“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的智慧錄井系統(tǒng)應(yīng)用探索

張期博

摘 要：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的來(lái)臨和發(fā)展，推動(dòng)了生產(chǎn)組織形式及制造模式等的改變和創(chuàng)新，人工智能的出現(xiàn)也打破的傳統(tǒng)認(rèn)知，加快了各行業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)代化、智慧化發(fā)展腳步，為錄井技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)，對(duì)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展存在積極影響。本文主要針對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，如何開(kāi)展智慧錄井系統(tǒng)的有效應(yīng)用展開(kāi)細(xì)化探討，其中，針對(duì)這一時(shí)代也進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，以期為推動(dòng)現(xiàn)代錄井系統(tǒng)升級(jí)創(chuàng)新建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代;應(yīng)用;智慧路徑系統(tǒng)

錄井技術(shù)屬于石油工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)之一，對(duì)于油氣的鉆探來(lái)講，具有的作用和價(jià)值都較為關(guān)鍵。但以其特點(diǎn)和歷史經(jīng)驗(yàn)等為基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)的傳統(tǒng)模式，工作區(qū)域多為環(huán)境惡劣的野外，針對(duì)錄井信息的采集，以及對(duì)相關(guān)設(shè)備儀器的使用都需要通過(guò)人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)，工作效率難以保證，信息化程度也相對(duì)較低，針對(duì)新型智能化的錄井系統(tǒng)開(kāi)展積極探索十分必要。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代概述

“互聯(lián)網(wǎng)+”主要指，將互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的各類創(chuàng)新成果，實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)多領(lǐng)域的深層次融合，加快技術(shù)發(fā)展和水平提升速度，推動(dòng)組織變革，促使實(shí)體經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)及創(chuàng)新能力均能夠?qū)崿F(xiàn)有效提升，創(chuàng)建覆蓋區(qū)域更廣的，基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮基礎(chǔ)設(shè)施及創(chuàng)新要素作用的新型經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展形態(tài)[1]。近幾年國(guó)家對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展愈發(fā)重視，并開(kāi)展了多種形式的戰(zhàn)略部署操作，結(jié)合“十九大”相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)重視積極推動(dòng)實(shí)現(xiàn)人工智能以及互聯(lián)網(wǎng)等，和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合目標(biāo)進(jìn)程，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展。基于當(dāng)今時(shí)代背景下，“智能+”以及“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)變?yōu)榱宋覈?guó)積極推動(dòng)側(cè)供給結(jié)構(gòu)改革進(jìn)程的重要手段，企業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵契機(jī)。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的智慧錄井系統(tǒng)應(yīng)用

參考錄井技術(shù)現(xiàn)階段的實(shí)際發(fā)展需求和狀態(tài)，以工程建工及信息傳輸、地層剖面建立等工程任務(wù)為中心，依靠云計(jì)算、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)等新型的現(xiàn)代化技術(shù)，針對(duì)錄井?dāng)?shù)據(jù)采集智能化、設(shè)備運(yùn)維、智能解釋等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)探究，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析、鉆井工程參數(shù)識(shí)別等技術(shù)的有效集成，創(chuàng)設(shè)數(shù)據(jù)處理、發(fā)布、采集等于一體的系統(tǒng)管理平臺(tái)，摒棄傳統(tǒng)人中心的理論方法，經(jīng)由數(shù)據(jù)只能解釋、儀器自動(dòng)分析，以及智能決策等的深度融合，建立工程預(yù)警、實(shí)時(shí)智能解釋等井場(chǎng)協(xié)同信息化支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)錄井作業(yè)模式的優(yōu)化，推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和人工智能技術(shù)協(xié)同結(jié)合目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程，推動(dòng)錄井技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展腳步。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

智慧錄井系統(tǒng)主要涉及4層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括用戶層、采集層等，主要功能包括數(shù)據(jù)管控以及智能化分析、錄井信息自動(dòng)化采集分析等，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化等錄井解決方案的創(chuàng)設(shè)。

其一，采集層中具體包括工業(yè)機(jī)器人、錄井儀器等，主要負(fù)責(zé)對(duì)各類錄井信息的自動(dòng)化采集和管控，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效優(yōu)化及自行診斷，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)故障的提前發(fā)現(xiàn)。

其二，網(wǎng)絡(luò)層屬于用戶和現(xiàn)場(chǎng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那溃蓪?shí)現(xiàn)對(duì)采集層信息傳遞、管控和匯聚等的有效支持，且可以發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)人機(jī)通信互通的信息支撐平臺(tái)作用。

其三，應(yīng)用層屬于錄井?dāng)?shù)據(jù)中心，主要發(fā)揮設(shè)備故障預(yù)警以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等作用，基于有關(guān)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器和各類錄井設(shè)備數(shù)據(jù)的合理化采集，同時(shí)，可以數(shù)據(jù)為對(duì)象開(kāi)展具體的分類、解析及清洗等相關(guān)操作。

其四，用戶層屬于數(shù)據(jù)中心開(kāi)展信息輸出的主體，具體涉及錄井施工單位以及各相關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目組等，可發(fā)揮協(xié)同研究、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。

2.2 核心單元及工作流程

系統(tǒng)核心單元即為應(yīng)用層和采集層。其中，應(yīng)用層面具體有智能預(yù)警系統(tǒng)以及職能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等;采集層中具體有儀器裝備智能故障診斷及維護(hù)系統(tǒng)，以及基于工業(yè)機(jī)器人的智能取樣分析系統(tǒng)等。系統(tǒng)核心技術(shù)主要包括如下幾種，下文將進(jìn)行具體論述。

2.2.1 錄井大數(shù)據(jù)信息挖掘及智能解釋評(píng)價(jià)系統(tǒng)

石油勘探開(kāi)發(fā)相關(guān)操作，主要是針對(duì)地下地質(zhì)的油氣、巖性等實(shí)體特征展開(kāi)的。大部分開(kāi)發(fā)及勘探井形成了大量類型各異的數(shù)據(jù)，其中涉及海量的地質(zhì)信息，此類信息對(duì)于油田未來(lái)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的優(yōu)化和發(fā)展存在重要影響?；诖髷?shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨和發(fā)展，日常應(yīng)用較為廣泛的各類數(shù)據(jù)分析方法，在實(shí)踐中的應(yīng)用已經(jīng)愈發(fā)頻繁，數(shù)據(jù)挖掘即為其中發(fā)揮作用較為顯著的方法之一，也是近年來(lái)相關(guān)人員研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。數(shù)據(jù)挖掘主要指的是基于海量數(shù)據(jù)內(nèi)，對(duì)潛在價(jià)值及有效性較高的模式進(jìn)行提取的處理過(guò)程，屬于KDD的重要構(gòu)成部分之一，通常涉及知識(shí)表達(dá)、數(shù)據(jù)清洗以及模式評(píng)估等環(huán)節(jié)。

本系統(tǒng)的具體功能，即針對(duì)基于采集層獲取錄井?dāng)?shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)由創(chuàng)設(shè)科學(xué)、規(guī)范的數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)模型的方式，針對(duì)儲(chǔ)集層流體性質(zhì)以及錄井巖性剖面等工程參數(shù)特征，開(kāi)展實(shí)時(shí)的在線分析解釋評(píng)價(jià)操作。實(shí)際開(kāi)展智能解釋評(píng)價(jià)相關(guān)操作以前，需要基于具體的解釋內(nèi)容，優(yōu)先制定出差異化的解釋方案，同時(shí)結(jié)合方案的具體內(nèi)容，明確對(duì)應(yīng)的解釋模型。

模型創(chuàng)設(shè)期間，需要先針對(duì)建模數(shù)據(jù)的調(diào)用，結(jié)合模型實(shí)際種類，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等算法的選擇操作。相關(guān)算法具體可劃分成數(shù)據(jù)降維、監(jiān)督模型學(xué)習(xí)等。針對(duì)監(jiān)督模型來(lái)講，應(yīng)用較為頻繁的算法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯以及回歸分析等。此類模型均為預(yù)測(cè)類，經(jīng)由現(xiàn)存輸入數(shù)據(jù)及輸出數(shù)據(jù)間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成相應(yīng)函數(shù)，再對(duì)輸入開(kāi)展映射操作，促使其和相應(yīng)的輸出相匹配，包括分類等。

關(guān)聯(lián)分析以及聚類分析均為無(wú)監(jiān)督類，可直接針對(duì)所輸入的數(shù)據(jù)集開(kāi)展模型建設(shè)操作，具體包括時(shí)序分析算法以及K-近鄰分類等。第三類數(shù)據(jù)維度歸約，具體涉及因子分析以及主成分等分析法，通過(guò)數(shù)據(jù)的變換或者編碼，獲取原數(shù)據(jù)的壓縮或者歸約表示，基于綜合指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)原數(shù)據(jù)的代替，再開(kāi)展相應(yīng)的分析操作。模型基于學(xué)習(xí)訓(xùn)練，開(kāi)展結(jié)果驗(yàn)證，再以驗(yàn)證結(jié)果符合率高低為依據(jù)，針對(duì)各類模型算法展開(kāi)評(píng)估，明確最優(yōu)的訓(xùn)練模型，同時(shí)對(duì)其開(kāi)展不斷的改良及更新相關(guān)操作。

具體開(kāi)展解釋?xiě)?yīng)用相關(guān)操作期間，基于錄井獲取的原始數(shù)據(jù)，需要先開(kāi)展數(shù)據(jù)清洗，將其中的離散和非正常數(shù)據(jù)清除，將和分析任務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)分離出來(lái)，再通過(guò)合并或者轉(zhuǎn)換等方式，促使其合理的形式展現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于提高挖掘?qū)嵭院捅憬菪源嬖诜e極影響。隨后針對(duì)符合條件的解釋模型展開(kāi)調(diào)用操作，基于數(shù)據(jù)挖掘算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)隱藏知識(shí)及模式的抽取操作，例如預(yù)測(cè)、分類等，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)處理結(jié)果的獲取。最后，經(jīng)由知識(shí)表達(dá)或者可視化等技術(shù)，針對(duì)所挖掘知識(shí)，開(kāi)展于決策支持、在線巖性解釋等中的具體應(yīng)用。

2.2.2 基于工業(yè)機(jī)器人的智能取樣分析系統(tǒng)

智能取樣分析系統(tǒng)的技術(shù)流程包括：基于鉆井現(xiàn)場(chǎng)形成的巖屑混合物以及鉆井液，經(jīng)由引流設(shè)備，輸入到智慧錄井平臺(tái)設(shè)備房中，先是利用定量脫氣設(shè)備將內(nèi)部氣體脫附出，再通過(guò)紅外光譜法，針對(duì)內(nèi)部的烴類和非烴氣體開(kāi)展實(shí)時(shí)在線的含量檢測(cè)操作，隨后，利用固液分離技術(shù)，將內(nèi)部的巖屑樣品分離出來(lái)。

在進(jìn)行自動(dòng)清洗以后，開(kāi)展巖屑白光及熒光普照，得到和含油巖樣位置相對(duì)應(yīng)的熒光圖像信息，利用視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操控，將相應(yīng)的樣品置于對(duì)應(yīng)錄井設(shè)備內(nèi)，開(kāi)展自動(dòng)化的檢測(cè)分析操作，明確地層含有騎行以及巖性等參數(shù)信息。依靠對(duì)應(yīng)系統(tǒng)，針對(duì)余下的樣品開(kāi)展自動(dòng)化的封裝以及標(biāo)識(shí)噴碼等操作，留作觀察樣本?；诠こ填A(yù)警系統(tǒng)，依靠裝設(shè)在鉆機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的傳感設(shè)備，對(duì)鉆井相關(guān)參數(shù)展開(kāi)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。

經(jīng)由上述方法采集參數(shù)，均送至應(yīng)用層數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中，為后期開(kāi)展的整理及統(tǒng)計(jì)分析相關(guān)操作提供支撐。

3 結(jié)論

綜上所述，對(duì)于石油工業(yè)來(lái)講，在實(shí)現(xiàn)的每次跨越，均是乘著技術(shù)革命的發(fā)展浪潮?，F(xiàn)階段，錄井行業(yè)逐漸進(jìn)入了生產(chǎn)方式信息化以及智能化轉(zhuǎn)型的重要階段，機(jī)器換人成為了世界企業(yè)生產(chǎn)改革的未來(lái)方向，精準(zhǔn)把握歷史機(jī)遇，錄井系統(tǒng)應(yīng)重視將全流程及全要素協(xié)同智能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)等目的，推動(dòng)錄井行業(yè)快發(fā)發(fā)展，促進(jìn)其核心競(jìng)爭(zhēng)力提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉善勇，夏思琪，印森林.資源勘查工程專業(yè)錄井實(shí)驗(yàn)班“錄井方法與技術(shù)”課程教學(xué)方法探討[J].教育教學(xué)論壇，2020（24）：286-287.