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1、1. 国外油田信息化技术应用及现状石油行业是一个跨学科、多专业相互配合的高度技术密集型行业。石油行业的信息化一直伴随着石油行业发展，并发挥了巨大的作用。其中井场信息化技术（井场数据远传、数据实时发布）是实现石油勘探开发行业远程实时监控、传输井场数据、掌握井场动态的主要支持技术之一；对于节约勘探成本，提高管理水平，降低勘探风险方面作用明显。1.1国外油田信息化技术应用及现状国外各大石油公司非常重视钻井现场信息的利用工作，于8O年代就逐步建立了实时钻井数据中心（Real Time Drilling Data Center），即通过远程传输系统，把井场采集的数据实时传送到基地，实现了钻井现场与基地间
2、的双向监控和实时数据共享。基地专家通过对钻井数据的实时分析和处理，为井场提供有价值的数据资料和技术服务。特别是在MWD和LWD随钻测量系统应用之后，实时数据传输和钻井分析中心在快速安全钻井方面发挥了巨大作用。Superior公司于8O年代初首次实现了综合录井数据的实时传输，并在总部建立了实时钻井数据中心DDC（Drilling Data Center）。数据传输媒介采用的是专用微波电话线路，基地端由DG S-250中心计算机和终端机组成，最初的系统结构如图l-1所示。图1-1 早期油田远程传输系统结构在Superior公司系统的基础上，Mobil石油公司于1985年也建立了自己的实时数据中心，
3、并对原来的系统结构进行了不断地改进和完善。用小型机和个人计算机取代了原来的中心计算机和终端机，建立了以实时数据中心为主体的计算机网络，使处于不同地区的计算机可以共享数据中心的钻井数据。为了提高通信能力，Mobil公司建立了卫星通信网络，井场端利用卫星地面小站把各种数据实时发送到数据中心，并且井场的计算机可以调用数据中心的数据。此后，Tenneco、Amoco、AGIP、Chevron、M/D TOTCO等石油公司为了保证边远地区和海上的钻井成功率，也都相应建立了以实时数据远程传输为基础的实时数据中心，并建立了较为完善的数据通信网络。其中，M/D TOTCA开发的SWIFT数据传输系统最具代表性
4、，系统结构如图1-2所示。该系统最大的特点是采用了价格便宜的微型计算机及人们较为熟悉的Windows NT和Windows 95操作系统，并且数据中心与基地广域网及Internet相连。利用数据的远程传输系统，有专家和相关技术人员可以实现井场数据的实时监控，并对现场进行技术指导，提供有关的技术服务和数据资料。图1-2 M/D TOTCA开发的SWIFT数据传输系统具有标志性意义在此期间，国际上开始了信息标准化方面的研究，WITS(we1lsite Information Transformer Specification，井场信息传输标准)就是针对井场的信息化而提出的，其目的在于对通过无线通讯
5、及硬件媒体，对从井场传输到数据中心的数据定义统一的格式和信息内容。在国外，WITS作为一个行业标准形式，多年来一直用于共享信息和远程控制，在油气勘探开发方面发挥了巨大作用；在井场数据标准化的探索中，又逐渐形成了WITSML(Well site Information Transfer Standard Markup Language，井场信息传输标准标记语言)，目的是尽量做到数据共享，而不需要数据交换和更改程序。WITSML目前已经显现为国际上数据交换的标准，它是继石油与天然气工业全球化之后，共同分享现场模式的关键一步。进入21世纪，以“数据共享、提供实时油藏解决方案”为主要特征的网络测井技术
6、正在形成中，世界上几个著名的油田服务公司正在努力实现新技术的转型，Schlumberger、BakerAtlas、Halliburton等从20世纪90年代末即已开始概念设计，Halliburton公司投入使用的以Sperry-Sun的Insite为核心的系统，其设计理念正是试图通过互联网技术，实现井场数据采集、处理、分析以及解释的远程控制和共享，实现油藏解决方案的实时化和动态化，从而及时为石油公司提供决策依据，大大加快勘探开发进程，显著降低作业成本，增加投资回报。目前，信息技术在国外油气勘探开发中应用，主要体现在数据采集、数据存储和管理、数据处理、数据分析和解释、多学科协同工作、信息共享和交
7、流、知识挖掘和发现、决策支持等方面。国外著名石油公司都已实现了一体化的数据管理和决策支持信息系统。如Shell公司将标准化的工作流集成于每个员工的计算机桌面上，形成了SHELL专享的、独特的windows平台，在New Orleans, Houston等地建立了实时作业中心（RTOC），将分布在世界各地的施工井场、研究机构及管理部门连接起来，实现对施工项目的实时监控和远程协同会诊，快速拿出最优解决方案，从而大大降低了事故损失和风险。Schlumberger公司为钻井工程师、地质师、油藏工程师以及管理和决策者提供了一体化的协同工作平台和环境，使不同学科的专家和技术人员之间的交流更直观，有效地推进
8、了决策进度和效率，避免了决策的片面性。最大程度地利用企业在各地的专家资源，充分地共享信息，以及更加直观、迅速地做出决策、实时指导现场作业。这些一体化的信息支持系统大大提高了生产效率，有力地支持了管理层决策，有效地降低了生产成本，统计资料显示，实施井场信息化可降低钻探成本10-20。随着计算机和通信技术的发展，国外石油公司所建立井场信息系统通过不断的改进和完善，已经相对成熟；其主要体现在以下几个方面：（1）普遍采用了卫星通信系统或无线通信网络，提高了数据通信能力和现场适应性；（2）建立了基地端的实时监控系统和数据分析系统，基地的技术专家通过实时监控系统直接为现场提供技术服务；（3）实时传输的数据
9、内容增加，包括了综合录井数据、测试数据、MWD、FE MWD、LWD以及测井数据等；（4）数据中心建立了各种数据库和计算机网络。为了实现数据资源的共享，联合制定了统一的数据传输标准 WITS；（5）在实时钻井数据中心的基础上，开发了数据实时分析和评价等软件系统。1.2国内油田信息化技术应用及现状80年代以来，我国引进了一大批国外不同厂家生产的综合录井仪设备。其中，DRILLBYTE、SDL-9000和GEO-6000等综合录井仪虽然具有数据传输功能，能进行实时数据的传输与文件传输，但大多数录井设备在引进时没有购置相应的硬件设备或软件系统，少数仪器虽保留了文件传输功能，但不能进行实时数据的传输，
10、因此实际使用效率不高。而国内自主研发生产的综合录井仪和软件系统目前还不具备数据的实时传输功能。国内虽有部分专家早就提出了井场信息化建设的构想；但由于各种原因，井场的信息化建设一直没有在油气田的勘探开发中被重视。直至2001年末，随着中国加入WTO，国内石油市场逐步开放，国际石油巨头也在加快步伐，抢滩中国，投资势头猛劲，发展潜力惊人，真正激烈的竞争和实力的比拼全面展开。这些国外企业的管理水平，尤其是信息管理水平明显较高，它们有着成熟的石油天然气行业信息化解决方案，从而在一个信息化的高层次平台上进行生产运作，展开市场竞争力。面对国外信息化管理带来的机遇和挑战，近年来国内的石油企业也在积极部署信息化
11、建设，辽河油田、胜利油田、中原油田、华北油田、西南油气田率先进行了这方面的研究和现场实验，针对目前国内常用型号的综合录井仪器及网络环境，开发了井场数据的实时远程传输和监控系统，成功地进行了现场实验、实施。在此基础上，逐步建立自己的井场资料共享平台，进行了一定规模的信息化建设，在现场信息数字化，信息传输网络化，在线监控指挥评价实时化和办公自动化等方面，取得了一定的进展，并通过开展ERP、电子商务应用，加强企业管理，提升信息技术的应用水平。但国内的信息化还没有实现真正意义上的数据共享、知识共享。数据信息、数据应用的相互独立性依然存在，只是满足了数据采集、数据传输、数据信息发布、报表图件的自动生成等
12、数据需求和基本数据流程，忽略了数据采集与应用的基本对象，应用对象需求的多元化难以实现数据（库）管理的标准化，同时也难以实现平台技术标准化。目前国内的三大石油公司均注意到了信息化建设发展不理想的问题，已经准备或开始建立统一的信息系统：中海油通过引进国际先进技术，构建了数据集成服务中心DTS和作业支持中心，为地球物理、地质、油藏、钻井、工程、经济评价等专业以及管理者和决策者提供了一体化的协同工作和决策平台，实现陆地办公室对海上作业现场的远程技术支持和管理决策，提高了钻完井作业管理的效率和作业质量，带来生产管理方式的变革。中石油采用引进与合作研发并举的方式，推广A1A2系统，在快速勘探、优化开发方案
13、、钻井实时操纵等领域成效显著。目前已建立了至少6个协作与决策中心，将地震、钻井、录井、测井及开发生产数据等综合数据进行整合和可视化，为专家和技术人员提供协同分析平台，为决策层提供决策依据。中石化集团信息化建设起步较早，但主要成果集中在勘探开发方面，尤其是在地震资料处理解释、油藏描述与模拟等方面的技术达到国内领先水平。但在石油工程信息化建设方面，严重滞后于勘探开发等核心业务，主要体现为：基层队网络状况普遍较差；尚无完全符合石油工程自身需求的完整的信息采集体系；缺乏总部层面和企业层面的综合集成，实现了部分业务数据的统计汇总，但需要扩充和完善；各企业根据业务急需，自主研发了一些专业软件，但这些软件所
14、覆盖的业务范围很小，难以满足实际应用。通过国内各油田录井行业的专家和技术人员在该领域长期不懈的努力，并伴随着近年来信息技术的高速发展，井场信息化技术的应用在国内取得了喜人的成果，传输方式由早期的CDMA、GPRS等窄带传输逐步转变为卫星、3G等无线宽带传输。用兼容性更好的B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)模式代替了C/S(Client/Server，客户机/服务器)模式进行数据发布平台的搭建；但同国外先进的石油企业相比，国内石油企业信息化还存在较大的差距。整体表现为：（1）跨学科系统集成和综合分析研究能力上的差距。据国外统计资料，跨学科系统集成使钻井前的评价周期缩短至过去的
15、50%，业务人员可以用更多的时间进行数据的解释，而不是数据的整理和转换，从而在整体上提高解释结果的及时性和准确性。（2）实时数据自动采集、数据规范管理上的差距。国外大的石油公司基本实现了井场数据的自动采集、实时传输，以服务外包的形式建立了自己的全球化数据仓库，借助数据仓库对数据实现了规范管理，并形成井场信息传输标准WITS。（3）现场生产运行管理上存在的差距。相当一部分国外公司通过互联网实现了跨地域生产现场管理，实现了“虚拟、远程、协作”办公。（4）业务流程规范上的差距。迄今为止，全球近90%的石油天然气企业实施了具有行业针对性的ERP系统，其中一些企业已经初步实现了协同电子商务。（5）企业知
16、识管理上的差距。国外公司积极采取措施，对勘探开发中产生的中间成果、报告和经验知识实现有效的管理，运用远程协作的工作模式促进公司员工之间的相互交流和信息共享。目前，井场信息化技术在国内仍处于初期阶段，但已成为众多石油企业，特别是上游油田企业信息化建设的核心内容，井场信息化也成为各油田企业信息化建设的战略目标。对于下游企业，与井场信息化对应的“数字油气田”也得到了广泛的关注，并已经成为各石化企业信息化建设的热点。井场信息化技术表现出良好的发展势头，引领着新时代石油行业的信息化。1.3油田信息化技术发展趋势开展信息化建设是国内外石油行业发展的一大趋势。部分企业信息化与网络应用已达到较高水平，企业内部
17、的信息化和整个社会信息化实现了融合，大大提高了企业的竞争力。目前信息系统建设的特点以及发展趋势主要有以下几点：（1）信息数据量大，内容丰富。如Amoco公司每天的数据流量在9GB左右。其内容也相当丰富，数据库包含了20多个国家的油田信息数据，油藏信息、钻井信息等，门类齐全。（2）网络健全，应用系统丰富。卫星数据传输网络在诸多油公司中已普遍使用，指挥中心网络化、在线式数据处理、专家系统、技术交流网络化、电子邮件系统的充分利用等应用系统丰富多彩，在生产中发挥着重要作用。（3）重视应用，特别是数据挖掘和知识共享，应用系统的开发与生产实际有机的结合，技术基础研究与生产需求有机的结合，同时新技术应用水平
18、不断提高。（4）一体化的系统解决方案，统一标准，与业务流程有机融合，一体化的协同工作平台或工作环境的概念逐渐深入人心。（5）投入大、并呈上升趋势，建设有充足持续的经费保障。2.地质录井公司井场生产信息系统的应用情况2.1井场生产信息系统技术特点2006年为满足西南油气田及时准确了解井场生产信息的需求，地质录井公司按照石油行业规范，根据西南油气田生产信息实际应用情况，在对国内外多种综合录井仪成功地进行实时数据截取的基础上,以井场为数据源头，为实现信息智能化采集，数据图形化管理平台，实现远程实时可视化跟踪，不同地域、不同专业的专家实时在线分析、管理、决策与应急指挥为基础，研发了井场生产信息系统。该
19、系统是在建立标准的井场和基地信息平台数据库的基础上，利用数据远程传输技术，通过GPRS、CDMA、3G及卫星等无线传输方式将各类综合录井仪的联机采集数据、地质录井数据、分析化验数据及其他工程数据、信息传回基地；在基地，通过数据接收服务器将井场传回的数据与平台的标准数据库（Oracle）同步，同时将生产指令及相关资料传给井场；WEB服务器(Web logic)通过数据管理服务器将平台数据库中的数据及信息在网上进行及时发布与共享。用户端通过WEB服务以网页浏览的形式（B/S模式）对平台数据库中的数据及信息能够进行上传、发布、编辑、查询、浏览、处理解释及数据报表生成等共享和应用。如图2-1所示图2-
20、1 井场生产信息系统结构该系统技术特点如下：1）数据接口技术：实现国内主流综合录井仪器通用接口开发、规范化的异构数据转换与同步、源头数据库的完善与推广、现场数据采集等；2）图形化数据管理与应用：改变传统的数据管理方式，完善与推广通用录入技术，研究大容量数据的加载与查询技术，实现智能图形化的管理，包含生产信息汇总、统计、分析与发布等；3）井场综合信息可视化技术：开发岩屑实物扫描图文发布、薄片图文发布、三维多井对比系统，优化图形控件，完善并应用三维地质导向、三维井筒技术等；4）实时远程可视化跟踪决策技术：井场视频实时传输技术的优化与集成，实现语音、文字、图像三位一体的应用，以及数据服务应用等。5）
21、使用Oracle，它作为世界顶尖的数据库，拥有高速稳定的数据服务、强大的安全机制。通过该系统，实现了井场信息数据的采集、传输与发布。井场生产信息系统经过近几年的发展与建设，不断完善，为西南油气田勘探开发决策、生产管理和基础地质研究提供了及时、准确、全面的井场数据信息。填补了西南油气田信息化建设的空白，方便了西南油气田生产管理、勘探开发决策及综合研究工作。2.2应用情况及取得的成果西南油气田的作业队伍多、分散广、流动性大，管理层次多，管理难度大。信息化建设较滞后，没有实现信息的交互共享，信息化建设与应用水平整体落后，特别是井场作业的信息管理、应用、支持体系不完善。很多单位没有专门的信息管理机构，
22、信息化建设的人力投入远远不足；信息化相关的管理考核制度不完善，难以保证信息化工作的顺利推进。信息化投资数额远远不足，投资渠道不畅。服务器等应用设备性能低、老化、数量严重不足，基层队网络和基础设施不完善，制约了信息化的发展。基层队信息基础薄弱，影响了信息质量；而且目前采集的信息不能满足井场作业的技术发展和精细管理的应用需求。应用系统方面目前主要限于小范围内的生产动态把握和简单报表查询，缺乏信息的集成、可视化及分析，无法为管理与技术决策提供支持。因此，西南油气田井场作业的整体信息化水平和能力较差，加快建设迫在眉睫。2006年为满足西南油气田对准确及时了解井场信息的迫切需求，西南石油局地质录井公司按
23、照国家、行业规范和西南油气田实际情况，开发出井场生产信息系统，实现井场录井相关数据信息的实时采集、传输与网络发布。截止目前已开展了西南油气分公司120余口探评井和重点开发井的远程数据传输工作，成为生产管理与科研人员的得力助手，在中石化集团总部、西南油气田19个相关处室得到应用，平台用户170余个，为油田勘探开发决策、生产管理和基础地质研究提供及时、准确的井场录井数据信息。几年来，地质录井公司的井场生产信息系统根据油田应用的具体需求，不断完善其性能及应用功能，现已达到国内领先水平，在中国石化系统中起到了示范作用。胜利、中原、西南的井场生产信息系统被广泛地应用到油田勘探开发的各个方面和各个层面，在
24、建设“数字油气田”中发挥着信息源头的作用，对于“数字油气田”的建设具有重要的战略意义。2.3存在的问题目前，该系统在井筒数据标准化、满足勘探开发不断增长的数据与功能需求、支持西南数字油气田建设等方面还存在不足，并且存在推广应用难及定额不确定的问题，具体表现在：（1）中石化“十二五”信息规划要求2012年前完成石油工程源头数据的采集、数据模型和业务模型标准扩展，实现源头数据的全面采集，2015年建成涵盖国内及海外石油工程数据资源的一体化勘探开发数据中心。由于井场综合数据平台系统研发时间较早，数据采集的内容和要求不符合中石化2009年颁布的井筒工程源点信息采集规范，因此，按照石化统一部署，需要按规
25、范完善现有系统的数据采集、存储、发布与迁移等业务。（2）随着业务与用户不断拓展，现有系统在性能上要进一步优化，提升系统的反应速度，增强不同操作系统、应用软件之间的兼容性。（3）现有应用系统的数据价值没有充分挖掘与应用，专业的应用系统功能不完善，如钻井复杂情况智能监控与诊断，井筒三维可视化系统，远程协作，远程视频监控等，不能实现整个作业现场的生产管理与指挥协调。（4）系统在西南油气田的应用不断深入，数据的安全防护、容灾备份等愈来愈重要，需要进一步加强。 （5）需要增强硬件、网络覆盖等基础环境配套的建设，网络覆盖整个基层作业队伍，主干网络带宽扩容，硬件配置水平需要进一步的提升，满足研究、生产管理和应急指挥的业务需求。（6）该系统目前应用于所有探评井，仅少量重点开发井得到了应用，由于定额、甲方使用习惯等多方面的原因造成该系统未能应用于大部分的开发井中。（7）运维制度不健全，且基层队伍井场信息化意识薄弱，制度执行不到位，影响信息数据传输质量。（8）井场综合数据平台系统一直没有明确的定额，收入不稳定，更无法准确评估其经济价值。