面向數(shù)字油田的信息資源規(guī)劃

劉爾康

摘 要 本文探討了數(shù)字油田的基本概念和典型案例，從數(shù)字油田的規(guī)劃策略、信息資源規(guī)劃流程等角度對數(shù)字油田的信息資源規(guī)劃的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 數(shù)字油田；信息資源；規(guī)劃；

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0073-02

1 概述

石油產(chǎn)業(yè)在我國是國有企業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，具有地位重要、跨學(xué)科跨專業(yè)的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，石油產(chǎn)業(yè)的信息化數(shù)字化也已經(jīng)成為石油企業(yè)提升競爭力的重要舉措。因此數(shù)字油田建設(shè)已經(jīng)成為上游油田企業(yè)在信息化建設(shè)方面的核心內(nèi)容和戰(zhàn)略目標(biāo)[ 1 ]。就目前的發(fā)展現(xiàn)狀看，國內(nèi)數(shù)字油田建設(shè)的主要問題在于國內(nèi)信息技術(shù)總體水平和國外先進(jìn)系統(tǒng)之間存在著差距，主要體現(xiàn)在勘探開發(fā)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一體化方面，此外在供應(yīng)鏈、ERP、電子商務(wù)等方面也較為完善，我國石油企業(yè)在這一方面較為薄弱，在信息化建設(shè)的運(yùn)行機(jī)制上也存在差距，涉及到管理運(yùn)作流程、系統(tǒng)應(yīng)用等方面的實(shí)施還存在體制機(jī)制上的問題。

2 數(shù)字油田相關(guān)概念

2.1 基本概念

數(shù)字油田的概念始于2000年左右，其基本理念是參考數(shù)字地球，而以油田作為對象，利用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)載體，將油田生產(chǎn)中的各類資源、生產(chǎn)、經(jīng)營管理等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化融合，提高信息分析能力和油田管理的決策分析水平。

由于在數(shù)字油田的內(nèi)涵定義上不同流派的專家學(xué)者之間存在較大的差異，大致看可分為廣義數(shù)字油田和狹義數(shù)字油田，因此，類型的劃分對于數(shù)字油田的架構(gòu)存在較大的差異，比較典型的代表是基于GIS的數(shù)字油田結(jié)構(gòu)，以及基于虛擬可視化決策的數(shù)字油田系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。前者注重油田在可視化方面的應(yīng)用，后者則更偏向于為油田的生產(chǎn)提供各類決策支持。

2.2 典型案例

國內(nèi)在數(shù)字油田方面較為典型的案例是大慶油田的數(shù)字油田建設(shè)方案[ 2 ]。該方案理論上屬于狹義數(shù)字油田的結(jié)構(gòu)框架，該框架由7層構(gòu)成，從上到下分別為戰(zhàn)略層→集成層→應(yīng)用層→模型層→專題層→數(shù)據(jù)層（含數(shù)據(jù)倉庫子層、專業(yè)主體庫子層和源數(shù)據(jù)子層）→環(huán)境層。各層的主要功能大致為：1）戰(zhàn)略層，該層為最高層，決定數(shù)字油田的主導(dǎo)方向，其基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)再造；2）集成層，該層為次高層，主要是實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中應(yīng)用層和其他除戰(zhàn)略層以外的各層之的融合，并提供統(tǒng)一入口；3）應(yīng)用層，在大慶油田的這套數(shù)字油田方案中，應(yīng)用層主要集中了石油專業(yè)和經(jīng)營管理相關(guān)的各種應(yīng)用軟件，這一層中的內(nèi)容最為豐富，同時也是技術(shù)難度最高的一層；4）模型層，在這一層中主要是定義地質(zhì)、企業(yè)兩類模型，其主要目的是實(shí)現(xiàn)仿真功能；5）專題層，這一層主要是建立研究/應(yīng)用專題數(shù)據(jù)庫，結(jié)合數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保數(shù)據(jù)層的穩(wěn)定性和可靠性；6）數(shù)據(jù)層，該層是數(shù)字油田的底層結(jié)構(gòu)之一，主要是包含各類數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)體的基礎(chǔ)平臺（含各類研究、經(jīng)營、管理、文檔資料等）等，這一層中的內(nèi)容是整個數(shù)字油田的基礎(chǔ)信息；7）環(huán)境層，這一層為大慶油田數(shù)字油田7層結(jié)構(gòu)的最底層，主要是各類信息化基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。

3 數(shù)字油田規(guī)劃策略

我國國有大型石油企業(yè)的信息化發(fā)展歷程都是在政府積極推動下進(jìn)行的，早在2006年就制定了規(guī)劃時間點(diǎn)至2020年的信息化發(fā)展戰(zhàn)略，經(jīng)過過去將近十年的建設(shè)，我國石油企業(yè)的信息化發(fā)展已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全方位和多層次的發(fā)展目標(biāo)，在數(shù)據(jù)的集成、共享和系統(tǒng)轉(zhuǎn)變等方面已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了中央企業(yè)信息化工作指導(dǎo)意見中提出的基本要求。在數(shù)字油田方面，規(guī)劃的主要任務(wù)則是在當(dāng)前的已經(jīng)達(dá)到的信息化的基礎(chǔ)上，在核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)以及綜合信息管理系統(tǒng)方面達(dá)到世界先進(jìn)水平，通過對數(shù)字油田構(gòu)架以及應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，提高石油企業(yè)的管理水平和管控能力，為此應(yīng)對數(shù)字油田未來的發(fā)展制定相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃，本文將就這一問題展開論述。

3.1 規(guī)劃目標(biāo)

在未來數(shù)字油田規(guī)劃中，其主要規(guī)劃目標(biāo)是以油田數(shù)據(jù)中心為核心，以油田各類相關(guān)信息為基礎(chǔ)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，形成油田信息化基本框架。其主要內(nèi)容是基于油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、儲運(yùn)工程數(shù)據(jù)庫、勘探開發(fā)數(shù)據(jù)庫等形成油田區(qū)域數(shù)據(jù)中心，形成勘探和開發(fā)協(xié)同的油藏信息集成和應(yīng)用，同時建成生產(chǎn)調(diào)度一體化的生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)，全面提高企業(yè)在制定生產(chǎn)、應(yīng)急預(yù)案和油田管理的自動化程度。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，主要應(yīng)從兩個方面進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，一是戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃；二是數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化兩個方面，現(xiàn)分別對這兩個方面的規(guī)劃簡述如下。

3.2 戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃

在理論界已基本達(dá)成的共識是在信息系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)當(dāng)以數(shù)據(jù)為中心，因此在制定戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃時，應(yīng)充分考慮到油田系統(tǒng)不斷累積的海量數(shù)據(jù)，這一基本特征促使油田企業(yè)必須剬利用更新?lián)Q代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施來提高數(shù)據(jù)處理的效率。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型時應(yīng)遵循數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立于處理過程的形式，即滿足數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，建成以數(shù)據(jù)為中心的現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有3個主要的流程構(gòu)成：第一個流程是數(shù)據(jù)生成和數(shù)據(jù)維護(hù)部分，該部分是數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)來源和操作部分，第二流程包含了數(shù)據(jù)倉庫、主體數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)及軟件3個主要的部分，第三個流程則完成單據(jù)生成、匯總分析、信息查詢和審計(jì)等功能。

但在編制戰(zhàn)略數(shù)據(jù)規(guī)劃時應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用信息組織方法和技術(shù)，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不合理和冗余混亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃化的整理，通過優(yōu)化充足數(shù)據(jù)接口來滿足未來高層次數(shù)據(jù)環(huán)境的應(yīng)用和集成需要。

3.3 數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化

油田生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)類型極其多樣化，因此油田信息資源管理標(biāo)準(zhǔn)化問題牽涉到的內(nèi)涵非常廣泛，如果無法建立標(biāo)準(zhǔn)化的油田數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，油田的信息化和數(shù)字化也就無從談起。信息資源的管理的主要標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)、邏輯數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)、新數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)、信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)、概念數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)和用戶視圖標(biāo)準(zhǔn)五大類[3]，按照上述5類標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化對于建立數(shù)字油田系統(tǒng)關(guān)系重大，應(yīng)在實(shí)際操作中嚴(yán)格遵循。

4 信息資源規(guī)劃流程

4.1 規(guī)劃基本流程

油田信息資源規(guī)劃本質(zhì)上屬于信息資源規(guī)劃的一個部分，隸屬于信息工程技術(shù)范疇，其實(shí)施依據(jù)是數(shù)據(jù)的穩(wěn)定原理和信息工程方法。盡管信息資源規(guī)劃在不同各行業(yè)的之間存在一定的差異，但主要的實(shí)施過程和方法是類似的，都可以分為信息資源規(guī)劃方案和信息工程實(shí)施方案兩個基本的模塊。

1）業(yè)務(wù)需求分析 在本部分中的難點(diǎn)是對業(yè)務(wù)需求的分析，主要體現(xiàn)在用戶需求的規(guī)范化和概念化的表達(dá)方面很難真正實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上業(yè)務(wù)需求分析是信息資源規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，會影響整個的油田業(yè)務(wù)流程，在這一階段的關(guān)鍵是協(xié)調(diào)油田滾動勘探開發(fā)各個階段中的信息共享與交流；2）職能域分析，職能域值油田企業(yè)組織結(jié)構(gòu)中的主要業(yè)務(wù)活動領(lǐng)域，通過對職能域的分析建立職能模型，實(shí)現(xiàn)對以職能為單位的模型劃分后，還需要對各單位的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析，該部分工作主要由專門的分析人員完成；3）業(yè)務(wù)活動分析，業(yè)務(wù)活動分析涉及到的面極廣，其主要任務(wù)是對業(yè)務(wù)流程中工作的細(xì)化分析；4）建立系統(tǒng)功能邏輯模型，在完成上述過程后，需建立系統(tǒng)功能邏輯模型，理順體系中的各個業(yè)務(wù)模型邏輯關(guān)系，形成職能域→業(yè)務(wù)過程→業(yè)務(wù)活動模型，為建立共享主體數(shù)據(jù)庫打好基礎(chǔ)。

4.2 信息資源規(guī)劃的系統(tǒng)建模

本階段的建模屬于第二階段的建模，是在前一階段“職能域→業(yè)務(wù)過程→業(yè)務(wù)活動”模型的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)功能模型，其目標(biāo)是完成用戶功能定制，其主要步驟包括：1）明確子系統(tǒng)的功能與目標(biāo)；2）完成對各子系統(tǒng)功能模塊的功能設(shè)計(jì)；3）根據(jù)功能設(shè)計(jì)完成程序?qū)崿F(xiàn)模塊。

4.3 信息資源規(guī)劃數(shù)據(jù)建模

本部分的數(shù)據(jù)建模主要步驟包括：1）建立概念數(shù)據(jù)模型，為各類主題定義實(shí)體大組；2）建立邏輯數(shù)據(jù)模型，完成數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和規(guī)范化；3）數(shù)據(jù)元素的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，對表重元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化信息分類和審核；4）結(jié)構(gòu)建模，該部分是利用信息工程中的理論實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和各功能模型的耦合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分利用和功能實(shí)現(xiàn)。

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