工程技術(shù)一體化信息平臺建設(shè)研究與應(yīng)用實(shí)踐

文｜錢浩東，溫馨，羅月

以川慶鉆探公司為例，川慶鉆探公司在2012年已形成鉆井、錄井、測井專業(yè)信息系統(tǒng)，現(xiàn)場人員不僅要填寫中石油統(tǒng)建系統(tǒng)，還需填寫各專業(yè)信息系統(tǒng)，造成數(shù)據(jù)重復(fù)填報(bào)；各專業(yè)信息系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，存在系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼不一致，使得各個(gè)系統(tǒng)之間無法共享信息數(shù)據(jù)和資源，數(shù)據(jù)利用率非常低。如何整合專業(yè)數(shù)據(jù)資源，形成可以利用的一體化“大數(shù)據(jù)”是公司面臨的難題。川慶鉆探公司于2013年啟動了工程技術(shù)一體化信息平臺建設(shè)項(xiàng)目，通過多年的跨專業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，該平臺已搭建完成并在作業(yè)現(xiàn)場成功推廣應(yīng)用。

一、一體化信息平臺建設(shè)研究

（一）總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

工程技術(shù)一體化信息平臺涵蓋了鉆井、錄井、測井、井下作業(yè)等相關(guān)專業(yè)，通過此平臺完成了現(xiàn)場數(shù)據(jù)唯一性采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)分析等多種應(yīng)用，奠定了信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集平臺應(yīng)用井場數(shù)據(jù)一體化采集器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工程數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)傳輸平臺應(yīng)用井場組網(wǎng)和川慶一體化專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)存儲平臺采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式將數(shù)據(jù)存儲在一體化數(shù)據(jù)庫中；綜合應(yīng)用平臺在后方基地開展數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測、工程預(yù)警、鉆井決策等應(yīng)用功能。

（二）一體化數(shù)據(jù)庫建設(shè)

一體化數(shù)據(jù)庫由兩條主線構(gòu)成，一是以井的生命周期為主線，把井的物理屬性進(jìn)行了詳細(xì)的描述，井的各種物理變化數(shù)據(jù)通過井進(jìn)行有效串聯(lián)，能充分滿足成果數(shù)據(jù)的管理；二是以作業(yè)ID這條主線把圍繞井筒各種作業(yè)事件也進(jìn)行了有效關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)把井筒工程的各個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)緊密地整合在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，使井筒工程的數(shù)據(jù)庫得到了最大化的同時(shí)，數(shù)據(jù)庫的靈活性得到極大擴(kuò)充，能很方便地滿足各專業(yè)的數(shù)據(jù)需求。

（三）統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼

工程技術(shù)一體化數(shù)據(jù)庫在2013年創(chuàng)建時(shí)以A7系統(tǒng)（工程技術(shù)生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)字段編碼為基礎(chǔ)，初步建立一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2016年A1(2.0)系統(tǒng)版本發(fā)布以后，開展了A1(2.0)數(shù)據(jù)模型與一體化數(shù)據(jù)模型的比對分析，根據(jù)比對結(jié)果，升級完善一體化數(shù)據(jù)庫，使一體化數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)集大于統(tǒng)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)一體化平臺向等A1、A5、A7、A12統(tǒng)建系統(tǒng)提送數(shù)據(jù)的目標(biāo)，確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，避免了數(shù)據(jù)重復(fù)填報(bào)。同時(shí)在中石油內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了基于A1(2.0)系統(tǒng)建立井下作業(yè)數(shù)據(jù)模型，把井下作業(yè)數(shù)據(jù)納入一體化數(shù)據(jù)庫，豐富了數(shù)據(jù)資源。

（四）開發(fā)數(shù)據(jù)遷移工具

歷史數(shù)據(jù)是寶貴的信息資源，是開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析的基礎(chǔ)。開發(fā)的數(shù)據(jù)遷移工具將大量的鉆井、錄井、測井等多專業(yè)歷史工程數(shù)據(jù)遷移至工程技術(shù)一體化信息平臺中，整合了歷史數(shù)據(jù)資源，也為大規(guī)模歷史數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用挖掘奠定了數(shù)據(jù)應(yīng)用通道。

（五）建立一體化平臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1. 一體化平臺鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)井場鉆井?dāng)?shù)據(jù)的采集，并通過川慶內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至一體化數(shù)據(jù)庫中。該系統(tǒng)包含了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、鉆井主要設(shè)備情況、井身結(jié)構(gòu)、井控?cái)?shù)據(jù)、鉆具組合等17項(xiàng)數(shù)據(jù)填報(bào)模塊。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范性控制，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的填寫規(guī)范進(jìn)行了設(shè)置。該系統(tǒng)具有自動生成鉆井?dāng)?shù)據(jù)報(bào)表和鉆井井史的功能，確保了生成文檔的準(zhǔn)確性、完整性和規(guī)范性。

2. 一體化平臺錄井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

肺癌屬于嚴(yán)重的對人類健康造成威脅的常見惡性腫瘤。在多數(shù)的肺癌病人中，進(jìn)行首次的確診時(shí)，就已經(jīng)對手術(shù)治療失去了機(jī)會，他在五年內(nèi)的生存率極低。由此，在對肺癌進(jìn)行的早期診斷于發(fā)現(xiàn)中，十分重要。由于小腺癌的研究病理逐漸的深入，它在于影像學(xué)的表現(xiàn)中，也逐漸得到人們的關(guān)注，多層的多排螺旋CT機(jī)其機(jī)器的性能，及其在進(jìn)行術(shù)后處理的技術(shù)中，對肺內(nèi)的病變的小孤立定性的診斷所提供出更多有用的信息[1]。以下對患者進(jìn)行多排螺旋CT機(jī)與纖維支氣管鏡方法進(jìn)行檢查中得出結(jié)論。我院在肺小腺癌的早期診斷治療中，運(yùn)用多排的CT螺旋機(jī)對其診斷與治療，有滿意效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

錄井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含錄井基本信息、工程數(shù)據(jù)、深度數(shù)據(jù)等6個(gè)數(shù)據(jù)填報(bào)模塊，具有A1錄井部分專業(yè)報(bào)表生成、完井地質(zhì)資料報(bào)表生成、錄井報(bào)告附表生成等功能模塊，能夠自動向A7系統(tǒng)推送地質(zhì)日報(bào)數(shù)據(jù)。

3. 一體化平臺測井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

測井專業(yè)填報(bào)系統(tǒng)包括測井任務(wù)通知單管理、井作業(yè)收集信息、測井現(xiàn)場提交信息、解釋處理作業(yè)等7個(gè)功能模塊，從測井任務(wù)通知單下達(dá)開始到最終完整資料的歸檔入庫，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度管理、小隊(duì)施工野外數(shù)據(jù)傳輸、測井資料解釋處理全測井施工過程的流程化和規(guī)范化程序管理。

4. 一體化平臺試油數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

試油數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、射孔作業(yè)、增產(chǎn)作業(yè)、測試作業(yè)、帶壓作業(yè)6個(gè)數(shù)據(jù)填報(bào)模塊，具有自動生成試油井史的功能，確保了試油井史的完整性和規(guī)范性。同時(shí)該系統(tǒng)能夠自動向A1、A5系統(tǒng)推送試油數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)重復(fù)填報(bào)，該系統(tǒng)還具有報(bào)表功能、計(jì)算功能、圖形功能，提高了現(xiàn)場工程人員資料處理水平，也豐富了一體化平臺的應(yīng)用功能。

（六）建立工程信息發(fā)布平臺

1. 實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)數(shù)據(jù)查詢

2. 實(shí)時(shí)曲線和實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

在該平臺中通過輸入井號查詢實(shí)時(shí)曲線和實(shí)時(shí)視頻。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、鉆參儀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、壓裂酸化實(shí)時(shí)曲線、地面流程實(shí)時(shí)曲線。實(shí)時(shí)視頻能夠?qū)崿F(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場全景、鉆臺、循環(huán)罐等區(qū)域的全天24小時(shí)視頻監(jiān)控。管理人員通過對多種信息源的綜合分析，為遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場施工提供了幫助。

3. 生產(chǎn)運(yùn)行查詢

生產(chǎn)運(yùn)行模塊實(shí)現(xiàn)對公司目前所有正鉆井每日動態(tài)信息的查看，包含鉆井日報(bào)、錄井日報(bào)、井控日報(bào)、鉆井液日報(bào)、試油日報(bào)。

4. 實(shí)時(shí)預(yù)警

應(yīng)用一體化數(shù)據(jù)庫分析鄰井事故復(fù)雜資料，最終提煉形成故障風(fēng)險(xiǎn)提示圖版，實(shí)現(xiàn)事故復(fù)雜的預(yù)防與預(yù)警。集成應(yīng)用鉆井知識庫和錄井實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提示和動態(tài)決策。

5. 三維GIS查詢

三維GIS與A4地理信息系統(tǒng)對接，充分利用地理信息資源，實(shí)現(xiàn)選定井的快速可視化定位，動態(tài)展現(xiàn)該井和臨井的地理信息和施工信息。

6. 利用大數(shù)據(jù)優(yōu)選鉆頭

依托工程數(shù)據(jù)一體化信息平臺整合了各專業(yè)工程數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，建立了區(qū)塊難鉆地層可鉆性剖面，并結(jié)合實(shí)鉆資料開展鉆頭優(yōu)選工作。

7. 個(gè)性化鉆頭輔助設(shè)計(jì)

利用一體化數(shù)據(jù)庫建立基于鉆頭專家?guī)煜到y(tǒng)和PDC鉆頭設(shè)計(jì)軟件等應(yīng)用系統(tǒng)的智能設(shè)計(jì)平臺，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動調(diào)用與智能分析，降低了鉆頭設(shè)計(jì)人員重復(fù)、低效的勞動，釋放了其創(chuàng)造性。

8. 輔助鉆井設(shè)計(jì)

基于一體化數(shù)據(jù)庫建立的鉆井設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用深度挖掘信息平臺中的成果，開展井身結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)、鉆具組合、鉆井液性能等方面的鉆井輔助設(shè)計(jì)，同時(shí)也能跨專業(yè)應(yīng)用鄰井實(shí)鉆數(shù)據(jù)、錄井?dāng)?shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)等成果資料來指導(dǎo)鉆井設(shè)計(jì)。完成后的鉆井設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)入一體化數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對一體化數(shù)據(jù)庫資源的補(bǔ)充，形成數(shù)據(jù)的良性循環(huán)應(yīng)用。

二、應(yīng)用實(shí)踐效果

1、實(shí)現(xiàn)對工程技術(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

工程技術(shù)一體化信息平臺搭建完成后，川慶鉆探公司建立了RTOC中心，實(shí)現(xiàn)了在基地對井場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)視頻、單井動態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，利用鉆井設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)鉆參數(shù)的對比實(shí)現(xiàn)工程預(yù)警，從而提高對現(xiàn)場的監(jiān)控和管理能力，提高工程質(zhì)量，降低作業(yè)成本，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科跨專業(yè)技術(shù)支持與服務(wù)。

2、實(shí)現(xiàn)井場數(shù)據(jù)“一次填報(bào)、多系統(tǒng)共享”的目的

川慶鉆探公司與西南油氣田公司共同建立一套數(shù)據(jù)傳輸流程和數(shù)據(jù)審核流程，實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)正常推送，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性。工程技術(shù)一體化信息平臺作為工程數(shù)據(jù)采集的源頭，應(yīng)用數(shù)據(jù)同步技術(shù)，將數(shù)據(jù)自動推送到中間庫，再由中間庫向A1、A5、A7、A12系統(tǒng)同步推送，實(shí)現(xiàn)井場數(shù)據(jù)“一次填報(bào)、多系統(tǒng)共享”的目的，減輕作業(yè)隊(duì)填報(bào)數(shù)據(jù)的工作量，從根本上解決了數(shù)據(jù)重復(fù)填報(bào)，數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊的現(xiàn)象。

三、展望

根據(jù)工程技術(shù)一體化信息平臺已取得的研究成果，繼續(xù)深入開展功能應(yīng)用研究?；诠こ碳夹g(shù)一體化信息平臺開發(fā)一套用于安卓系統(tǒng)的井筒工程移動平臺，實(shí)現(xiàn)管理人員不受時(shí)間和地點(diǎn)的制約，通過手機(jī)或平板電腦方便、快速的查詢鉆完井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、報(bào)表信息，為管理人員提供及時(shí)、可靠的決策依據(jù)，從而建立一種全新的“移動辦公”模式。基于工程技術(shù)一體化信息平臺建立鉆井決策系統(tǒng)，為鉆井設(shè)計(jì)、生產(chǎn)指揮提供智能輔助決策，實(shí)現(xiàn)鉆井經(jīng)驗(yàn)知識傳承，為川慶監(jiān)控技術(shù)支持中心提供支撐，提高生產(chǎn)管理人員指揮決策效率，使一體化平臺發(fā)揮更大的功效。