石油勘探开发一体化数据仓库的设计与应用.pdf

第 4 7卷第 4期 2 0 1 1年 8月 石油化 自 动化 AUTOM ATI ON I N PETR 一 CHEM I CAI I NDUSTRY V o 1 ． 47，N o ． 4 A u gu s t ，20 11 石油勘探 开发一体化数据仓库 的设计 与应用 王 佳 中国石化白油物探技术研究 院， 南京2 1 0 0 1 4 摘 要 随着 油田开发难度 的逐渐加大 ， 对勘探和丌发 [作的精 细化和信息 化要求更趋严格 ， 勘探 开发的． 体化管理模式 已成为 前复杂条件下油出生产 的客观要求 ； 尝试在分析当前油田勘探 开发信息化需求的基础 上， 构造一种 面向领域的石油勘 探 开发数据模型 ， 搭建一体化 的勘探开发数据仓库管理平台 关 键 词 勘探 开发 ； 一体化 ； 数据仓库 中 图分 类 号 TP 3 1 l 文 献 标 志 码 B 文 章 编 号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 1 0 4 0 0 5 3 0 3 De s i g n a nd Ap pl i c a t i o n o f I n t e g r a t e d Da t a W a r e ho u s e i n Pe t r o l e u m Exp l o r a t i o n a nd Pr o d u c t i o n W a n g J i a S i n o p e c Ge o g r a p h i c a l Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Na n j i n g，2 1 0 0 1 4，Ch i n a Ab s t r a c t As i t i s i nc r e a s i n gl y mor e di f f i c ul t t o de v e l op o i l f i e l d。 r e q u i r e me n t o n t he a c c ur a c y a n d i n f or m a t i o n of pe t r ol e um e x pl o r a t i o n a nd p r od uc t i o n a r e be c o mi ng mor e r e s t r i c t e d ． I n t he c ur r e n t c o mp l e x s i t u a t i o n，i n t e g r a t e d ma n a g e me n t mo d e h a s b e c o me a n o b j e c t i v e r e q u i r e me n t o f o i l f i e l d pr o du c t i o n． Ba s e d on a n a l y z i n g c ur r e n t r e q ui r e m e nt o n t he i n f o r ma t i o n o f o i l f i e l d e x pl or a t i on a n d pr o d uc t i o n，a d o ma i n s pe c i f i c da t a mod e l o f pe t r o l e u m e x pl o r a t i on a nd p r od uc t i o n i s p r e s e n t e d，a nd a i m t o s e t u p a da t a wa r e ho us e ma na g e me n t pl a t f or m of i n t e g r a t e d pe t r ol e um e x p l or a t i o n a nd p r o du c t i on ． Ke y wo r ds e xp l or a t i o n a nd p r o duc t i o n；i nt e gr a t i o n；d a t a wa r e ho us e 0 引 言 近年来 ， 随着 油 田开 发难 度 的逐 渐 加 大 ， 石 油 勘探开发逐渐向“ 低、 深 、 稠” 等复杂油藏转移， 对勘 探和 开发工 作 的精 细化 和信 息化 要求 更趋严 格 。 同时 ， 世界各 大石 油 公 司的 相关 实践 已经 表 明 ， 勘 探开发 的一 体化 管 理模 式 已成 为 当前 复 杂 条 件 下 油 田生产 的客观 要 求 ， 以往 的 勘 探 开 发 分 割 模 式 不仅 限制 了勘 探 工作 的 正 确 战 略 定 位 作 用 ， 同 时 一 定 程度 上 忽 视 了 开 发 工 作 对 滚 动 勘 探 和 提 高 储 量 动 用 率 的 作 用 。在 当 前 信 息 技 术 飞 速 发 展 的背 景下 ， 面 向油 田勘 探 开 发 一 体 化 管 理 模 式 的 客观 要求 ， 已有 的“ 面 向事 务 处 理 ’ 为 主 的 数 据 管 理 开始 逐 渐 不 能 适 应 复 杂 的业 务 要 求 。建 立 一 套 信息 一 体 化 、 输 出 标 准 化 、 集 中管 理 和 动 态 史 新 的数 据 决策 支 持 系 统 ， 已成 为 当前 各 大 油 田 公 司 的迫 切需 求 。 决 策 支 持 系 统DS S De c i s i o n S u p p o r t S y s t e ms 就是一 种 旨在 为 决 策 者 提供 结 构 化 或半 结 构化 的计算 机交 互式 系统 ； 自 2 0世 纪 9 0年代 以 来 ， 伴随 数据仓 库 D W D a t a Wa r e h o u s e 技 术 的长 足发 展 ， DW 已 经 成 为 现 代 DS S的 主 要 构 成 部 分 。基于 以上考 虑 ， 该 文尝 试在 分析 当前 油 田勘 探 开发信 息 化需求 的基 础上 ， 构造一 种 面 向领 域 的 石 油勘探 开发 数 据 模 型 ， 搭 建 一 体 化 的 勘 探 开 发 D W 管 理平 台 。 1 整体 建设 思路 世界 各大 石油 公 司的经验 表 明 ， 石油 企业 的信 息化 大致 要经 历数 据 集 成 、 专 业 集成 、 部 门集 成 和 企业 集 成 四个 主要 阶段 ， 如 图 1所示 。整 体 上看 ， 目前 国内石油公司的信息化正在经历数据集成 、 专 业集 成 阶段 ， 整 体 上数 据 信 息 采 集 系 统 还 不 够完 善 ， 同时 缺少统 一 的数 据 标 准 ， 专 业 之 间 的数 据集 成还 无法 做到 动态性 和实 时性 。 解决兼容性、 在项 目组 内 不同项 目组 顶层管理者能 格式等数据 的专业集 成， 之 间的工作 交互使用的系 结构的问题， 以多学科 团 集成 ，从数 统 ，利用公司 提供通用的 队重组工作 据资产转化 的知识资产作 实时信息 流 为知 识资产 出正确的决策 图 1 石 油公 司信 息 化 发 展 的 四 个 阶 段 收 稿 日期 2 0 1 1 0 3 2 8 作者简介 王佳 1 9 8 2 ， 女 ， 江苏 泰兴人 ． 学士学位 ， 从事 石油物探行业软件开发 1 二 作 ， 任助理 f 程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 4 石油化工 自动化 第 4 7 卷 事 实上 ， 从 最 初 的 纸 质 文 档 和 报 表 ， 到 电子 表格 的 录入 和 存 放 例 如 E x c e 1 ， 再 到 以 数 据 库 形式 管理 数 据 ， 只是 进 行 了数 据集 成 阶 段 的初 级 工作 ； 实践 中， 由于勘察和开发 等不 同专业 的数 据信息分属 于不 同部 门 的数 据库 ， 在数 据采 集 点 、 数据标 准等方 面存 在差异 ， 因而无 法实现数 据 共享 和 复 杂 应 用 ， 不 仅 数 据 冗 余 程 度 高 ， 同 时 数 据连 续性 和综 合决 策 支 持 能 力 也 比较 差 ， 使 用 效 率低 。从 上 述需 求 角 度 出发 ， 建 设 石 油 勘 探 和 开 发一 体化 数 据仓 库 管 理 平 台 ， 其 基 本 思 路 就 是 通 过建 立 统 一 、 集 成 和 先 进 的 信 息 系 统 平 台 ， 对 油 田的勘探和开发生产数据进行有效管理 ， 实现 存储 格式 的 统 一 、 规 则 和 标 准 的 统 一 、 流 程 和 算 法 的统一 、 管 理 平 台 的 统 一 ， 从 而 为 油 田 的勘 探 开发 等核 心业 务 提 供 全 面 支撑 ， 促 使 石 油企 业 经 济效 益 的提 高和 战略 目标 的实 现 。 基于上述对数据仓库基本功能的讨论 ， 该文从 相 关理论 出发 ， 尝试 构建包 括数据 收集 、 数 据提取 、 数 据转换 收入 、 数 据存储 、 数 据分 析 、 用户 界面等模 块 ， 以及数 据确认 、 数 据反 馈 两个 回路 的石 油勘 探 开发 数据仓 库 ， 如 图 2所示 。 图 2石 油勘探 开发 数据仓库 的体 系结构 2 设 计方案 a 数据范围。从石油企业勘探和开发两大业 务流程 出发 ， 从 过程 计 划 、 运 行 、 原始 、 成 果 和 数 据类型 结 构 化 、 非 结 构化 及 专 业 类 别 物 探 、 井 筒 、 井 生产 、 地 面生产 、 地球地 理 三个维 度 ， 确定 一 体化数 据仓库包 括 的数 据范 围 ， 见表 1所列 。 表 1 石油勘探开发数据仓库的数据范围 数据类别 具体范 围 基 础 数 据 地质数据 组 织 机构 、 油 田 、 油 井关 系 地质 、 构 造 、 相关 研究 成果 、 储 量 续 表 1 数据类别 具体范围 分析化验报告 解 释性成果 开 发 数 据 地 震 测 井 井 筒 各 类 实 验数 据 地震和测井 成果 油 气 生 产 和相 关 管 理 数 据 设计、 采集、 解释 设 计 、 施 工 、 处 理 、 解 释 钻井、 并井、 试油 、 井下 b 数 据模 型 。结 合 石 油企 业 的 数 据 管 理 实 践 ， 国 内石油 企 业 大部 分 已经 建 立 了相 适 应 的数 据管 理模 型 例 如 中石 油 建 立 的“ 勘 探 与 生 产 技 术 数 据 管 理 系 统 A1 ” ， 因此 该 文 在 数 据 模 型 方 面 ， 将 表 l 范 围 内 的 数 据 以 Al 模 型 为 基 准 进 行 整 理 。 c 构造 过程 。依据石 油行业 常 用 的 P O S C的 “ 对 象一活 动一关联 一特性 ” 面 向对 象分析 方法 ， 拟从 勘探 和开发 的业 务 核心 实 体及 其 活动 和这 些 活动产 生 的数 据 信息 三 个层 次 进行 数 据研 究 。一 方 面 ， 分别将 勘探 阶段的构 造和开发 阶段 的区块作 为核 心实体 ， 将 这些 实 体 上 的地 质构 造识 别 、 储 层 预测、 开发指标计算等作为核心实体活动； 另一方 面， 将油井作为基本分析实体 ， 对于在井上的各种 操 作进行 划 分 ， 从 而 描 述 勘 探 开 发 的 相 关 业务 活 动 ， 如 图 3所示 。 图 3数据仓 库构 造过程 d 计算 和存储 结构 。考虑 到油 田勘 探和 开发 业务的动态性 ， 采用计算机集群的形式进行数据仓 库 的计 算和存储 是 保证 勘 探 开发 信 息一 体 化在 生 产 中发挥 效益 的 可行 途径 。由于 分层 架 构 的集 群 技术在应用的透 明性和数据库支持能力上的弊端 已经逐渐 显现 ， 该 文建议 采用 网格 体系结 构支撑数 据仓库的计算和存储， 通过局域网或广域网提供的 一 系列分 布式计 算资源 ， 目前 网格 计算 已经进入 了 使 用 阶段 。 3 应 用 示 例 以“ 生 产 管 理 系统 ’ 为例 ， 分 析 一体 化 平 台 建设 的 可 行 性 和适 用 性 。结 合 石 油 勘 探 开 发 业 务 的需 求 分 析 ， 参 照 中 石 油 的数 据 管 理 规 范 和 A1 模 型 ， 该 研究 项 目组 在 现场 调 研 的基 础 上 ， 设 计 了 基 于 面 向 服 务 的 S oA S e r v i c e O r i e n t e d Ar c h i t e c t u r e 七 层架 构 ， 如 图 4所 示 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 王 佳 。石 油 勘 探 开 发 一 体 化 数 据 仓 库 的设 计 与应 用 5 5 二 企业信息门户 l知识管理系 统 L__ ’I； ] 专 业 应 用 系 统 l J 经 营 管 理 信 息 系 统 l 二 二[ 数 据 仓 库 f 地 油 田 勘探 地 面 储运 菩 理 基础 开发 工程 销售 管理 信 数据库 数据 库 数据库 数据库 数据库 息 二 二 I 库 I l ～L L ～ 一 茎 丛塑 I 图 4 系统层 次结 构和技 术路 线 同时 ， 在建 立 和维护 数据 仓库基 础数 据 的基础 上 ， 实现 了从数 据采 集 点 的标准 化 和数 据上 报 流程 的规范化 ， 从 而实 现 了作 业 区采 油 单位一 油 田公 司一股份 公司的一体化数据管理模式 ， 实现 了勘探 开 发数据 的统一管理 ； 整体 上看 ， 将 之前 以多种格 式 、 多 种介质零散放置 的资料 以数据形 式存 放在 网格结 构 计算机群 中， 以电子化 、 标准化 、 规范化 的形 式集 中管 理和使用， 为勘探、 开发 的顺利融合提供了良好的信 息化资源储备 ， 避 免 了勘 探 、 开发早 期数 据丢失 引 发 的投资决策困难 ， 有利于提高企业 的经济效益 。 4 结束语 通过勘探开发一体化数据仓库模型的建立和 应 用 ， 可 以较 好地 为 当前 石油 企业 的勘 探开 发和 油 藏管理 提供 决策 支持 。当然 ， 面对 海量 且分 散 的油 田勘探 数据 ， 数据 仓库 的建立 工作 可 以说是 一项 长 期 艰苦 的工作 ， 不仅 需要 大量 的资金 和人力 资源 投 入 ， 而且 需要 明确 的技 术 思路 和 设 计 方 法 ， 以 及严 战略 层 集成层 应用 层 模型层 专题层 数据层 环境 层 数据仓库子层 专业主库子层 源数据子层 格 的制度规范。然而 ， 信息共享一体化作为勘探开 发 一体 化 的重要基 础 ， 是 当前 市场竞 争乃 至 国际竞 争 条件 下企 业 的必 由之路 ， 因此尽快 构 建 自己的仓 库 ， 使企 业 在信息 化 、 集 成化 、 智能 化方 面有更 快 的 发 展 ， 从 而 为实现 勘 探 开 发信 息 一 体 化 ， 为 实现 数 字 油 田奠定 基础 。 参 考 文 献 [1] 景帅． 勘探开发数据 管理 体系研 究[ J ] ． 今 日科 苑 ， 2 0 0 7 ， 1 8 8 5 ． [2] 刘永爱， 董义军． 油气 资源 勘探 开发 一体 化 管理 模式 探析 [ J ] ． 西安石油大学学报 ， 2 0 1 0 ， 1 9 1 5 1 0 ． [3] 路永和， 罗新． 基 于数 据 仓库 逻辑 的知 识仓 库体 系 结构 [ J ] ． 情报杂志 ， 2 0 0 8 ， 1 1 1 1 4 1 2 6 ． [4] 朱连 章， 杨杰 ， 宫 发 明． 勘 探开 发 数 据集 成 平 台 的建 立 [ j ] ． 石油大学学报 ， 2 0 0 5 ， 2 9 1 1 3 1 1 3 5 ． [5] 张华义． 中国石油西南 勘探开 发数据 建设 技术 方法 与经验 总结 _ J ] ． 天然气勘探 与开发 ， 2 0 0 8 ， 3 1 2 6 9 ～ 7 1 ． [6] 汪福 勇． 西南油气 田勘探 与生产数 据 中心建设 初探 [ J ] ． 数 字石 油 和化 工 ， 2 0 0 9 ， 4 8 1 3 ． 上接 第 5 2页 [2] 吴爱国， 何信． 油气长输 管道 S C ADA系统 技术综 述[ J ] ． 油 气储 运 ， 2 0 0 0 ， 3 ； 4 3 4 6 ． [3] 孙洪程 ， 马 昕 ， 焦磊． 过程 自动化工程 [ M] ． 北京 机械 工 业 出版 社 ， 2 0 0 9 ． [4 ] 李成辉． 远程仿真软件 p c ANYWHE RE及 其汉化 技术 口] ． 计算机应用 ， 1 9 9 3 ， 3 2 4 2 6 ． [5 ] 张金菊 ， 孙学康． 现代通信技术 下册 [ M] ． 北京 人民邮电 出版 社 ， 2 0 0 4 ． [ 6] 宫淑贞， 王冬青 ， 徐世许． 可编程控制器原理 及应用 [ M] ． 北 京 人 民邮 电 出 版 社 ， 2 0 0 2 ． [7 ]马国华． 监控组态软件及其应用 [ M] ． 北 京清 华大学 出版 社 ， 2 0 0 1 ． [ 8] 王慧玲． 基于 Wi n d o ws 平 台 中的 网络配 置与 管理 [ M] ． 北 京 中国铁道 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 9] 王凤杰． 使 用协议 宏实 现 P I C之 间的通 信 E J ] ． 电气 时代 ， 2 0 05， 3 2 02 2 ． [ 1 O ] 谢安俊． 油气管线 S C AD A 系统 调度控 制 中心的 安全 策略 l J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 5 ， 6 3 5 ～ 3 6 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m