用等各勘探开发全过程所涉及的数据建立标准统一、源点唯一、安全高效的数据管理体系，满足后续对油田开发数据的共享与管理；该数据库即为油田开发信息化中的数据管理层，其核心数据标准，数据来源于油田从开采到应用的全周期、全过程。

平台即为油田开发应用平台框架，用于管理应用服务和数据服务，是数据资源的上层建筑，用于构建油田开发信息化系统的技术规范与应用环境，能够满足数据交换、协同等基础功能应用需求，平台应具备较强的标准性、互操作性、部署灵活性和兼容性，确保后续能够更便利地搭载各类应用，提升信息化平台的可用性[4]。

模块化功能应用的关键在于生产管理、综合研究以及第三方应用3个方面，满足不同专业部门在油田勘探开发过程中的协同配合研究，推进决策科学性的提升，实现勘探开发工作的一体化推进，降低油田开发风险的同时，增加生产效益；在模块化功能应用开发建设过程中，油田企业需要基于分级管理的原则，针对不同的部门、业务进行综合管理，在业务方面从科研、管理、生产3个方面进行划分管理，部门方面从管理单位、开发单位、研究单位、生产单位、现场多个维度进行划分管理，实现信息化系统对油田开发上下游各业务工作的综合管理。

信息化建设期间需要配套的安全管理与标准管理体系之中，前者用于对应用系统、数据和基础设施进行安全防护，后者为平台的建设提供可靠的制度标准与管理流程。

2.3 油田开发信息化建设思路

油田开发信息化建设工作主要涉及的工作包括数据库建设与管理、平台框架系统建设、可视化信息展示、信息安全管理体系、信息标准与管理体系等，下面对部分工作或体系的建设思路进行说明。

2.3.1 数据库建设与管理。在数据库建设与管理过程中，油田企业需要基于整体化原则建立油田勘探开发各业务部门的可靠联系，以数据库为核心，数据流和工作流为主线，基于数据的交互流动形成油田开发数据发送、运输、存储和收集的数据网络，为科研生产工作提供助力。数据库相关联的业务类型应包括测井、钻井、物化探、分析化验、井下作业、油田生产、综合研究、动态监测等相关内容，相关的单位包括油田公司、勘探公司、开发部、采油厂、研究院、技术服务公司等，能够为油田开发管理、勘探管理等相关信息化系统提供数据服务。

2.3.2 信息平台框架系统建设。油田企业需要在信息化建设过程中通过统一的门户系统和用户管理体系为软件开发标准的制定奠定基础，有效规避信息孤岛等问题出现，为油田开发信息化各应用功能与系统的集成共享提供平台基础，确保在科研生产或数据管理过程中能够保持更高的效率。平台框架主要包括统一的管控操作台与企业服务总线包含门户、组件、可视化、安全认证、SOA等几个部分，油田企业需要重点从这几方面入手做好平台框架的搭建工作[5]。

2.3.3 可视化信息展示。可视化信息展示是基于现场视频和原始数据结合专业图版进行数据图形化展示的信息化软件功能，可以实现对各类专业图像的有效管理与应用。包括地质、地貌、地形、土地资源、交通地理、行政地理、油田水电网、油田分布与运输网络、井位、测线、作业工区、含油面积、构造分区与盆地边界等各类地理、位置以及数据信息都能够进行可视化展示，基础数据信息主要来源于研究院、勘探企业、油田企业及相关下属单位，可视化信息展示能够使得油田工作人员能够更加直观的了解油田开发各方面的具体清楚与细节变化，满足油田开发管理的工作需求。

2.3.4 信息安全管理体系。该体系是针对应用系统、数据、基础设施的安全防护工作所建立的，能够在油田开发信息化建设整个过程中提供安全保证，避免因恶意攻击或偶然因素等出现软硬件设备以及数据破坏、泄露等异常情况，维持系统的平稳可靠运行，确保数据信息的完整、可控、可用等。安全管理体系的建立应从应用安全、数据安全以及系统安全3个层面入手，建筑范围主要包括3方面相关的安全环境搭建以及安全管理规范建立，需参与建设的企业主要包括油田研究单位、勘探单位、开发单位、建设单位、管理单位等。

2.3.5 信息标准与管理体系。数据标准统一是企业推进信息化建设的重要基础，也是实现信息共享的重要前提，企业需要在油田开发信息化建设期间积极引进行业、国家标准，学习和吸收国内外相关企业标准，结合企业发展现状建立适合自身的信息化标准体系，标准主要包括通用基础标准、基础设施标准、信息安全标准、应用层标准、数据层标准以及管理与服务规范相关内容，需参与建设的企业主要包括油田研究单位、勘探单位、开发单位、建设单位、管理单位等。

3 油田开发信息化的应用效果分析

3.1 数据集中管理，满足油田开发工作人员的数据快速整理与查询需求

油田开发信息化的应用成果可以参考国外Statoil公司的建设应用成果，该公司在建设完成数据中心后，研究人员能够基于数据中心提供的全企业数据共享服务在地质研究过程中无须耗费较多时间进行数据整理与查询工作，研究周期得到大幅度缩减。油田企业通过建设油田开发数据库及油田开发应用管理系统能够加快油田开发相关研究工作的进度，将研究人员从数据加工、甄别、收集与整理等工作中解放出来，从而帮助研发更多提升油田开发效益的技术成果。

3.2 助力油田开发生产与运行效率大幅度提升

在信息化系统的帮助下，油田企业能够将精细化管理模式落实于油田开发各项业务工作之中，为油田勘探开发业务提质增效，避免产生不必要的时间或成本损耗。例如，吐哈油田在开发应用系统的支持下，油田开发研究工作效率提高了10%以上，帮助工作人员从烦琐的碎片化信息整理工作中解脱出来，并进行快速决策与研究。为此，油田需要积极推进油田开发应用等信息化系统的建设工作，改善油田开发生产管理水平从而加快油田开发与调整效率。

3.3 为各类技术工艺的开发应用提供软件基础

油田开发产能和效率的提升需要从软件和硬件两方面着手，信息化系统建设伴随着专业软件配套项目的开发与建设，涵盖了工程设计、油藏工程、油藏地质研究、地震资料处理解释等各研究环节相关技术的配套软件功能，对于油藏开发、勘探等业务工作的综合研究具有积极意义，能够有效解决传统工作模式中存在的技术禁区，为新技术、新工艺的应用提供软件基础。

4 结束语

综上所述，油田企业需要充分认识到当前面对众多业务缺乏精细化管理手段、面对复杂地质环境缺乏先进的技术方法、面对分布广泛的油田开发现场缺乏有效的远程监督手段、各类技术工艺缺乏配套软件等工作难题，积极推进信息化系统平台的建设工作，以开发数据库及开发应用系统为基础，依次推进信息化协同工作平台框架系统和应用系统的建设工作，同时也需要针对信息化建设做好安全管理体系、标准管理体系的完善工作，为油田开发工作提质增效。