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自大慶油田于上世紀90年代末率先在全球范圍內提出“數字油田”的概念以來,數字油田已經邁過了10多年的發展歷程。然而隨著新技術、新模式、新理念的不斷涌現,數字油田的內涵和外延也處于不斷豐富和完善當中。
那么數字油田當如何永葆活力?當前數字油田發展面臨哪些困難?智慧油田與數字油田又是怎樣一種關系?《中國信息化》(iCHINA)雜志就數字油田的一系列熱點話題專訪了《數字油田在中國》一書的作者、長安大學數字油田研究所所長高志亮研究員。
iCHlNA:您如何定義數字油田?為什么有國外學者說早在100多年前就有數字油田的概念?
高志亮:不錯,油田就是靠數字說話,數據采集、數據處理、數據解釋這是油田勘探,尋找油氣的基本工作之一。但是,對于100年前的數字油田說,我還是不能認同。數字油田的出現至少應該具備三個基本條件:一是時代背景,數字油田是在1998年“數字地球”提出之后提出的,之前并沒有人提出過數字油田;二是技術背景,互聯網技術和信息技術的成熟,讓人們具備了使用大規模數據共享的條件,然而,在即使30年前,我們也不可能有大規模數據共享的想法;三是建設的背景。一方面全球化、數字化、信息化的浪潮催生了大量的新的理念與新的技術,另一方面原油勘探、開發、生產、集輸遇到了前所未有的難度,尤其是油氣勘探。所以,只有具備這三個條件,數字油田才能誕生并順利地建設。
基于以上幾點,我們對數字油田的定義是,“數字油田是全面數字化了的油田”,也就是將油田中所有的事物(盆地、油田、油藏、井組、井筒等)全部數字化,通過數據轉換為信息,從而尋找更多的油氣資源,發現剩余油,提高采收率,延長油田的生命周期。在這個命題中有三層的含義:首先,數字化是數據的表現形式,數據是數字化的本質,全面數字化了的油田,就是地上地下全面用數字來表現的油田;其次,數據轉化為信息,這是數字油田的核心,也是油田企業的基本功。第三點是延長油田企業的生命周期,我們建設數字油田就是為尋找更多的油氣資源,提高采收率,將油田的生命周期延長,數字油田的根本目的就在于此。
另外,我需要指出的是,數字油田正在不斷的完善和升華中,人們對數字油田的認識在不斷提高。
iCHINA:基于您所定義的數字油田概念,理想中的數字油田是怎樣一種狀態或者說場景?
高志亮:數字油田建設要達到一個令人滿意的理想狀態,我認為應該是實現“三個一體化”。即勘探開發一體化;地上地下一體化和經營管理一體化,這是未來油田發展的趨勢。首先,勘探與開發是油田企業的主營業務,但是,長期以來勘探與開發沒有一個很好的協同機制,讓這兩個掌握著油田“命脈”的專業領域的工程技術人員坐在一起,研究同一個問題,解決同一個難題是比較困難的事情。勘探開發專業領域的隔離,導致油田企業數據、信息孤島的長期存在。建立統一的數字油田平臺是解決這樣隔離的唯一辦法。其次,地上地下是未來油田發展的必然,目前是因為技術水平的原因還達不到,但是,人們正在向著這個方向努力著。這一個技術水平的實現,未來的油田就是一個“透明的油田”。再者,經營管理是一個體制、機制問題,傳統的油田往往重視管理,不重視經營,現在正在改變著。數字油田建設如若達到了“三個一體化”理想的建設程度,那么,就會實現以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化完美的“兩化”融合。
iCHINA:的確,數字油田應該是一個長期的系統工程。那么就當前來看,我國數字油田建設面臨哪些困難?或者存在哪些問題呢?
高志亮:經過10多年的發展,數字油田在我國無論是理論研究還是實踐應用都取得了非常快速的發展,也取得了非常好的社會效益和經濟效益。但是,我們也不能忽視其中的問題,而且有些問題還是較為嚴重的。比如,油氣田企業內部管理機制和流程問題、重建設不重研究的問題、標準缺乏的問題、以及急功近利和崇洋的心態等。
我借此機會做3點呼吁。首先,我們需要制定統一的國家標準來規范數字油田的建設,讓數字油田真正發揮其作用。數字油田將是未來油田無法用其他技術可以取代的技術,我們需要在這個技術上不斷地完善與創新。其次,數字油田建設必須遵循數字油田建設規律,千萬不要急功近利,這樣會損壞數字油田的基本功能。第三,國家加大數字油田自主知識產權產品的研發與保護,更重要的是要加大對數字油田技術研究的投入與投資力度。數字油田研究需要一個長期的投資,我希望在研究隊伍中能出現“國家隊”,“民間”力量不但很單薄,更重要的是思想和步伐很難統一。數字油田現在沒有學科支持,開展技術活動和研究都顯得十分的困難。
iCHINA:您也提到,數字油田處于不斷的發展、完善和升華當中。當前,新技術和新業務形態不斷涌現,您如何看待云計算,物聯網和3G/LTE無線等新興技術在數字油田中的應用?
高志亮:這是一個非常好的話題。在當前的數字油田技術研究中,油田物聯網技術和油田云計算技術是重要的技術體系分支。
物聯網技術中一個重要技術就是識別技術,在油田,我們不可能給油、氣裝芯片,也不需要給抽油機裝芯片,只有通過智能設備采集數據間接地識別與判斷其狀況,這就是物聯網技術的一個拓展,是一個智能化的過程。所以,油田物聯網技術還是有廣闊的應用前景的。云計算技術我們簡單地用“SPI”吧,就是“SaaS、PaaS和IaaS”,重點在于操作系統。當然,云計算不光是數據存儲,更重要的是通過虛擬化技術將物理服務器集群成若干個服務,從而實現軟硬資源的統一管理,增強數據安全級別,并能夠在瘦客戶端進行復雜的油藏研究,如在iPAD上應用。所以,它不光是數據的管理,更重要是的軟件層面上的應用。其共同目標是實現節能降耗,節省資源,提高效率,優化生產過程。但是,作為一個系統工程,油田物聯網和油田云計算技術二者有著很強的關聯性,就是數據的采集、數據的傳輸、數據的管理,最后是數據的應用,達到反饋控制。油田物聯網和云計算是油田企業正在實施建設與發展的一個新技術。
關于“3G/LTE無線技術”,這個技術在油田很重要,但是在數據傳輸上僅僅這幾個技術還不夠。因為,油田地域廣,地形條件復雜,大多處在偏遠的沙漠和山區以及遼闊的海域,現場數據的實時采集,適時傳輸,需要多種無線技術。我們知道,油田數據量很大,即使3G/LTE在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率,也不能滿足當前的需要,因為,這只是一個理論值,現場數據傳輸要求實時采集、適時傳輸,帶寬要求很高。為了保證數據傳輸的流暢與準時,有時我們在油田采用多種無線方式的技術匯聚,如在井場用Zigbee、Wi-Fi等,在井區用網橋,在長距離傳輸則使用光纖等。
對于油田物聯網技術和云計算技術的場景現在很多油田都在進行論證與示范建設中,有的油田企業做了相當規模的試點性的建設,對于效果還需要在運行中檢驗。而大規模的建設由于一些關鍵性的難題還在困擾著人們,如數據的安全性,數據采集的標準、數據的準確性等問題,還沒有得到真正的解決。
iGHINA:你所在的數字油田研究所的目標是“為全力打造出中國式的數字油田精品而努力奮斗”,如何解讀“中國式”這幾個字?
高志亮:中國式的數字油田,主要是想與國際數字油田有個區別,就數字油田建設本身,他們在某種方面的確比我們早,在數字油田建設技術上也先進得多。但是,國際上的數字油田概念與內涵上與我們的數字油田有很大的不同。在我國,人們對數字油田有著獨到的理解與認識,大規模地數字油田建設在國際上都是前所未有的,只有在我國才可以這樣做到。所以,我們想提出中國式的數字油田,主要是同我們國家戰略相一致,這就是工業化與信息化的融合,即“兩化融合”的數字油田。數字油田就是我國油田企業實現“兩化”融合的平臺與抓手。
iGHINA:繼數字油田之后,智慧油田的概念又出現在我們面前,您認同油田信息化的這一所謂的發展方向嗎?兩個概念的區別在哪里?
高志亮:智慧的油田,這是一個全新的話題,大家其實都不愿意套用“智慧地球”中的“智慧”兩個字。但是,智慧的油田,我相信一定會到來,這是我們數字油田的終極目標和未來。所以,對于數字油田與智慧油田的概念,當然不能相題并論,但是,實際上智慧油田與數字油田也不是兩個互不相干的概念,從廣義上講,它是數字油田的一部分,它是數字油田發展的高級階段。
油田作為我國重要的能源產地,對我國經濟實力的增強具有重要的推動作用。隨著新科技時代的到來,油田應與時俱進,加快數字化管理的建設,提高管理水平,為我國國民經濟的增長提供強有力的能源基礎。本文主要對油田數字化管理的建設進行了分析,以供參考。
關鍵詞:
油田;數字化;管理;建設
當前數字化技術不斷完善并廣泛應用于各個行業的生產和經營過程中,油田作為重要的產業應緊隨時代的發展潮流,積極建設數字化管理,保障油田的管理符合新時期的發展需求,進一步促進油田企業的良好發展。
1油田數字化管理建設的基本內容分析
1.1數字化管理的基本概念
數字化管理是指運用計算機、電子通信、計算機網絡、人工智能化等方面的技術,對所管理的對象以及管理的行為進行量化,以此實現計劃、服務、協作、探究和創新等方面的管理工作以及管理方式的總稱。油田數字化管理的實質是一套連接地面與井下的閉環信息采集、雙向傳輸和處理應用系統,能夠伴隨作業進程實時地指導勘探開發方案的執行和相關技術的應用,是覆蓋所有主要價值循環過程的一個閉環系統。因此,是涉及勘探、評估、開發和開采領域的各項新興技術,對油氣資源的整個生命周期都有重大影響,而其中遙測、虛擬現實、智能完井、自動控制和數據集成是組建數字油田的關鍵技術,而相關研究表明,數字油田技術能大幅度降低石油生產成本,油田平均采收率可從現在的30%提高到50%以上。此外,數字化管理主要是以管理生產流程為基本目的的信息化系統,是油田企業在信息系統相關功能的擴展和延伸。數字化管理體系主要包含了三大層次:①以前端基礎的生產模式相關流程控制為重點功能的生產管理系統,這一層次主要是來實現對單個油井、單條管線以及單獨的采集站等基礎生產模塊的相關遠程操控和管理;②處在中段層次的生產管理體系;③針對后端方面的,以油氣存儲管理、經營模式相關管理為核心的支持與決策系統。
1.2油田數字化管理建設應具備的條件
首先,應具有合理確定檢測點數據。在油田的數字化管理建設中,需要根據原本油田目前的真實狀況,與井場的生產工藝手法相聯系,把降低建設的成本作為前提,應該進行科學合理的抉擇,將數據檢測點進行優化并統一規劃檢測。就油田增壓點數字化設計這個例子來說,這個站點的生產與管理任務和所管轄的巡視、保護工作。密閉分流裝置的連續液位、收球筒原油出口溫度以及壓力以及泵的入出口壓力以及外輸原油的溫度等作業時的真實數據,這些都是監測點檢測數據時的關鍵。必須要立即處理作業時的數據與采集回的視頻數據,要確保作業時的穩定與安全需要不斷地在增壓點內實施遠程監控控制輸油泵。以上是監測點需要做好的關鍵工作。其次,應不斷優化數字化管理平臺。數字化管理平臺的建設與油田的安全環保密切相關,根據油田發展的工藝路線、安全環保要求以及社會發展需求升級與優化數字化管理平臺建設。油田企業應選擇經濟實用的數字化監控設備,盲目地追求高端的數字化產品會增加后期的維護成本。構建數據軟件中心和數字管理系統,數據的采集工作要實施二十四小時的監測采集,并存儲、探究、分析這些采集到的數據,及時上報數據分析的結果,使數字化管理更充分地發揮其重要作用。再者,應促進管理流程創新。只有極大地提升油田管理水平,才能有效保障石油項目生產力的協調性。運用最先進、最高級的模式來搭建油田數字化管理平臺并以此為基礎,建立各個工作區域自身的組織構造,以便有效降低管理成本和提升工作效率。
2油田數字化管理設計技術
2.1油田數據采集技術
傳統的人工數據采集方式存在諸多的弊端,通過利用機械化的采集技術可以有效增強數據的實效性和精準性。后期的數據處理模塊和數據采集模塊是在油田的數字化建設中最為關鍵的模塊,油田生產時的關鍵數據主要有利用溫度變送器采集到的原油溫度數據和通過其他測量儀器采集到的液面高度數據等,可以通過傳感器與測量儀表等設備的開展采集,以更好地完成油田生產數據的采集工作。
2.2數據識別技術
將采集完數據之后,通過這個數字管理化平臺供應的功能還可以是第三方軟件對采集來的數據進行加工處理這是在后期必須要做的工作。通過這樣來實現控制生產和安全生產的目的。示功圖智能識別、字圖像處理技術以及集油管線安全判斷等的信息都是這個數據的處理功能,在計算機數據應對上,這個數字化數據管理平臺能夠及時地將采集到的數據用直方圖或者是餅狀圖的形態展現,較為直白直觀的警示相關的工作者,把作業的穩定與安全做到最好。在數據處理上不但可以對數據展開較為直白的表現外,而且還可以把最準確的數據當作基礎,把真實的數據通過函數來表現,若是這個數據跟基準數據有很大的偏差,必須及時提示。就是通過這一原理來實現示功圖智能識別的設計。第一,數據傳感器把抽油機的作業參數傳到數據的解決中心,利用計算機的計算,畫出目前的示功圖,第二,把示功圖跟標準圖作比較且展開深入的探析,最終得出當前的工程情況,這樣來警示相關的工作者必須高度認真、負責地進行操作,確保生產的安全與穩定性。
2.3遠程控制技術
油田數字化管理平臺采用遠程控制技術,能夠有效降低員工的勞動強度,在很大程度上能夠提升勞動生產效率。同時遠程控制技術還能夠遠程掌控抽油機的啟動和暫停,遠程調配連續進行地輸油作業,通過視頻技術采集到當前工作環境的視頻畫面,工作者根據顯示的實況,在作業現場實施啟動或是暫停,實現自動投收球作業,遠程掌控抽油機的啟動和暫停,進一步提高了油田作業的安全性和穩定性。另外數字管理平臺還能夠及時發展當前工作環境里出現的異常情況,對工作者進行語音的提醒。
3結束語
總之,數字化管理是新時期各行業發展的重要途徑,油田企業要把握好機遇,轉變自身的管理模式,加快數字化管理的建設,切實提高管理水平,促進石油能源的正常、穩定生產,進而促進我國綜合國力的進一步提升。
作者:馬強 單位:長慶油田分公司第一采油廠
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關鍵詞: 數據;病毒;防火墻
在油田的現代化建設中,數字化是最為重要的環節之一。油田企業內部機關、基層單位、服務單位之間通過網絡實現了一體辦公,信息的同步,極大的提高了辦公效率。如內部網、通訊工具ActiveMessenger等都發揮著巨大作用。而網絡的安全關乎油田的正常辦公,特別是涉及到一些具體的生產,如果出現安全問題就會給生產造成災難性的影響,如材料采購的ERP系統。本文著重討論在油田數字化建設中的網絡安全問題,主要是從以下幾個方面來具體分析存在的風險及指定相應的安全保護措施。
1 有線網絡的安全隱患及應對
1.1 內網的潛在危險
油田的內部網是整個網絡系統中最重要的組成,首先必須保證的就是內網的安全。內網的高效運行首先需要保證硬件的穩定。包括計算機、連接線路、網絡設備等。只有有了硬件基礎才能討論解決相關的網絡安全問題。
1)局域網的開放性導致安全性降低
局域網網的資源開放性未資源的共享提供了很大的方便,但也是由于這樣的原因造成數據丟失、篡改,病毒的傳播留下了安全隱患。
2)內部人員操作失誤
普通網絡使用者在使用過程中未能及時做到防控,未經殺毒處理就直接接入內網的外部介質,如U盤光盤等。由這些介質帶來的病毒、木馬程序就會感染網絡,造成網絡的擁堵。還有內網使用者通過設置接入因特網,而這個過程中的不注意就會感染病毒從而危害到整個內網的安全。管理人員操作失誤或者未備份數據而造成的數據丟失。
3)來自客戶端的危害
用戶在使用個人電腦等未經許可的終端接入局域網,未經許可的情況下對局域網的網絡進行訪問,也導致了潛在的安全因素。在油田企業與客服交流過程中,如發送電子郵件等,也容易帶入病毒、木馬程序而出現網絡安全問題。
4)內部人員的監控手段不足
由于油田的范圍廣人員多,無法保證沒有內部的攻擊。以現在油田的安全監控來看著重于外部的監控而忽略了內部人員,恰好由于他們對內部情況的了解讓他們的攻擊更容易成功,危害也更大,且找到這個人或者機器的難度就更大了。
1.2 外網的存在危險
1)系統和軟件的漏洞。系統和軟件都不可能做到完美,通常會存在一些漏洞,其存在的漏洞和缺陷就容易成為黑客或者別有用心的內部人員進行攻擊的目標,導致某個程序或者整個網絡出現癱瘓,數據的破損和丟失,直接威脅到企業的安全。而系統漏洞更是傳統安全工具難以解決的問題,攻擊會繞過防火墻進行。這就需要廣大的油田員工在使用過程中使用安全軟件來掃描漏洞并根據提示的解決方案來改進,時時的給系統和軟件打上最新的漏洞補丁也是一個有效方法。
2)黑客入侵。在油田網絡的運行中也時刻有黑客的入侵,黑客的入侵主要是后門程序、信息炸彈、拒絕服務、網絡監聽和密碼破解來達到他們的目的。
3)網絡病毒。網絡病毒是一組計算機指令或者程序代碼,在計算機程序中能通過自我復制進行傳播,侵入電腦后破壞計算機的使用功能和數據,它的危害性極大,在的油田用戶安全意識不足的情況很容易感染,并迅速擴散造成破壞。
1.3 解決危險的途徑
網絡使用者的行為安全控制:要解決網絡的安全問題,首先要解決的就是用戶的問題,用戶是網絡最基礎也是數量最大的接觸者。只有做好了對這類人員的教育管理,提高他們的安全意識和防范風險的能力才能根本的解決。
1)加強全體人員的安全意識,做好相關的安全培訓工作。如:局域網的每一臺電腦都要設置密碼,并且密碼應稍微復雜些。從最基礎的做起,做好每個環節的安全防范。內網中使用較多的就是資源共享,為了保護共享資源的安全,在共享的時候可以設置密碼,同時把需要共享的文件夾改成只讀或者安全,這樣就能有效的避免非法人員進行修改、刪除等。還有一些小技巧,比如在設置共享資源的名字時候,可以在名字后面添加美元符號$,就能在網上鄰居中處于隱蔽狀態,有效的起到保護作用。
2)健全完善的安全管理制度。重點做好機房等重點防護環節,制定合理的機房管理制度,限制無關人員的進入,不得私自拆卸安裝硬盤,不得將機房內部服務器或外界設備外帶等。
3)建立完善的數據備份。網絡安全就必須保證數據的完整和網絡的穩定運行。數據的破壞無法預測,無論是在數據傳輸還是在數據存儲、交換過程中都容易造成丟失、破壞。網絡安全就需要保證盡量不出現這種情況,如果出現了就應該在最快時間內恢復,使數據的丟失最少。如果有著完善的備份,當系統硬件故障、人為操作失誤或者黑客的攻擊情況下,就能保證數據的完整性,這也是保證網絡安全的一個有效的方法。
4)應用防火墻技術。防火墻是在提前設定的規則的一個硬軟件結合體。在油田網絡中,它的主要作用就是檢查網絡入口處的安全,保證內外網絡通訊的暢通。在具體的作用中,它可將內部所有的計算機都設置為不可訪問從而斷絕了對內網的攻擊,保證網絡的正常運行。它還可做特定的屏蔽,使得內部網絡無法訪問固定的網站。
【關鍵詞】數字化、油田、油田管理
中圖分類號:P231文獻標識碼: A
一、數字化油田建設的技術特點
數字化油田建設是一個全新的油田建設模式,采用智能化管理和控制,具有投入低、產出高、準確率高的優點,解決了傳統油田生產中面臨的問題。地上系統和地下系統組成了數字化油田的兩大部分,采用此系統在油田開采過程中實時指導勘探開發,采集地面和井下的信息,并對信息處理和傳輸。油田數字化建設采用了遙測技術、可視化技術、智能鉆井和完井技術、自動化技術、數據集成,管理和挖掘技術。遙測技術能進行遠距離控制,操作便捷可靠,主要包括四維地震監測、電磁檢測、重力感應技術和永久型地面檢波器技術。可視化技術能直觀檢測油田情況,包括綜合偵察、采集數據的三維可視技術。利用三維可視技術可編輯電子地圖和其他各類型專題圖,并進行數據傳輸、資料共享。視頻在線監控,遠程指揮現場作業,提高了生產效率和準確性,及時采集生產數據,進行數據分析,應用于生產實際,智能鉆井和完井技術能準確高效地完成鉆井、勘探任務,并生成詳細報告。自動化技術無需人工操作,改善了工人勞動環境和強度,節約成本且準確率高。數據集成,管理和挖掘技術,能夠快速準確生成數據,大大提升挖掘效率。數字化油田建設,不僅是技術的數字化、設備的數字化也是管理的數字化,以信息技術為手段,實現油田管理的智能化、自動化。
二、數字化管理在油田生產建設中的作用
計算機互聯網技術、油田開采和地面工藝技術在數字化油田管理中的應用,完全采用智能化管理控制,優化了油田的生產和管理,提高了生產效率和準確率,減少了投入成本,并且使很多高危險、強負重的工作不必人工來完成,節約了人力物力,大大改善了工人的勞動環境,減輕了工人的勞動強度。傳統的油田生產在采油、油氣、油水分離和油氣運輸這些環節上難度很大且不易操控,需要動用大量工人勞動力,利用各種機械設備輔助工作。油田采用智能化生產和管理后,不僅降低了生產的難度系數,簡化了施工步驟,使生產過程簡單易控,還使石油企業在低成本的基礎上實現了高效率、高產量。
油井田的施工工程是一項高危作業,尤其在采油環節,各種采油技術對于井下工作人員危險系數都比較高,因此實現油井田的安全施工非常重要。油田采用數字化管理之后,使管理智能化、自動化、精確化,更好地促進了油井田的安全施工。數字化油田管理模式總的來說實現了油井田數據自動采集,實時決策,減少了科研人員和工作人員收集整理數據的時間,掌握了油田生產信息和經營信息,實現了科學化智能化管理,保證了油井田的安全施工,提高了生產效率、降低了成本。在經濟全球化的今天,一個科學高效、現代化的石油企業才能在經濟大潮中不斷進步,不斷發展,為國家帶來更多的效益。
三、數字化油田建設現狀
伴隨著經濟全球化,石油的需求量也不斷增加,帶動了石油產業的飛速發展。數字化油田的管理更能適應當今的潮流,高效率、低成本、智能化,給石油企業帶來更大的競爭力。自1990年以來,計算機技術和互聯網技術的飛速發張,帶動了油田的數字化管理建設。信息技術在油田生產管理中的應用,提升了生產效率,促進了安全施工。但是我國在數字化油田建設起步晚,進程慢,還存在很多不完善因素,在技術方面和管理方面都有很多困難。
(一)當今很多公司都能運用遠程控制系統實時監控地下作業,利用智能鉆井和完井技術完成勘探鉆井任務,用自動化技術改善工人工作條件,但是在全面整合數據應用于優化生產做得還不夠,只做到了表面的集成數據,對數據深度的挖掘做得還遠遠不夠。石油行業很多業務決策需要各個領域專家共同討論研究決定,但是當今缺少這樣一個平臺,現在很多決策的做出,只是專家個人的經驗,各石油企業數據不能實現共享,沒有形成理論性的論斷。使石油行業業務決策的難度增大,準確性降低。
(二)石油企業的生產經營面臨地質條件的不確定性、儲量的不確定性、開發方案的不確定性、經濟評價的不確定性和市場環境的不確定性等實際狀況。數字化油田管理要著重處理這些不確定因素,建立對這些因素的分析方法,減少油田經營的風險。
(三)收集整理數據占用了大量時間,而分析數據應用于實際做的還很不到位。收集數據效率不高,沒有一個統一格式和數據共享的平臺,給各石油企業獲取數據信息造成了很大困難。收集獲取數據信息難度大,造成時間和人力物力的浪費。在當今信息爆炸時代,大量的信息對數據處理系統提出更高的要求,數字化油田管理設備要具有更高的數據處理和分析能力,保證數據的有效和安全,并生成數據分析處理結果,落到實處。
四、結語
數字化油田管理作為一種全新的油田管理模式,相對于傳統油田生產過程其優勢非常明顯,高效率、高產出、高品質,大大提高了石油的產量和質量,自動化技術和智能化管理減輕了勞動強度,保障了安全施工,促進了科學性管理。這些優勢都提升了石油企業的競爭力,為國家帶來更大的效益。但是數字化油田建設對技術提出了更高的要求,也對研究人員和操作人員素質提出更高的要求,尤其我國作為發展中國家,數字化油田管理模式起步晚,進程較慢,還面臨一系列不完善的因素。要積極發達國家的先進石油企業學習,引入先進的技術,來進一步推進我國的數字化石油建設。
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關鍵詞 數字;油田;特征
中圖分類號:TE4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)24-0136-01
隨著科技的不斷推進發展,油田工作數字化已經成為必然。這種數字化的趨勢不僅僅來源于工作效率提升的需求,而更多在于油田工業自身發展要求更為現代化的工業水平。
1 數字油田概述
當前對于數字油田的概念并不存在統一的定論,但是行業內部對于這一說法已經形成了一種相對一致的認識方式。數字油田是一種以油田作為主要研究對象,以石油的開采和加工等生產過程作為線索,將勘探、開發、儲備、運輸及銷售等多個生產環節綜合起來,形成一個統一的互相關聯的數據體系,并且推動數據參與更多的石油工業環節,并且力圖在參與的過程中發揮更多的作用。油田工作的數字化,通常更多傾向于數字化管理工作,這是指通過計算機、網絡以及人工智能等多技術來針對油田中諸多工作行為進行優化管理,通過量化等多種手段實現工作效率的提升和效果的整體優化,對于石油領域有效開采、節能以及運輸等多個工作環節都有積極意義。
在石油生產領域中,油井、站場以及管線是構成石油工業體系的三大要素,是生產組織主體關注的重點所在。對于油井而言,數字化技術的深入運用能夠幫助石油開采工作人員實現對于油井特征的更好把握和認知,并且進一步獲取到更多關于石油以及伴生氣成分的相關信息,這些信息不僅僅對于如何更為有效的展開石油開采工作有著積極意義,對于如何做到油井資源最為有效的利用,優化節能工作都有重要推動作用。與此同時,另一個不容忽視的數字化作用還在于,此類數據能夠幫助實現構建更為安全的石油工業環境,是確保安全生產的必要支柱。而對于站場,是作為石油開采的首要工作場所,其工作環境中涉及到多種人力和相關資源能源,數字化技術的應用首先在于推動投入開采工作的多方面人力物力能夠相互實現默契配合與協調,實現投入產出的最優化,其次則在于對相關開采過程中的工作數據進行進一步的獲取,這些數據需要在核心計算系統中進行更深一步的加工,進一步轉變成為能夠供石油工業進一步展開的重要依據,重點支持方向首先表現為伴生氣的有效利用、石油工作環境中能源的節約、有效的原油輸送等方面,并且為石油更深一步的加工提供必要的數據參考支持。最后對于石油工業領域的管線,由于不能夠像油井和站場一樣處于地表位置易于識別并且相對而言分布集中,因此更加需要數字化的管理技術參與其中,幫助實現對于龐雜管線的監控和維護。數字化手段的參與其中,能夠對石油輸送管線中的壓力等數據進行有效采集和監測,并且綜合對管線經過地區的環境數據來確認整個輸油管線系統的健康狀況,為石油輸送提供安全穩定的工作環境。
2 數字油田體系分析
數字化油田生產管理體系由面向于不同專業領域的諸多功能模塊加以融合而成,并且為眾多應用特征模塊提供相應的數據庫和人工智能等運算支持。
一個典型的油田環境數字化生產管理系統可以大概劃分為三個層次,首先是數據采集層,其工作重點在于從計量站、注水站、集氣站以及聯合站等環境中采集到關系油田工作方方面面的繁雜數據。其次則是數據處理層面,通常與數據采集層面保持一定的對應關系,工作重點在于將從數據采集層面獲取到的諸多數據展開進一步的處理,并且將處理結果一方面送達對應的部門進行第一時間反應和判斷,另一方面則送達數據中心進行進一步的匯總和分析。而數據中心就是第三個層次,它負責將原始數據以及經過初步分析的數據進行更深一步的加工,淺層次的數據處理通常都只是將數據進行對比判斷,實現告警等功能,而對于數據中心而言,數據處理工作更多意味著對報送上來的數據從計算機角度加以“理解”,即實現人工智能。
對于油田工作環境中的數字化而言,當前仍然存在有諸多需要改進和提升的方面,總體而言,可以從如下幾個角度重點著手進行數字化的深入。
1)優化數字安全。對于油田工作環境而言,安全隱患來自于各個方面,除去較為常規的外部網絡攻擊和病毒侵害以外,其他源于其數字化網絡自身的安全問題也需要得到重視。數據的增量和海量備份工作,以及日志的記錄仍然屬于相對基礎的范疇,當前數字安全應當更為重視數據在獲取和傳輸以及使用過程中的安全問題。在數字油田工作環境中,數據的獲取更多有賴于數字化的一線設備,針對于此種狀況,就應當充分考慮到諸多自動化儀表設備的運行環境是否能夠提供精準數據,從溫濕度一直到電磁干擾等問題都應當加以充分考慮。對于數據的傳輸工作而言,傳輸工作無論從邏輯還是從物理層面都應當保持有一定的冗余,并且對傳輸日志詳加記錄。而從數據的使用和消費角度看,重要的在于需要約束數據使用環境中的不規范操作,為相應的工作人員賦予相應的權限,一方面確保其能夠正常展開工作,另一個方面則需要可以做到對數據實現安全保護。
2)內核算法優化。算法的優化和不斷進步是油田數字化本身的需求,這是一種向著人工智能的總體方向發展的需求。數字化是實現自動化的必由之路,而人工智能則是計算機幫助人類實現智能決策和決策支持的必由之路,因此不斷優化內核算法,從人工智能的角度上加強對油田數據化的建設必然會成為未來主要的發展方向之一。并且在實際的算法優化工作中,除了需要加強人工智能水平的建設,還應當對于運算效率和運算質量等問題加以充分關注,諸如油藏數值模擬、地震資料解釋等都會涉及到十分龐大的數據總量分析,如果不能在最短時間內分析處理完畢,就有可能造成工程延誤等嚴重后果,因此算法優化過程中,效率必須與質量并重。
3) 切實提升工作人員素質。工作人員對于數字化系統的熟知和掌握程度,直接影響著油田數字化系統的工作質量并且進一步影響著油田工程的效率和效果。針對于這種問題,在不斷強化油田數字化的過程中,還應當加強對于相關人員的培訓,不僅僅需要幫助工作人員能夠做到熟練使用與自己崗位相關的數字化工具,還應當幫助其形成對于更為廣泛的數字系統的功能認識,唯有如此才能形成整個組織內部相對一致的奮斗方向,對于工作團隊的建設以及團隊之間的溝通都將大有裨益。
3 結論
石油屬于不可再生資源,一方面石油開采以及深加工領域都希望能夠對原油以及伴生氣做進一步充分的利用,另一個方面則在于當前全球各地都將石油視為重要發展能源,爭相研究先進的開采技術,我國同樣為石油開采技術的研發工作投入了大量資金。這種研發工作的成功與否,直接關系到我國石油開采工作能否更為有效展開,關系到我國經濟的整體發展,而在這個過程中,數字化也必然隨之在油田工作領域中有更為深入的發展。