張 宇 大慶油田信息技術(shù)北京分公司

信息環(huán)境下智能油田的構(gòu)建

張 宇 大慶油田信息技術(shù)北京分公司

通過(guò)智能油田的概念描述，并且與數(shù)字油田概念以及發(fā)展?fàn)顟B(tài)展開(kāi)對(duì)比，從中分析其間的異同，幫助加深對(duì)智能油田概念的理解，同時(shí)給出了智能油田的邏輯結(jié)構(gòu)框架。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步就智能油田的主要核心技術(shù)以及技術(shù)發(fā)展方向做出討論，可以看出智能油田的發(fā)展技術(shù)更加傾向于數(shù)據(jù)的深入加工和理解，而數(shù)字油田則更多傾向于數(shù)據(jù)的收集與整理。加強(qiáng)智能油田的構(gòu)建，對(duì)當(dāng)前信息環(huán)境工作促進(jìn)有著積極的意義。

信息；智能油田；框架；構(gòu)建

油田工業(yè)領(lǐng)域一直都是信息技術(shù)應(yīng)用的集中區(qū)域，信息技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上根源于油田工業(yè)本身的技術(shù)含量特征，以及其安全行為特征。一直以來(lái)，油田工業(yè)環(huán)境中都需要將工作過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集并且集中，通過(guò)這些狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，從而確保油田工業(yè)環(huán)境工作的正常展開(kāi)。這種需求以及工作模式，在當(dāng)前信息技術(shù)的推動(dòng)之下，又有了進(jìn)一步的深入發(fā)展，數(shù)字油田就是將每一個(gè)工作細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)都展開(kāi)采集，并且依據(jù)數(shù)據(jù)特征和處理需求決定送達(dá)到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)展開(kāi)處理，從而形成信息層面的油田反應(yīng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，數(shù)字油田體系已經(jīng)日趨完善，當(dāng)前主要的發(fā)展方向是在數(shù)字油田系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，以數(shù)據(jù)的深入加工為突出特征，進(jìn)一步深化形成智能油田[1]。

1 智能油田的概念與框架

想要切實(shí)明確智能油田的概念，還必須從數(shù)字油田的角度出發(fā)加以詮釋。實(shí)際上，從概念的層面看，無(wú)論是數(shù)字油田還是智能油田，都不存在該行業(yè)內(nèi)一致認(rèn)可的概念表述。就數(shù)字油田而言，目前比較常見(jiàn)的認(rèn)知方式，是仿照1999年美國(guó)馬里蘭大學(xué)數(shù)字地球會(huì)議關(guān)于數(shù)字地球的陳述來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油田環(huán)境的描述。通常而言，認(rèn)為數(shù)字油田是結(jié)合油田石油科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代的石油信息技術(shù)，對(duì)整個(gè)油田及其相關(guān)的整個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)數(shù)字化的描述和體現(xiàn)，是一種綜合的、現(xiàn)代的管理信息系統(tǒng)。其本身存在有兩個(gè)方面的主要特征，即數(shù)字油田本身是高度數(shù)字化和信息化的系統(tǒng)，并且數(shù)字油田是相關(guān)信息技術(shù)在油田領(lǐng)域中的深入應(yīng)用。

在此基礎(chǔ)之上，對(duì)于智能油田展開(kāi)進(jìn)一步的分析?？梢哉J(rèn)為智能油田是在數(shù)字油田基礎(chǔ)之上，對(duì)油田的數(shù)字化應(yīng)用展開(kāi)進(jìn)一步分析，并且結(jié)合人工智能等相應(yīng)的智能信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的自動(dòng)化水平，能夠更好支持決策的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。因此從根本上看，數(shù)字油田和智能油田在構(gòu)成框架方面保持著高度的一致。

整個(gè)油田信息體系自下而上分別為環(huán)境層、數(shù)據(jù)層、知識(shí)層、模型層、應(yīng)用層、集成層以及戰(zhàn)略層。這樣的體系結(jié)構(gòu)無(wú)論在數(shù)字油田環(huán)境中還是在智能油田環(huán)境中都比較適用，但是二者仍然存在顯著差異。其中數(shù)字油田的發(fā)展更加偏重于底層，而智能油田的發(fā)展則更多偏重于高層。

2 智能油田核心技術(shù)

對(duì)于智能油田環(huán)境，由于其將數(shù)字油田作為發(fā)展基礎(chǔ)，尤其是環(huán)境層和數(shù)據(jù)層的建設(shè)，在數(shù)字油田階段基本都已經(jīng)趨于成熟，有著良好的數(shù)據(jù)采集物理基礎(chǔ)，并且在數(shù)據(jù)層環(huán)境中，專業(yè)性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)也都比較完善。對(duì)于數(shù)字油田而言，其建設(shè)是自下而上的，即在各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)之上展開(kāi)對(duì)于相關(guān)知識(shí)體系和模型的建設(shè)，而后通過(guò)應(yīng)用層與相關(guān)工作人員實(shí)現(xiàn)溝通，并且進(jìn)一步對(duì)戰(zhàn)略領(lǐng)域形成記錄和整理[2]。但是對(duì)于智能油田體系而言，其發(fā)展是從兩側(cè)朝中間應(yīng)用層的，底層的狀態(tài)與數(shù)字油田系統(tǒng)類似，但是高層的戰(zhàn)略層，其依靠的主要技術(shù)包括人工智能在內(nèi)的諸多數(shù)據(jù)分析技術(shù)，所產(chǎn)生的決策支持信息同樣需要反饋給應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

從技術(shù)層面看，鑒于智能油田和數(shù)字油田本身的發(fā)展差異，可以看出智能油田的發(fā)展技術(shù)更加傾向于數(shù)據(jù)的深入加工和理解，而數(shù)字油田則更多傾向于數(shù)據(jù)的收集與整理。具體而言，作為智能油田的核心技術(shù)包括如下幾個(gè)方面。

2.1 數(shù)據(jù)集成、管理與挖掘技術(shù)

智能油田的數(shù)據(jù)集成工作，是將多個(gè)領(lǐng)域相關(guān)的數(shù)據(jù)集成在一個(gè)環(huán)境中，便于從中提煉出更具價(jià)值的信息。其數(shù)據(jù)管理面向?qū)ο蟀说刭|(zhì)、地震、測(cè)井、分析化驗(yàn)、生產(chǎn)、試油試采、地面管網(wǎng)、地理等多個(gè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)，不同領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)既相互獨(dú)立又彼此保持依賴狀態(tài)，只有放在同一個(gè)體系中互相作為背景加以理解才能獲取到更為完整的有價(jià)值的信息。在這一方面，智能油田系統(tǒng)的職責(zé)在于加深多個(gè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而為人工智能等相關(guān)技術(shù)提供良好的數(shù)據(jù)背景。

2.2 智能鉆井與完井技術(shù)

智能鉆井與完井技術(shù)是智能油田在油田專業(yè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，其整個(gè)過(guò)程包括數(shù)據(jù)采集、模擬、分析與決策。實(shí)現(xiàn)方式是利用內(nèi)嵌導(dǎo)線的智能油井管建設(shè)一套連接地面與井下的閉環(huán)信息系統(tǒng)，可伴隨作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)指導(dǎo)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和勘探開(kāi)發(fā)方案的執(zhí)行與管理。在此基礎(chǔ)上以Web頁(yè)面前端技術(shù)作為支持，積極引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的遠(yuǎn)程協(xié)同決策工作體系。此種方法的應(yīng)用，一方面對(duì)于鉆井與完井過(guò)程中可能出現(xiàn)的狀況，以計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和及時(shí)告警；另一方面還能夠?qū)ぷ鬟^(guò)程做出提前模擬和分析，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)專家資源的跨區(qū)域共享。

2.3 人工智能技術(shù)

人工智能是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。在智能油田體系中的應(yīng)用價(jià)值，在于讓計(jì)算機(jī)成為人腦的有益擴(kuò)展和補(bǔ)充，以模擬人腦思維作為重要手段，來(lái)最終實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。人工智能在當(dāng)前智能油田環(huán)境中的應(yīng)用并不成熟，但是作為未來(lái)發(fā)展的必然方向，對(duì)其關(guān)注不容降低。目前，人工智能暫時(shí)停留在對(duì)告警信息更為智能化處理方面，對(duì)提升油田工業(yè)環(huán)境的安全水平有著毋庸置疑的積極價(jià)值，但諸如從更廣闊的數(shù)據(jù)環(huán)境中提煉出能夠切實(shí)支持決策的數(shù)據(jù)并且以一種合理的方式展示，還有待于進(jìn)一步發(fā)展。

3 結(jié)論

智能油田是未來(lái)油田領(lǐng)域信息管理技術(shù)的主要應(yīng)用發(fā)展方向，其必然會(huì)隨著媒體技術(shù)的成熟而逐步進(jìn)步，唯有深入分析當(dāng)前油田環(huán)境中對(duì)于信息的需求，緊跟信息相關(guān)技術(shù)發(fā)展步伐，才能對(duì)整體狀況作出準(zhǔn)確判斷，才能形成推動(dòng)整個(gè)智能油田體系發(fā)展的有效力量。

[1]馬濤，許增魁，王鐵成，等．?dāng)?shù)字油田軟件系統(tǒng)架構(gòu)研究[J]．信息技術(shù)與信息化，2010（6）：41-45．

[2]田峰，王權(quán)．?dāng)?shù)字油田研究與建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]．油氣田地面工程，2004，23（11）：20-21．

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.009

2015-08-09