第二章　油气勘探开发信息化

第一节　油气勘探开发信息化发展综述

全球经济放缓、国际油价持续低迷，对于石油工业尤其是上游油气生产企业带来了巨大挑战。在信息技术与工业化加速融合的今天，应用信息技术转变生产方式、提高生产效率、优化劳动组织机构、降低生产成本、实现本质安全，成为油气田企业发展的必然选择。

进入21世纪，随着信息技术的快速发展，以数字油田为代表的信息技术应用方兴未艾，成果显著，通过数字油田建设使企业信息化进程更加科学化、体系化和泛在化。在国外，剑桥能源研究所对数字油田提出了明确的定义，认为应用信息技术可以实现油田全面的资产感知，加速分析过程、提升决策质量，通过远程、集中的运营中心实现快速决策。近年来，国际石油公司都日益重视信息化建设工作，纷纷加大信息化建设的投入，如英国石油公司（BP）“未来油田”（Field of Future）项目、壳牌石油公司“智能油田”（Smart Field）项目及挪威国家石油公司“一体化运营生产”（Integrated Operation）项目，这些项目都有一些共同的特点，即利用信息技术，提升油气田的管理水平和经济效益。如应用物联网技术实现生产现场远程监控与实时决策；建立标准的数据模型、灵活的企业架构和一体化运营中心，实现跨地域、跨部门的工作流整合，促进业务协同；重视数据分析应用，通过数据增值实现业务价值等等。在国内，各大石油公司也都非常重视信息化工作。新疆油田历时十年，建立了完善的专业数据、生产数据管理体系，极大地保护了油田数据资产。同时，基于完善的数据管理系统，新疆油田的科研、生产效率得到极大提高。2010年，新疆油田提出智能油田建设目标，并认为智能油田具有实时感知、全面联系、自动处理、预测预警、辅助决策和分析优化六个特征。大港油田自2006年开展“港西模式”为代表的地面优化简化工作，应用物联网技术让计量站、配水间和传统的三级布站模式退出历史舞台，形成了以采集标准化、传输网络化、部署集中化、系统平台化、管理体系化为核心的油气生产数字化建设理念，为油气生产实现数字化管理提供了有力支撑，促进了企业两化融合，取得良好的经济和社会效益。他们近年来在油田生产数字化管理方面取得了长足进步，他们认为油田数字化管理不仅仅是实现油气田生产过程数据和信息的自动采集和应用，更重要的是针对上游行业更高层次的业务整合与流程再造，通过将信息技术、自动控制和人机工程等技术的集成应用，并融入到油气田生产过程管理中，建设完成了支持业务发展的“三端、五系统、三辅助”的数字化管理总体构架，优化了业务流程，实现了油气田生产过程及油气藏的实时监测、分析、优化和调整，同时优化了劳动组织机构，极大地缓解了用工紧张的局面，取得了极大的经济效益和社会效益。

通过国内外各油公司的信息化建设实践可以看到，信息技术可以优化业务流程，降低劳动强度，提高油田采收率和油田管理水平，有力助推了油田企业的发展。

本章汇集了众多的信息技术应用案例，是近年来信息技术在油气田企业应用的新技术、新方法，涉及上游生产整个业务链，对油田企业的管理者和研究、生产人员具有一定的参考价值。从所收集的案例来看，主要包括以下几方面。

物联网技术应用：主要汇集了钻井施工、油气水井物联网系统建设、采油作业区SCADA系统建设、站库物联网建设、煤层气井监控等内容，同时还收录了国外油服公司在实时作业中心（RTOC）建设与应用的案例，涉及前端采集设备、无线传输、监控、数据分析应用及远程协作调度指挥，对各油气田开展物联网建设具有一定的指导意义。

生产管理信息系统建设：收录了物探生产管理、油气生产数据管理等方面的案例，对于物探生产、油水井生产信息管理具有一定的指导意义。

大数据技术应用：大数据技术在能源行业的应用，一直受到业内关注。本章收集了HADOOP大数据技术在地震数据存储、处理方面的应用文章，具有一定的创新性，值得业内同行关注。

面向研究的集成环境建设：对大型专业软件进行集中管理，为勘探开发研究人员提供专业化的软件服务、项目数据服务，是当前各油田企业关注的重点，本章收录了勘探开发研究云建设方面的案例，对各油田开展此项工作具有一定借鉴意义。

信息系统建设及软件产品介绍：本章收集了井位设计网络审核、一体化井筒系统等实用型文章，对勘探信息化建设具有很高的参考价值，同时还有关于数字油藏应用方面的产品及软件开发方面的案例介绍。

近年来，在第三次工业革命背景下，全球掀起了新一轮科技革命和产业变革热潮，从更深层次推动信息技术和相关产业的融合，如美国的“再工业化”、德国“工业4.0”，日本“再兴战略”等。中国在大力推进信息化与工业化融合基础上，“十八大”又进一步提出了工业化与信息化深度融合的要求，信息化已经上升为国家战略。对于油气田企业，特别是处于开发中后期的老油田而言，在传统勘探开发理论未取得突破和创新之前，以物联网、云计算、大数据、互联网+为代表的信息技术将成为助推油气田企业发展的核心技术。

大数据是近几年兴起的一门新兴技术，已经广泛应用于社交媒体、智能交通、城市管理诸领域，并已见到良好效果。麦肯锡称：“数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为企业重要的生产要素”。随着大数据技术的出现，IT时代行将结束，DT时代已经到来。大数据挖掘分析正在逐渐改变人们传统的认识和经验方法，它通过技术的创新与发展，以及数据的全面感知、收集、分析、共享，为决策者提供了一种全新的企业管理的方法，基于事实与数据做出决策的思维方式，传统的认识和经验主义已经受到挑战。油气田企业经过多年的发展，积累了海量的数据资产，应用大数据技术寻找圈闭、发现油气资源、预测生产趋势必将获得新的突破。新疆油田开展的油井热洗分析、华北油田的吨油能耗分析以及大港油田开展的储层预测分析项目，都是应用大数据分析技术开展的探索和实践，已经见到了良好的效果。

物联网技术作为两化融合的重要组成部分已经得到了快速发展和规模应用，油气生产物联网技术应用把IT技术融合到油气生产各个环节，实现生产现场“高效、安全、节能、环保”的“管、控、营”一体化。随着物联网技术的进一步发展，井下压力永久监测、井下流量控制技术正在取得突破，通过井下储层信息、流体状态、井口信息与管网结合进行实时的油藏模拟，获得最优的注采比，并向井底控制阀发送指令，油田生产将朝着完全自动化的方向发展，预计物联网技术将在油田生产、设备全生命周期管理、油气储运、安全环保等领域得到全面应用。

物联网技术的广泛应用同时还将产生大量的数据，在此基础上，通过大数据分析可以开展更多的趋势预测、优化生产、智能决策，如工况自动诊断、设备预见性维护等，从而可以有效地延长设备运行时间，降低故障风险，节约生产成本，提高油气田管理水平。

云计算技术是继大型计算机到客户端-服务器转变之后的又一巨变，是分布式计算、并行计算、虚拟化等传统计算和网络技术发展融合的产物。基于云计算技术的基础设施云可以帮助油气田企业实现弹性自动化的基础设施、按需的服务模式和更加敏捷的IT服务，从而简化IT基础设施的部署与管理，缩短业务应用的上线周期，提升资源利用效率，降低整体投入。借助于最新的云计算技术，地震处理、油藏模拟等高性能计算将变得更加简单，分布式计算将显著提高地震资料处理的效率，油藏模拟网格级别将达到数亿左右，地质模型将不再被粗化，将更加精确，更接近地下实际。

传统地震、油藏专业软件也将受到信息技术发展的影响。近几年，主流的专业软件模式都发生了变化，除了将地震、地质、油藏功能模块进行集成之外，还增强了底层数据管理功能，全面支持WITSML、PRODML等标准的数据交换格式，内置了流程管理、消息管理功能，提供了良好的二次开发环境，因此，将主流专业软件与企业信息系统进行集成、应用，也将是下一步信息化发展的方向。

随着信息技术的快速发展，未来信息化对油气田企业的影响将更加深刻，更加广泛，高度渗透的信息技术将推进油气田企业生产经营活动发生重大变革，相信随着工业化与信息化的深度融合，信息技术将助推油气田企业管理水平上一个新的台阶。

马杰（中国石油大港油田分公司）