信息环境下智能油田的构建

2015-02-10大庆油田信息技术北京分公司

油气田地面工程 2015年9期

张宇大庆油田信息技术北京分公司

信息环境下智能油田的构建

张宇大庆油田信息技术北京分公司

通过智能油田的概念描述，并且与数字油田概念以及发展状态展开对比，从中分析其间的异同，帮助加深对智能油田概念的理解，同时给出了智能油田的逻辑结构框架。在此基础之上，进一步就智能油田的主要核心技术以及技术发展方向做出讨论，可以看出智能油田的发展技术更加倾向于数据的深入加工和理解，而数字油田则更多倾向于数据的收集与整理。加强智能油田的构建，对当前信息环境工作促进有着积极的意义。

信息；智能油田；框架；构建

油田工业领域一直都是信息技术应用的集中区域，信息技术的应用在很大程度上根源于油田工业本身的技术含量特征，以及其安全行为特征。一直以来，油田工业环境中都需要将工作过程中每一个环节的数据采集并且集中，通过这些状态数据实现有效监控，从而确保油田工业环境工作的正常展开。这种需求以及工作模式，在当前信息技术的推动之下，又有了进一步的深入发展，数字油田就是将每一个工作细节的数据都展开采集，并且依据数据特征和处理需求决定送达到对应的数据节点展开处理，从而形成信息层面的油田反应。经过多年的发展，数字油田体系已经日趋完善，当前主要的发展方向是在数字油田系统基础之上，以数据的深入加工为突出特征，进一步深化形成智能油田[1]。

1 智能油田的概念与框架

想要切实明确智能油田的概念，还必须从数字油田的角度出发加以诠释。实际上，从概念的层面看，无论是数字油田还是智能油田，都不存在该行业内一致认可的概念表述。就数字油田而言，目前比较常见的认知方式，是仿照1999年美国马里兰大学数字地球会议关于数字地球的陈述来实现对于油田环境的描述。通常而言，认为数字油田是结合油田石油科学技术和现代的石油信息技术，对整个油田及其相关的整个领域的一个数字化的描述和体现，是一种综合的、现代的管理信息系统。其本身存在有两个方面的主要特征，即数字油田本身是高度数字化和信息化的系统，并且数字油田是相关信息技术在油田领域中的深入应用。

在此基础之上，对于智能油田展开进一步的分析。可以认为智能油田是在数字油田基础之上，对油田的数字化应用展开进一步分析，并且结合人工智能等相应的智能信息技术来实现更高的自动化水平，能够更好支持决策的计算机信息系统。因此从根本上看，数字油田和智能油田在构成框架方面保持着高度的一致。

整个油田信息体系自下而上分别为环境层、数据层、知识层、模型层、应用层、集成层以及战略层。这样的体系结构无论在数字油田环境中还是在智能油田环境中都比较适用，但是二者仍然存在显著差异。其中数字油田的发展更加偏重于底层，而智能油田的发展则更多偏重于高层。

2 智能油田核心技术

对于智能油田环境，由于其将数字油田作为发展基础，尤其是环境层和数据层的建设，在数字油田阶段基本都已经趋于成熟，有着良好的数据采集物理基础，并且在数据层环境中，专业性质的数据库系统也都比较完善。对于数字油田而言，其建设是自下而上的，即在各个数据库的基础之上展开对于相关知识体系和模型的建设，而后通过应用层与相关工作人员实现沟通，并且进一步对战略领域形成记录和整理[2]。但是对于智能油田体系而言，其发展是从两侧朝中间应用层的，底层的状态与数字油田系统类似，但是高层的战略层，其依靠的主要技术包括人工智能在内的诸多数据分析技术，所产生的决策支持信息同样需要反馈给应用层实现人机交互。

从技术层面看，鉴于智能油田和数字油田本身的发展差异，可以看出智能油田的发展技术更加倾向于数据的深入加工和理解，而数字油田则更多倾向于数据的收集与整理。具体而言，作为智能油田的核心技术包括如下几个方面。

2.1 数据集成、管理与挖掘技术

智能油田的数据集成工作，是将多个领域相关的数据集成在一个环境中，便于从中提炼出更具价值的信息。其数据管理面向对象包含了地质、地震、测井、分析化验、生产、试油试采、地面管网、地理等多个领域数据，不同领域中的数据既相互独立又彼此保持依赖状态，只有放在同一个体系中互相作为背景加以理解才能获取到更为完整的有价值的信息。在这一方面，智能油田系统的职责在于加深多个领域数据之间的联系，从而为人工智能等相关技术提供良好的数据背景。

2.2 智能钻井与完井技术

智能钻井与完井技术是智能油田在油田专业领域的深入应用，其整个过程包括数据采集、模拟、分析与决策。实现方式是利用内嵌导线的智能油井管建设一套连接地面与井下的闭环信息系统，可伴随作业过程实时指导各项技术的应用和勘探开发方案的执行与管理。在此基础上以Web页面前端技术作为支持，积极引入虚拟现实技术，来实现基于网络环境的远程协同决策工作体系。此种方法的应用，一方面对于钻井与完井过程中可能出现的状况，以计算机作为基础实现预测和及时告警；另一方面还能够对工作过程做出提前模拟和分析，并且通过网络环境实现专家资源的跨区域共享。

2.3 人工智能技术

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。在智能油田体系中的应用价值，在于让计算机成为人脑的有益扩展和补充，以模拟人脑思维作为重要手段，来最终实现这一目标。人工智能在当前智能油田环境中的应用并不成熟，但是作为未来发展的必然方向，对其关注不容降低。目前，人工智能暂时停留在对告警信息更为智能化处理方面，对提升油田工业环境的安全水平有着毋庸置疑的积极价值，但诸如从更广阔的数据环境中提炼出能够切实支持决策的数据并且以一种合理的方式展示，还有待于进一步发展。