油氣井筒工程數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)進(jìn)展及數(shù)據(jù)深度應(yīng)用思考

胡 貴 崔明月 陶 冶 黃雪琴 張國輝 石李保

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

近年來，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能五大技術(shù)為核心的數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展，催生了工業(yè)4.0技術(shù)革命[1]，各行業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)提出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的具體思路和方向[2-4]。油氣工程行業(yè)也不例外，數(shù)字井筒、鉆井遠(yuǎn)程支持、數(shù)字油田技術(shù)快速發(fā)展[5-7]，一定程度上促進(jìn)了油氣工程行業(yè)降本增效[8]?？傮w上看，油氣工程數(shù)字化發(fā)展還不夠成熟，雖然數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)發(fā)展迅速，但數(shù)據(jù)深度應(yīng)用有限，工程績效提升受限[9]，地質(zhì)工程一體化智能評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、診斷、決策技術(shù)仍然是各大油氣公司攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，也是制約我國油氣工程領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)[10]。本文結(jié)合油氣工程數(shù)字化技術(shù)發(fā)展實(shí)際情況，討論我國油氣井工程井筒數(shù)據(jù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)深度應(yīng)用現(xiàn)狀，分析制約油氣井工程井筒數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的原因，提出對(duì)策與建議，為油氣井筒工程領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)工程降本增效提供參考。

1 油氣井筒工程數(shù)字技術(shù)與數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)進(jìn)展

油氣井筒工程是指圍繞建井工程、井筒作業(yè)、井筒管理的工程作業(yè)集合，包括鉆井完井、試油采油、注水注氣、儲(chǔ)層改造、井下作業(yè)等。油氣井筒工程具有對(duì)工具工藝技術(shù)依賴性強(qiáng)、作業(yè)時(shí)間長、數(shù)據(jù)量大、專業(yè)面寬、數(shù)據(jù)項(xiàng)繁雜等特點(diǎn)，影響對(duì)其數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用。

1.1 油氣井筒工程技術(shù)發(fā)展趨勢分析

國際油價(jià)的每一次波動(dòng)都推動(dòng)油氣工程技術(shù)向著更安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保方向發(fā)展[11]。隨著油氣勘探開發(fā)不斷向深層深水、低滲透低品位、極寒、非常規(guī)等領(lǐng)域深入，與井筒工程技術(shù)相關(guān)的新裝備、新工具、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出6個(gè)方面的發(fā)展趨勢。

（1）裝備與工具高效能化。研發(fā)高性能、高效率、高經(jīng)濟(jì)性的裝備和工具提高作業(yè)效率是工業(yè)發(fā)展永恒的趨勢。例如，美國Veristic公司研發(fā)的“米”字8方向步進(jìn)式液壓快速移動(dòng)鉆機(jī)，鉆機(jī)平移速度達(dá)到0.2m/min；挪威油井技術(shù)公司研發(fā)的含雙起升系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的鉆機(jī)，鉆桿下入速度可達(dá)3600m/h，節(jié)約鉆井周期30%～40%以上；加拿大DRECO公司研發(fā)了低速大扭矩螺桿，轉(zhuǎn)速為100～110r/min時(shí)制動(dòng)扭矩達(dá)15000N·m；阿特拉公司研制的TorkBuster扭力沖擊器，機(jī)械鉆速提高150%，鉆頭壽命延長50%。

（2）井筒工程作業(yè)可探視化。為應(yīng)對(duì)復(fù)雜油氣藏作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，作業(yè)可探視化一直是油氣井筒作業(yè)的追求。通過作業(yè)可探視化技術(shù)，可及時(shí)了解作業(yè)對(duì)象的復(fù)雜性，掌握作業(yè)參數(shù)的合理性，判斷后續(xù)作業(yè)方向。例如，斯倫貝謝公司[12]隨鉆電磁波電阻率測井技術(shù)PeriScope，可探測井周及鉆頭前方33m地層情況，指導(dǎo)井眼軌跡控制；貝克休斯公司[13]的隨鉆地震技術(shù)SeismicTrak，可探測鉆進(jìn)前方百米甚至千米地層壓力變化和儲(chǔ)層特性，及時(shí)指導(dǎo)井眼軌跡控制、鉆井液密度調(diào)整、井下復(fù)雜管控等作業(yè)；其裂縫監(jiān)測工具StageWatch，通過可回收壓力計(jì)、溫度計(jì)收集壓力和溫度數(shù)據(jù)，深化油藏認(rèn)識(shí)，并采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)優(yōu)化完井設(shè)計(jì)，提高單井產(chǎn)量；哈里伯頓公司的新型裂縫監(jiān)測系統(tǒng)FracHeight，可直接測量與裂縫擴(kuò)展、變形有關(guān)的數(shù)據(jù)，為壓裂參數(shù)優(yōu)選提供參考。此外，國際油公司、服務(wù)公司紛紛建設(shè)集工程數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、數(shù)據(jù)管理、工程設(shè)計(jì)、施工監(jiān)測和生產(chǎn)指揮于一體的工程技術(shù)信息遠(yuǎn)程傳輸與專家診斷系統(tǒng)，支撐復(fù)雜井筒條件和復(fù)雜環(huán)境下的工程可探視化作業(yè)。

（3）井筒工程數(shù)字化。為了不斷加強(qiáng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控，井筒工程數(shù)字化趨勢不斷增強(qiáng)。例如，國民油井公司的智能鉆桿Intelliserv，為鉆井作業(yè)數(shù)字井筒技術(shù)提供了數(shù)據(jù)傳輸“寬帶”；貝克休斯公司的隨鉆診斷系統(tǒng)Copilot，配套多種傳感器，實(shí)時(shí)測量并傳輸鉆具扭矩和轉(zhuǎn)速、鉆頭鉆壓、動(dòng)力鉆具轉(zhuǎn)速和彎曲力矩、環(huán)空壓力等數(shù)據(jù)，幫助有效識(shí)別井下風(fēng)險(xiǎn)；斯倫貝謝公司研制了由隨鉆測量、地質(zhì)力學(xué)模型、風(fēng)險(xiǎn)管理、孔隙壓力預(yù)測和可視化等技術(shù)組成的NDS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)地層、儲(chǔ)層預(yù)測和作業(yè)方案實(shí)時(shí)優(yōu)化；其DigiScope全新鉆井液脈沖數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)和 XACT公司的鉆柱聲波傳輸系統(tǒng)，解決了傳輸數(shù)據(jù)量低、傳輸速率慢、脈沖噪聲影響等難題，為鉆井井筒工程數(shù)字化提供數(shù)據(jù)支撐。

（4）井筒工程作業(yè)自動(dòng)化。例如，挪威e-Drilling Solutions公司研發(fā)的eDrilling自動(dòng)化鉆井系統(tǒng)，集鉆井仿真模擬、實(shí)時(shí)3D可視化和遠(yuǎn)程專家決策于一體，可為待鉆井進(jìn)行數(shù)字化預(yù)演、復(fù)雜故障預(yù)判和儲(chǔ)層鉆進(jìn)描述；意大利Drillmec公司的AHEAD自動(dòng)化鉆機(jī)具備液壓和電動(dòng)雙驅(qū)動(dòng)能力，配套全自動(dòng)離線處理系統(tǒng)、連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)與流量監(jiān)測系統(tǒng)等，具有智能鉆桿、連續(xù)循環(huán)、流量監(jiān)控和自動(dòng)送鉆功能等，鉆井效率提高50%以上；國民油井公司研發(fā)的自動(dòng)化閉環(huán)鉆井系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)獲取鉆壓、井下振動(dòng)、井底壓力等參數(shù)，自動(dòng)優(yōu)化地面、井下設(shè)備和工具參數(shù)，在鷹灘試驗(yàn)井平均日進(jìn)尺提高17%；挪威Robotic Drilling System公司開發(fā)了全自動(dòng)鉆臺(tái)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)鉆桿自動(dòng)化處理。

（5）油氣井筒工程智能化。為了提高決策質(zhì)量和管理水平，石油公司紛紛啟動(dòng)數(shù)字油田建設(shè)，例如殼牌智能油田，bp公司未來油田項(xiàng)目，中國石油統(tǒng)一信息系統(tǒng)平臺(tái)（A1-A12項(xiàng)目）、夢想云，中國石化勘探開發(fā)業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)（EPBP），中國海油涵蓋勘探開發(fā)核心業(yè)務(wù)的一體化數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)（A2項(xiàng)目）等。為支撐油田智能化發(fā)展，除了支持?jǐn)?shù)字井筒的工程數(shù)據(jù)采集技術(shù)快速發(fā)展外，基于井筒數(shù)據(jù)應(yīng)用的智能化技術(shù)也不斷增加。例如，貝克休斯公司利用數(shù)字孿生體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理機(jī)械和分析技術(shù)的融合，通過儲(chǔ)存于Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上深度學(xué)習(xí)模型，可自動(dòng)檢測設(shè)備缺陷和異常情況，提供潛在故障早期預(yù)警，避免不必要的常規(guī)周期檢測維修。

（6）地質(zhì)工程一體化。地質(zhì)工程一體化決策技術(shù)綜合利用物探、測井、鉆井、生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行油藏評(píng)價(jià)與工程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)油氣探明儲(chǔ)量最大化、采收率最大化、油藏生命周期勘探開發(fā)綜合效益最優(yōu)化。目前，國外主要油公司都構(gòu)建了地質(zhì)工程一體化平臺(tái)，促進(jìn)多學(xué)科組織管理和數(shù)據(jù)融合，通過多專業(yè)協(xié)同和數(shù)據(jù)挖掘，不斷調(diào)整和完善鉆井、壓裂等工程技術(shù)方案。例如，康菲石油公司[14]利用大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，分析地質(zhì)、油藏、鉆井和開發(fā)等各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，以縮短鉆井周期、優(yōu)化完井設(shè)計(jì)，提高對(duì)地層的認(rèn)識(shí)，在鷹灘頁巖油氣區(qū)應(yīng)用，鉆井周期減少50% 以上。我國在頁巖油氣開發(fā)中也采用地質(zhì)工程一體化技術(shù)提高作業(yè)效率[15-19]，但基于大數(shù)據(jù)的鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別軟件、儲(chǔ)層改造工程設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化軟件、跨專業(yè)協(xié)同工作智能鉆完井軟件等，仍需要從國外引進(jìn)。

從油氣井筒工程技術(shù)的發(fā)展趨勢可以看出，除了裝備與工具高效能化趨勢外，其他5個(gè)趨勢均與油氣井筒工程數(shù)字化技術(shù)發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。油氣井工程行業(yè)已普遍認(rèn)識(shí)到數(shù)字技術(shù)的作用和影響，并在不同程度地采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)景改革[20]。數(shù)字技術(shù)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字業(yè)務(wù)在各公司戰(zhàn)略中的優(yōu)先級(jí)不斷提升，研發(fā)投入逐年增加，已占上游投入的14%。

1.2 油氣井筒工程數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

油氣井筒工程數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了數(shù)據(jù)平臺(tái)的發(fā)展，國際油氣公司紛紛開始建設(shè)自己的數(shù)據(jù)平臺(tái)。國內(nèi)企業(yè)也開始了自身的數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)工作，雖然起步晚，但發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)平臺(tái)初具規(guī)模。下面以中國石油、中國石化、中國海油3家公司為例，說明這一現(xiàn)狀。

20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫技術(shù)建設(shè)油田勘探開發(fā)數(shù)據(jù)庫，并優(yōu)先在鉆井專業(yè)發(fā)展。期間，受石油企業(yè)與機(jī)構(gòu)重組、通信設(shè)施基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)水平、開發(fā)資金投入等影響，到2002年，除塔里木油田、西南油氣田、長慶油田等擁有較完整的鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫外，大多數(shù)油田開發(fā)的鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫利用率較低。“十一五”期間，隨著通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，中國石油、中國石化、中國海油先后啟動(dòng)了新一輪的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，并主要以專業(yè)為基礎(chǔ)分別建設(shè)，先后啟動(dòng)了多個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)項(xiàng)目，各油田企業(yè)及地區(qū)公司也開始建立自己的專業(yè)數(shù)據(jù)庫?？傮w上看，此時(shí)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫為實(shí)現(xiàn)各自目標(biāo)，采取分割式管理，多專業(yè)多重建庫導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)填報(bào)、系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)無法共享、數(shù)據(jù)源錯(cuò)誤率高，嚴(yán)重阻礙生產(chǎn)管理[21]。為解決以上問題，“十二五”期間，提出建設(shè)以井筒生產(chǎn)為基礎(chǔ)、適合多專業(yè)需求的油氣勘探生產(chǎn)綜合管理平臺(tái)，減少現(xiàn)場數(shù)據(jù)填報(bào)的負(fù)擔(dān)，提高信息資源利用率，但數(shù)據(jù)庫的深度應(yīng)用仍存在較大困難?！笆濉逼陂g，啟動(dòng)針對(duì)統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖管理、統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)應(yīng)用的勘探開發(fā)一體化云平臺(tái)建設(shè)，例如中國石油的勘探開發(fā)夢想云、中國石化的勘探開發(fā)業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)（EPBP）、中國海油的一體化數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)等[22-23]。

勘探開發(fā)夢想云于2018年11月27日正式發(fā)布[24]，實(shí)現(xiàn)了勘探開發(fā)統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖、統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)，上游全業(yè)務(wù)鏈數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一、互聯(lián)互通，支持跨專業(yè)、跨機(jī)構(gòu)、跨地域共享，實(shí)現(xiàn)通用應(yīng)用環(huán)境，達(dá)到勘探開發(fā)、生產(chǎn)管理、協(xié)同研究、經(jīng)營決策的一體化運(yùn)營的目的。夢想云[25]統(tǒng)一數(shù)據(jù)湖管理了48萬口井、600個(gè)油氣藏、7000個(gè)地震工區(qū)、4萬座站庫，共計(jì)1.7PB，橫跨60多年的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，涵蓋六大領(lǐng)域、15個(gè)專業(yè)，形成國內(nèi)最大勘探開發(fā)數(shù)據(jù)湖；云平臺(tái)原生協(xié)同研究環(huán)境中包含1300多個(gè)研究項(xiàng)目線上運(yùn)行，綜合研究數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間的效率提升60多倍，在線協(xié)同的效率提升超過20%；應(yīng)用模塊改造云化集成實(shí)現(xiàn)了10多個(gè)公司統(tǒng)建系統(tǒng)和各油田上百個(gè)自建系統(tǒng)的快速云化集成，打通30多款專業(yè)軟件的支持通道，3萬多用戶在夢想云上開展工作。夢想云的實(shí)施標(biāo)志著中國石油信息化邁入全新時(shí)代，在國內(nèi)油氣行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型及信息化建設(shè)中具有里程碑意義。

得益于企業(yè)對(duì)數(shù)字技術(shù)重要性的認(rèn)同及不斷增加的數(shù)據(jù)平臺(tái)研發(fā)投入，目前油氣勘探開發(fā)上游業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)已初具規(guī)模，作為組成部分的油氣井筒數(shù)據(jù)平臺(tái)也形成相應(yīng)規(guī)模，一定程度上實(shí)現(xiàn)了“數(shù)據(jù)大”的目的。

2 油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在油氣井筒工程數(shù)字技術(shù)促進(jìn)下，勘探開發(fā)一體化云平臺(tái)已擁有海量的油氣井筒工程數(shù)據(jù)，一定程度上引起了石油工程作業(yè)方式和管理方式的變革?？傮w上看，工程數(shù)據(jù)的應(yīng)用方面尚有大量工作有待開展。

2.1 數(shù)據(jù)應(yīng)用的“4個(gè)層次”

分析井筒工程的專業(yè)特性和信息特性，現(xiàn)有油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用具有4個(gè)層次。如圖1所示，橫軸表示油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用對(duì)信息技術(shù)（IT）的依賴程度或是對(duì)IT的技術(shù)投入程度需求，縱軸表示油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用對(duì)井筒工程專業(yè)技術(shù)的依賴程度或是對(duì)井筒工程專業(yè)技術(shù)投入需求程度?？傮w上呈金字塔狀，頂部為層次4，底部為層次1。隨著層次的提升，其對(duì)油氣井筒工程的專業(yè)依賴程度、技術(shù)投入需求程度不斷增加，而對(duì)信息技術(shù)的依賴程度相對(duì)逐漸降低。

圖1 井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的4個(gè)層次

層次1，油氣井筒工程數(shù)據(jù)搜采集中。主要是建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、運(yùn)程傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的搜集、采集，并進(jìn)行集中管理和初步應(yīng)用。需要主體依靠信息技術(shù)和通信技術(shù)，開展大量的基礎(chǔ)信息采集、信息通信基礎(chǔ)建設(shè)工作，輔以少量的油氣井筒工程專業(yè)技術(shù)。此層次是油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)層，主要目標(biāo)是數(shù)據(jù)的獲取、集中管理和基礎(chǔ)應(yīng)用。

層次2，油氣井筒工程數(shù)據(jù)呈現(xiàn)描述。對(duì)搜采集中的結(jié)構(gòu)化油氣井筒工程數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范處理，以實(shí)現(xiàn)油氣井筒工程數(shù)據(jù)報(bào)表化、圖形化展示為目標(biāo)，形象地描述井筒工程工藝實(shí)施情況，方便開展技術(shù)管理和簡單應(yīng)用分析，提高工程管理及分析效率。需要依靠計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，輔以一定程度的井筒工程專業(yè)技術(shù)。此層次在強(qiáng)化油氣井筒工程技術(shù)數(shù)字化、信息化管理方面具有顯著優(yōu)勢，如借助實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程作業(yè)中心（Real Time Operation Center，RTOC），利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸和計(jì)算機(jī)快速呈現(xiàn)和描述能力，結(jié)合技術(shù)專家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，可顯著提高技術(shù)管理效率和技術(shù)決策效率。

層次3，油氣井筒工程數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。主要通過專業(yè)技術(shù)人員介入，利用相關(guān)專業(yè)知識(shí)，編制或集成專業(yè)功能軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性定量分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵井筒工程作業(yè)參數(shù)的優(yōu)化控制與應(yīng)用。此層次需依靠油氣井筒工程專業(yè)技術(shù)人員，輔以一定的信息技術(shù)投入，通?？蒲腥藛T、專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用較多，以便提高油氣井筒工程數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平，指導(dǎo)工程作業(yè)，提質(zhì)增效。例如，結(jié)合層次2的RTOC建設(shè)，通過技術(shù)人員編制集成諸多分析功能軟件，既可提高對(duì)井筒數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用能力，又可減少技術(shù)專家的投入，降低工程作業(yè)對(duì)專家技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的依賴性，提高井筒工程作業(yè)管理和決策的科學(xué)性與實(shí)效性。

層次4，油氣井筒工程智能化深度應(yīng)用。主要是利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等手段，基于勘探開發(fā)上游業(yè)務(wù)一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)，以油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度共享、深度分析、深度應(yīng)用為目標(biāo)，對(duì)數(shù)據(jù)背后顯性、隱性因素進(jìn)行挖掘、自學(xué)習(xí)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣井筒工程作業(yè)的一體化、自動(dòng)化、智能化控制，以顯著提升作業(yè)效率。與前三個(gè)層次不同的是，此層次需要既具有油氣井筒工程技術(shù)專業(yè)背景又有信息技術(shù)基礎(chǔ)的專業(yè)IT人員才能滿足需求，信息技術(shù)已經(jīng)融入油氣井筒工程專業(yè)技術(shù)。只有真正實(shí)現(xiàn)了層次4，油氣井筒工程數(shù)據(jù)才真正步入深度應(yīng)用的范疇，這也是油氣井筒工程專業(yè)發(fā)展的必然趨勢，目前多數(shù)企業(yè)正朝此方向發(fā)展[26]。

2.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

4個(gè)層次中，層次1和層次2屬基礎(chǔ)應(yīng)用層次，通過加大對(duì)通信與信息投入，輔助井筒工程專業(yè)即可完成，是較容易實(shí)現(xiàn)的層次，國內(nèi)各大油氣企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)該層次的應(yīng)用。進(jìn)入層次3和層次4的數(shù)據(jù)應(yīng)用，除了對(duì)油氣井工程專業(yè)技術(shù)要求高之外，還對(duì)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)高效管理具有較高要求。油氣企業(yè)通常規(guī)模較大，涉及較多企業(yè)部門，專業(yè)性非常強(qiáng)。油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用需要跨越的障礙很多，在深度應(yīng)用層還有大量工作需要開展。

目前，我國三大油公司已分別建立統(tǒng)一的勘探開發(fā)云平臺(tái)，重點(diǎn)用于解決海量數(shù)據(jù)的深度共享和高效管理問題，為油氣井工程數(shù)據(jù)進(jìn)入層次4的深度應(yīng)用創(chuàng)造條件。但油氣井筒工程數(shù)據(jù)真正由“數(shù)據(jù)大”走向“大數(shù)據(jù)”的深度應(yīng)用總體還不夠，表現(xiàn)在：（1）缺少專業(yè)型IT人員，現(xiàn)僅將IT和專業(yè)人員機(jī)械整合在一起；（2）制約數(shù)據(jù)深度共享的管理壁壘仍然存在，建立數(shù)據(jù)深度共享的體制機(jī)制，還需要對(duì)企業(yè)組織架構(gòu)、管理模式和管理體系進(jìn)行重構(gòu)[27]，甚至要對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化重組，從系統(tǒng)、全局、最優(yōu)目標(biāo)出發(fā)設(shè)計(jì)和優(yōu)化流程，追求簡潔和有效控制，力求整體效率和效益最大化；（3）盡管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已具有一定規(guī)模，但業(yè)務(wù)鏈并不完整，部分海外業(yè)務(wù)尚未納入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

3 油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的幾點(diǎn)思考

3.1 挑戰(zhàn)

目前，大型、特大型油氣公司對(duì)油氣井筒數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用主體還處于層次2和層次3之間，即簡單應(yīng)用水平；如果是小型企業(yè)，所占有的油氣井筒工程數(shù)據(jù)量較小，油氣井筒工程數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用本身就受限。通常，生產(chǎn)部門掌握著油氣井筒工程海量數(shù)據(jù)，但只需要對(duì)數(shù)據(jù)簡單呈現(xiàn)描述，并配合部分工程分析即可?？蒲胁块T和專業(yè)公司不直接掌握油氣井筒工程生產(chǎn)數(shù)據(jù)，但其對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求較高，屬于層次3和層次4水平，由于擁有的數(shù)據(jù)較少，進(jìn)入層次4深度應(yīng)用存在一定難度。

（1）大型油氣公司縱向各級(jí)、橫向各油田或項(xiàng)目的井筒數(shù)據(jù)庫建設(shè)發(fā)展不平衡，鉆完井?dāng)?shù)據(jù)管控措施良莠不齊，數(shù)據(jù)一致性、完整性差，數(shù)據(jù)深度應(yīng)用存在數(shù)據(jù)一致性壁壘。除國內(nèi)各大油氣田公司外，大型油氣公司在全球五大油氣合作區(qū)還擁有多個(gè)大小不一的油氣項(xiàng)目。各個(gè)項(xiàng)目井筒工程信息化水平不同，對(duì)數(shù)據(jù)完整性和一致性要求不同，導(dǎo)致油氣井筒工程數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)完整性差異大，部分?jǐn)?shù)據(jù)甚至真實(shí)性也存在一定的問題，科研部門應(yīng)用數(shù)據(jù)需先解決海量數(shù)據(jù)一致性難題，給數(shù)據(jù)深度應(yīng)用帶來困難。

（2）大型、特大型油氣公司，因體制機(jī)制問題，在推動(dòng)油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用時(shí)存在深度共享壁壘。由于大型企業(yè)在全球各地油氣項(xiàng)目采用多種合同模式，大小不一，運(yùn)營模式多樣化，項(xiàng)目合作方對(duì)油氣井筒數(shù)據(jù)存在特殊要求，加之合作方考慮商業(yè)安全和商業(yè)利益等因素，對(duì)油氣井筒工程數(shù)據(jù)的共享均有不同程度的限制，導(dǎo)致甲乙方之間、不同項(xiàng)目之間、與科研院所和高等院校之間的數(shù)據(jù)共享均存在一定制約，共享機(jī)制不暢通制約數(shù)據(jù)深度應(yīng)用。

（3）以實(shí)現(xiàn)特定功能的油氣井筒工程商業(yè)軟件豐富，因其接口封閉、模型封閉，雖然可滿足日常分析需要，但無法在統(tǒng)一平臺(tái)中進(jìn)行海量數(shù)據(jù)自動(dòng)化分析，造成數(shù)據(jù)深度應(yīng)用壁壘，數(shù)據(jù)處理能力仍然受限。

3.2 需求

針對(duì)以上挑戰(zhàn)，油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用存在以下需求：

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)一管控需求。需在現(xiàn)有油氣井筒工程數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)深度應(yīng)用管控系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)資料的完整性、規(guī)范性、真實(shí)性、唯一性，同時(shí)建立數(shù)據(jù)真實(shí)性溯源資料庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油氣井筒工程數(shù)據(jù)的可溯源特征。

（2）數(shù)據(jù)深度共享需求。需圍繞油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度共享目標(biāo)，打破現(xiàn)有共享應(yīng)用壁壘，讓數(shù)據(jù)在甲乙方之間、油田項(xiàng)目之間、油田與院校之間深度共享，提高井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用層次，更好地賦能油田生產(chǎn)作業(yè)。

（3）井筒工程專業(yè)功能集成需求。需打破現(xiàn)有商業(yè)軟件功能的封閉性弊端，集成常見油氣井筒工程專業(yè)分析功能模型及自建科研分析功能軟件，建立油氣井筒工程集中應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用及分析。

（4）工程知識(shí)智能化需求。獲取、分析油氣井筒工程數(shù)據(jù)的目的是從數(shù)據(jù)中總結(jié)、凝練井筒工程知識(shí)，指導(dǎo)后續(xù)井筒工程作業(yè)。應(yīng)建立井筒工程智能化知識(shí)庫，通過知識(shí)模型處理分析直接獲取對(duì)井筒工程構(gòu)建工藝的認(rèn)識(shí)，加速對(duì)數(shù)據(jù)的直接應(yīng)用。

（5）油氣井筒工程快速評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、診斷、決策技術(shù)需求。建立基于油氣井筒工程作業(yè)前后多方多專業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的鉆完井協(xié)同評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、診斷、決策優(yōu)化技術(shù)和井筒工程風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警技術(shù)，依托RTOC技術(shù)和后臺(tái)大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井筒工程作業(yè)及時(shí)即時(shí)干預(yù)優(yōu)化，有效高效完成作業(yè)的目標(biāo)。

（6）開放式架構(gòu)數(shù)據(jù)深度應(yīng)用平臺(tái)的需求。改變目前油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用工作中需依靠一定的IT技術(shù)來完成場景建設(shè)的問題，開發(fā)便于非IT技術(shù)人員就能應(yīng)用的開放式數(shù)據(jù)深度應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)場景開放、功能開放、數(shù)據(jù)共享開放、大數(shù)據(jù)分析功能開放的目標(biāo)。

3.3 建議

為實(shí)現(xiàn)油氣井筒工程數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用，提出以下建議：

（1）技術(shù)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，大力開展油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的技術(shù)研究與軟件平臺(tái)研發(fā)，包括油氣井筒工程數(shù)據(jù)統(tǒng)一管控技術(shù)與平臺(tái)、油氣井筒工程專業(yè)功能集成技術(shù)與平臺(tái)、油氣井筒工程知識(shí)智能化技術(shù)與平臺(tái)、油氣井筒工程快速評(píng)價(jià)/設(shè)計(jì)/診斷/決策技術(shù)與平臺(tái)、油氣井筒工程數(shù)據(jù)應(yīng)用開放式架構(gòu)技術(shù)及平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣井筒工程數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用，真正走向智能化作業(yè)。

（2）管理上，優(yōu)化完善企業(yè)組織架構(gòu)、管理模式和管理體系，建立油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度共享機(jī)制，包括甲乙方數(shù)據(jù)共享機(jī)制、油田之間數(shù)據(jù)共享機(jī)制、油田與科研單位數(shù)據(jù)共享機(jī)制、油田與高校數(shù)據(jù)共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)油氣井筒工程數(shù)據(jù)的深度共享應(yīng)用。

（3）油氣井筒工程數(shù)據(jù)來源方面，加快井筒工程作業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化作業(yè)進(jìn)程，為油氣井筒工程智能化發(fā)展提供及時(shí)即時(shí)數(shù)據(jù)，為油氣井筒工程有效高效作業(yè)提供條件。

（4）人力資源方面，適應(yīng)油氣井筒工程數(shù)據(jù)深度應(yīng)用對(duì)專業(yè)型IT人員的需求，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)人才隊(duì)伍建設(shè)。