石油勘探開發主資料模型研究與設計論文

石油勘探開發主資料模型研究與設計論文

　　1引言

　　進入20世紀以來，隨著國家資訊化帶動工業化戰略的持續推進，資訊科技的成果已滲透到國民經濟的各行各業。國內石油上游勘探開發企業，不同程度地建設了物探、鑽井、採油、地面工程等各種業務資訊系統。這些資訊系統所建立的各類專業資料模型，涉及到的資料種類及資料項遠遠超出20世紀國內外石油上游勘探開發企業傳統資料模型所定義的範疇，涵蓋了資料採集、生產執行管理、採集資料處理和分析成果等資料內容。石油上游勘探、開發和生產是相互聯絡、不可分割的整體，勘探開發生產各業務過程所產生的資料資訊既享有獨立性和特殊性，又具有關聯性、統一性和一致性。在石油企業資訊化建設過程中，業務資訊系統因專業分工不同而採取了分開獨立建設的模式，並形成了與每個系統配套的資料管理模型。從整個企業資訊系統體系結構角度來觀察和比較發現，在各業務資訊系統中都或多或少存在重複資料，而且這些重複資料原本應該保持一致，但實際上卻出現不一致的問題，從而導致企業各業務系統之間無法實現資料的共享而形成資訊孤島的局面。在系統建設初期，站在目標任務的角度，通常僅關注了勘探開發業務資訊系統的獨立性、特殊性特點，未充分考慮勘探開發業務資訊的關聯性、統一性和一致性的重要特徵，在資訊化建設過程中將勘探開發生產等業務活動之間的資訊聯絡割裂開來。為了消除系統間的資訊壁壘，實現勘探開發專業間資訊共享，從資料管理角度，需要進一步地研究當前石油勘探開發資料模型，分析並梳理出勘探開發業務系統中影響全域性業務且必須保持資料高度一致性的基本資料（如井資訊），以及具有一定共享價值的專業主體資料，在原有各專業資料模型的基礎上，建立統一的勘探開發主資料模型，以解決新時期下石油上游勘探開發資料建設和應用所面臨的諸多問題。

　　2業務分析及共享資料識別

　　2．1勘探開發業務分析

　　石油上游勘探開發可分為勘探、油藏評價、油田開發三個主要階段，涉及到資源勘查、地球物理勘探、油藏發現和認識、油田開發過程。專業涵蓋地震資料採集及處理解釋、地質與油藏研究、地球鑽井、地質錄井、地球物理測井、油井試油、油水井測試、油水井作業、油田採油、油田注水、油氣集輸等業務。為便於對勘探開發專業共享資料識別，從資料管理專業角度，將勘探開發業務分為區域勘探與開發研究、鑽井與井筒施工、油田開發與生產維護三大業務，再按照勘探開發技術服務公司業務範圍，採油單位生產活動特徵，在這三大類下對勘探開發業務進行專業劃分，得到勘探開發研究與生產活動的業務概念模型。

　　2．2勘探開發共享資料的識別原則

　　傳統定義的勘探開發資料模型包括地球物理、地質與油藏、井資訊與井操作、樣品檢測與實驗、油田注採、油田測試六個部分，這些資料是油田公司重要的企業資產，是勘探開發各專業共享資料的基礎。進入21世紀以來，特別是“十一五”期間國內石油上游勘探開發企業建立了多個大型的資訊系統，這些系統主要面向鑽井、油田生產管理等專業資訊管理。為支援這些系統的開發和執行，各專業系統都建立了系統資料模型。這些資料模型建設以資料採集和支援專業應用為目標，整體模型分為資訊系統過程管理資料、支援專業系統報表生成資料、專業系統產生成果資料、軟體系統執行資料四大類。根據對國內某大型石油公司統一建設的8個上游資訊系統統計，共定義了約3000個數據類、250000個數據項。由於石油勘探開發資料具有資料型別繁多、資料關係複雜、與時間的關聯性較強等特點，一個大型油田公司資料中心基於現有條件下的資料處理能力，經測算，至多可以維護500個左右實體資料類，大約10000個數據項。在新的形勢下，油田公司資料中心除了要管理好傳統勘探開發資料資產外，還需要解決油田各專業資訊系統資料共享的問題。顯然，資料管理人員需要從這些勘探開發資訊系統海量資料中識別出具有共享價值的資料，構建新的勘探開發資料模型，以指導石油上游勘探開發各專業資訊系統資料儲存和應用，從整體上提高石油上游勘探開發資料管理和應用的水平。透過對石油上游勘探開發生產業務的分析，以及各業務資訊系統資料的研究，基本明確了石油上游勘探開發共享資料識別的原則，即要找出勘探開發區域及井筒勘查、測試獲得一次取樣資料或分析處理後的認識成果資料，描述地質和油藏構造、儲層、流體、壓力等資料，各類井及油氣舉升及輸送裝置資訊，油田開發生產過程中得到的油水井生產狀態資料及計算後生成的區塊生產狀態資料，其它勘探開發業務間需要共享的資料。將勘探開發業務概念模型的鑽井與井筒施工的井下作業、試井類業務，與開發生產維護的簡單作業、低壓試井合併，得到勘探開發業務十六類專業。將十六類專業劃分到傳統的`地球物理、地質與油藏、井資訊與井操作、樣品檢測與實驗、油田注採、油田測試六大類中，根據共享資料識別的原則來確定石油上游勘探開發十六類專業共享資料內容。

　　3勘探開發主資料模型的設計

　　3．1主資料模型邏輯結構

　　3．1．1主資料模型的定義主資料模型：涵蓋傳統的勘探開發資料模型內容，增加勘探開發各專業之間需要相互引用的共享資料，建立起的規範資料模型，稱為主資料模型。基本實體：引領和構成主資料模型實體聯絡的的井、地質單元等頂層實體，稱為主資料模型的基本實體。專業實體類：將2．2識別的鑽井、測試、地質、採油等16類專業共享資料，定義為主資料模型專業實體類。

　　3．1．2主資料模型的邏輯結構石油上游勘探開發主資料模型由九個基本實體和十六類專業實體類構成。基本實體作為頂層或引領實體是主資料模型的核心實體。專業實體類依賴於一個基本實體而約束存在。根據專業資料的特點，專業實體類的實體，可以直接作為基本實體的子節點實體，也可以是在專業實體類內構建的多層約束關係的實體。

　　3．2基本實體

　　基本實體部分由專案、業務單位、地質單元、生產單元、物探工區、井、井筒、站庫、裝置九個實體構成。這九個基本實體代表了石油上游勘探開發和使用的主要物件。其中，地質單元是被發現和認識的客觀存在的物件，其它物件，包括生產單元和地震工區是人為劃分構建的物件。為了便於管理，將基本實體屬性分為主體部分和輔助描述部分，主體部分和輔助部分之間一般是一對多的關係。基本實體輔助部分描述基本實體的自身結構，狀態變化資訊，如地質單元的父子關聯關係、井生命週期變化等內容。專案：記錄區域勘探與油藏評價、油田開發產能建設等專項投資專案。將勘探與開發地質層系劃分方案作為專案管理，以區分不同層系劃分的層位資料。業務單位：記錄油田公司各級油氣生產單位，參與油田公司勘探開發施工作業的服務公司。地震工區：地震勘探所設定的資料採集工區。地質單元：勘探開發過程中所認識的、客觀存在的各級地質構造單元。生產單元：油田開發過程中所劃分的生產區塊或單元，可以是地質單元，也可以是地質單元部分或組合。井、井筒：井和井筒是父子關係，井筒是井的若干分支，一口井有一個地理座標，可以有多個地下井筒目的層座標。站庫：用於油田地面油氣集輸的處理單元。裝置：勘探開發鑽井、井筒施工或測試、油田採油和注水使用的移動裝置和固定裝置。

　　3．3專業實體類

　　在主資料模型邏輯結構上，以基本實體為引領，對十六個專業實體類，按照各專業產生和使用資料的方式和特點，針對性地進行內部資料邏輯結構設計。以地質油藏專業實體為例項，來闡述專業實體類的設計方案。區域地質的關鍵實體分層方案記錄了對層位的認識，層位結構記錄不同分層方案層位的上下關係。構造、圈閉、斷層屬性資料表描述區域的形態，儲層、油氣藏流體、小層評價等屬性表描述區域單元內部特性。單井地質實體類以井筒基本實體展開。井筒地層儲存單井鑽遇的地層資訊，包括界、系、統、組、段。井筒層位儲存單井鑽遇的油層組、砂岩組、小層、沉積單元、夾層等。井筒地層與層位受區域地質中所屬分層方案下的層位約束。對比聯通資料用來實現井筒層位的對比，描述其聯通關係。

　　4結語

　　石油上游勘探開發資料是油田公司的重要企業資產，管理並應用好這些資產對於提高企業的經營效率和效益意義重大，而勘探開發資料模型的設計和建設是這項工作基礎。勘探開發資料模型設計作為一項勘探開發業務和計算機結合的專業技術已有三十幾年的發展歷史，傳統的勘探開發資料模型設計主要基於勘探開發資產資料的管理，注重模型的結構嚴謹和規範，適合油田資料中心應用。在資訊科技不斷進步的今天，需要指導石油上游勘探開發各專業資訊系統資料模型建設並利用好這些資料，這就需要對傳統的勘探開發資料模型進行擴充套件和改造，以適應勘探開發各專業對資料更有效的管理和應用。本文總結近年來在勘探開發資料模型設計上的方法及其實際應用的經驗，提出了勘探開發主資料模型的定義，並給出具體的設計方案，該方案將對國內外石油上游勘探開發資料模型的建設具有重要指導和參考意義。