数字化辽河油田建设与效果

张秋菊，宋新芳

（中国石油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010）

1 引言

辽河油田勘探开发经过四十多年的历程，为国家经济建设提供了可观的油气能源。随着辽河油田石油勘探开发的不断持续，地下油气储量逐渐减少，勘探开发目标越来越复杂，油气开发难度愈来愈大，勘探开发成本越来越高。为寻求油田稳产及企业的可持续发展，迫切需要借助信息技术手段对油田进行升级改造。

辽河油田的信息化建设经历了由分散到集中的建设过程，在分散建设阶段形成的局部应用、系统繁多、标准不统一、规模效益小等问题在集中建设阶段尚未达到彻底改观。

基于油田新的信息技术及应用顶层设计，以解决油田信息化建设存在的问题，全面提升油田勘探开发各项生产业务的运行效率，提高油田经营管理与决策整体水平为目标，通过辽河油田数字化体系完善，云计算、数据仓库、数据库集群等先进技术的运用，开展了油田业务与IT技术的融合、整合、契合等应用实践，取得了初步效果。

2 数字油田建设面临的问题与挑战

数字油田是利用信息技术、通信技术、自动化等技术，全面实现油田实体、企业及其环境的数字化、网络化和可视化，实现勘探开发一体化、地上地下一体化，主要生产过程自动化、物联化，经营管理最优化，业务决策科学化的建设过程。

油田业务与IT技术的融合应用，是一项复杂的系统工程，结合辽河油田信息化建设现状，面临的主要问题和挑战包括：一是对诸多领域前沿信息技术应用研究，复杂度高、技术难度大；二是油田业务覆盖的专业领域广（涉及物探、钻井、录井等三十多个专业）、专业性强，业务流程繁杂且管理层级多；三是整合已建分散的硬件、数据库、应用等信息系统资源，对数据标准和信息技术的要求较高，整合难度很大；四是需要基于先进的IT技术进行研发创新、融合应用、整合提升，实现数字油田的规模效益。

3 数字油田顶层设计

数字油田顶层设计是油田企业数字化、信息化建设规划的核心内容之一，是指导数字油田建设过程和实现数字油田阶段性建设目标的重要文件，也是实现油田各领域信息化建设具有整体性、系统性、关联性的关键。

数字油田顶层设计（见图1）包括三个层次：应用架构层、数据架构层、基础架构层。应用架构层是整个架构的最上层，从业务层面将系统应用划分为勘探与评价、开发与生产等四个不同领域，包括不同领域的应用系统、系统接口、相关应用服务等；数据架构层是中间层，为应用层提供数据资源，包括数据体系、数据模型、实体数据等，对数据层的设计需要与应用和业务层进行统一；基础架构层是最底层，包括存储设备、服务器、网络等基础设施，为上层数据和应用提供计算资源、存储资源和信息传输支撑。

图1 数字油田顶层设计与技术架构

4 数字油田技术体系

4.1 主要构成

数字油田顶层设计与技术架构体系中主要包括以下四个方面的内容：

（1）云计算中心，采用云计算技术［3］，整合分散管理的近百套物理设备中的计算资源、存储资源，满足数字油田应用对计算、存储资源的需要。

（2）大数据中心［1］，采用云存储、数据库集群［4］、数据仓库［2］等技术，整合分散存储的同构、异构数据库以及非结构化、半结构化数据，满足数字油田数据存储和应用的需要。

（3）网络监管技术，采用一体化模型，与网络安全技术相结合，实现区域中心网、公司主干网、机关园区网、二级单位园区网等七大异构网络的统一监管与运行维护。

（4）业务数字平台，采用跨平台开发与集成技术［1］，基于一体化大数据中心，以油田业务应用为核心，实现油田勘探、开发、生产、经营四大主营业务的集成应用。

4.2 关键技术

数字油田研发所选用的关键技术既要结合油田未来发展方向，更要结合IT技术发展趋势。未来油田业务发展趋势向（1）油气采收高效化，（2）地质研究精细化，（3）应急处理快速化，（4）远程施工可视化，（5）经营管理协同化等方向发展。油田信息技术应用发展趋势向（1）信息采集物联化，（2）信息传输移动化，（3）信息存储虚拟化，（4）信息共享集成化，（5）信息利用知识化等方向发展。

目前数字油田采用的关键技术主要有以下五大类：

（1）云计算：VMwareVIEW、PowerVM、VMwarevSphere、SVC等云化技术。

（2）数据库管理：Oracle11G数据库集群、自动存储、分区管理、性能优化、压缩技术、备份与恢复等技术。

（3）数据存储管理：系统工程、数据标准、云存储、数据库分区、数据仓库、数据挖掘等技术。

（4）网络监管：设备技术指标实时采集、链路运行可视化、网络安全、一体化模型、用户行为监控等技术。

（5）软件开发：跨平台开发、开源架构、组件应用、一体化集成应用开发等技术。

4.3 云计算中心

针对辽河油田目前业务发展需要和未来大数据挖掘应用需求，以及硬件资源的优化利用，研究并创新应用了云计算VMwareVIEW等四项新技术，建立了辽河云计算中心（LH＿DAXS），实现了硬件资源整合利用。该系统具有负载均衡、资源动态分配、自动管理、高安全性、高可用性等特点，计算能力超过每秒20万亿次，存储性能随机读写60万IOPS，总存储容量达800TB。

云计算中心（LH＿DAXS）可为全油田公司信息化项目提供所需的计算与存储资源，实现全局硬件资源共享，对硬件设备购置与管理模式进行了创新，节省了硬件设备的重复投资，并降低了系统的运维成本。

同时，云计算中心（LH＿DAXS）可提供终端用户桌面云，前台是瘦客户端，后台提供计算和存储资源，用户无需对本机进行维护管理，可减少终端计算机的购置，降低终端用户运行所产生的系统安全隐患，缩减系统运维成本。

4.4 大数据中心

大数据中心具有创新的LH－ODB－CAPOB数据库集群 （采用ORACLE11G的RAC技术，并创新应用了索引、大表分区、SPM、CommVault一体化备份恢复等技术）、LH＿SPCOM＿DM 一体化数据存储管理（数据仓库、数据挖掘、多专业一体化共享设计）两项核心技术。

大数据中心的建设包括两个层面：在数据库方面，将物理上分散管理的数据库系统，集中整合在一个数据库中进行管理；在数据存储模型方面，在企业层面建立一套一体化数据存储模型［5］，打通专业之间的通道，从整体上实现共享应用，并将分散存储的异构数据进行统一的存储管理。

通过大数据中心的建设与应用，整合了30多套数据库，实现了以数据库集群为架构的高效、安全管理；同时，建立了一体化数据存储模型，将油田十七大类30多个专业数据存储在统一模型数据库中，支撑了860多套系统应用。

5 油田数字化建设及应用效果

5.1 数字勘探系统

在油田勘探领域，以系统化、一体化的思路，研发完成了支撑勘探业务科研、管理、生产、决策的综合性应用平台，并支持国际、国内大型专业软件以及油田自主研发系统，将物探、钻井、测井、录井、试油、分析化验等各类数据集成应用，实现多专业应用共享，有效支持地质研究以及勘探部署工作。

5.2 数字开发系统

在油田开发领域，覆盖油田开发生产业务链条，集中管理生产、注汽、注水、作业、措施等各类动态数据，支持勘探、采油、财务等油田自建系统50多套，支持国际、国内大型专业软件。该系统可应用到科研、生产和管理三大业务领域，油气开发更加精细化、准确化、科学化，提高了油气采收率，降低了管理成本。

5.3 数字生产运行系统

在油田生产运行领域，通过数字生产运行系统的广泛应用，实施了计划、勘探、开发、采油、生产等部门的协同工作，打破了部门与专业之间的信息壁垒，实现了油田公司、采油单位两级生产运行的快速调度指挥，达到了管理增效、生产运行实时跟踪、生产安全预警的目标。

5.4 数字经营管理系统

在油田经营管理领域，建立了一体化应用平台，将经营领域多部门业务集成在一个平台上进行公司运营管理。该系统涵盖了公司的223项业务流程，系统运营节点可追溯、可分析、可核对，推动了各业务部门工作模式的转变，实现了从分散向集中的历史性跨越。

5.5 网络高速运营监管体系

辽河油田网络由区域中心网、公司主干网、机关园区网、二级单位园区网等七个部分构成，针对七大异构网络系统建设与管理问题，采用一体化管理模型，对油田整体网络进行统一管理，搭建科学可靠的安全体系架构，实现对整体网络一体化的实时监控管理，为各类应用建立了网络信息高速公路。

6 结语

辽河油田数字化建设，在IT技术方面，形成了以云计算中心、大数据中心、应用系统三层技术架构；在油田业务应用方面，形成了勘探、开发、生产、经营等领域一体化、系统化、层级化的纵横应用模式，实现了软硬件信息资源、油田业务数据的集中管理与一体化共享应用，提升了两化融合的应用价值和应用效果。该成果的广泛应用，提高探井成功率20%以上，动用了难采储量近亿吨，弥补了油田每年百万吨产能的递减，同时也大力推进了各项生产业务与企业财务的联动，实现了业务数据的全面共享。

［1］高复先.信息资源规划［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［2］陈新发，等.数字油田建设与实践［M］.北京：石油工业出版社，2008.

［3］康瑞锋 云计算架构与企业“云”应用研究［J］.物联网技术，2013（11）.

［4］查志勇，朱小军，彭祥礼.Oracle数据库高可用集群实现方案［J］.电力信息化，2011（11）.

［5］王海平，葛珺，王娟.基于 POSC 的油田业务分析与建模方法［J］.计算机系统应用，2010（3）.