学习Energy IQ基于PPDM数据模型的单井架构数据组合定义方法

陈芳莉(中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083)



学习Energy IQ基于PPDM数据模型的单井架构数据组合定义方法

陈芳莉
(中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083)

【摘 要】2015年5月举行的第19届 PNEC(石油行业数据管理技术大会)上,Energy IQ公司提出了基于PPDM的井架构数据组合定义方法,通过定义井数据标识、井信息匹配及集成整合等四个流程,能够建立起井数据管理数据模型。该模型能够帮助企业对单井数据进行科学组织和一致性集成,成为众多企业勘探开发主数据库的核心。

【关键词】Energy IQ PPDM 单井架构数据组合 集成整合

1 前言

技术进步驱动下钻完井从计划到开发的周期被大大缩短,短期内井的数量剧增。通过完整的井生命周期去集成和利用集成好的数据,是勘探开发公司的重要成功机遇。通过分析我们会发现,在同一个公司里,不同的人和团队产生和消费着中不同级别的井数据,因而关注点不同:

(1)区块的主人关注井的位置;

(2)油藏工程师关注井筒和开发信息;

(3)钻井完井工程师需要井筒、完井和射孔数据;

(4)开发分析人员需要每个层位的生产报表。

如果要对这些数据进行一致性集成,需要首先能够对井进行唯一标识,并且在井的生命周期内,把井与其他组成部分关联起来。形成的井架构数据组合可以用来向组织展示井筒结构的业务视图,也可以在企业数据库中将重要的信息关联起来,以强化工作流程中的合作关系,减少错误,提高工作效率。业务工作流中关键信息的关联,是勘探开发主数据库的根本基础,因此也成为勘探开发主数据库实现的关键。

PPDM是一套开放、可用、业务驱动的数据模型,涵盖石油行业上游勘探、开发、生产、集输、相关交易等领域。PPDM提供完整的逻辑模型描述、完整的逻辑模型ER关系、应用实例等,涵盖52 个领域,包含超过1700张数据表[1]。其中PPDM“What is a Well”以及井标识的标准,提供了建立综合井架构的基础,并依据业务明确定义了单井生命周期数据集成的级别。这些标准根本价值在实现单井综合数据库的过程中得到体现,成为勘探开发主数据库的基础,获得了承认和重视。

EnergyIQ公司的TDM模型是基于PPDM数据模型的主数据库建设解决方案产品,在2015年5月19日第19届PNEC数据管理技术讨论会上,EnergyIQ公司详细描述了在单井综合数据库和主数据库建立过程中建立井架构数据组合的方法。

2 单井架构数据组合定义

井架构是已经被唯一标识的井的不同组成部分的关系。本段提供了建立井架构数据组合的4个关键的流程及其相关背景信息。

(1)井标识(Well Identification);

(2)井匹配(Well Matching);

(3)整合(Aggregation);

(4)集成(Blending)。

井架构数据组合让人联想到井、井原始、井筒以及井筒里面的完井信息,其实里面还包含射孔、油气流显示、井段等其他信息。

井架构数据组合中的信息级别,指某个井构成部分相对于其他组成部分的包含关系,例如,Wellbore里包含着Well completion,一个Well completion应该是比WellBore低级别,而井包含着井筒,井就比井筒高一个级别。

2.1 PPDM“What is a Well”概念及EnergyIQ EKEY定义

2.1.1 PPDM“What is a Well”的概念

PPDM“What is a Well”的概念是提供一组对井、井组成部分、组成部分之间相互关系的定义。这些都是信息描述的对象,是信息的载体。这些定义由来自不同油气公司的专家们在长期工作的基础上积累形成的。这些定义获得企业的广泛认同,具体内容如下(图1)。

2.1.2 井数据框架指导原则[2]

接着PPDM“What is a Well“的标准,PPDM协会还建立了一套指导原则,以知道井标识和井的组件的定义:

原则1:井标识系统必须在管辖范围内给每个WellOrigin、WellBore,Wellbore completion分配唯一的标识;

原则2:井标识系统给出的每个标识必须是永久的;

原则3:井标识系统给出的每个标识必须是系统内唯一的;

原则4:井标识系统必须将每一个WellBore与WellOrigin关联起来;

原则5:井标识系统必须将每一个WELL Completion 与Well Origin及WellBore关联起来;

原则6:全局框架必须为井标识系统定义每一个需要的信息;

原则7:井标识系统的每一个部分必须有一个上级标识,并且对每一次变化进行记录和管理。

2.1.3 EnergyIQ EKEY的定义[2]

EnergyIQ采纳了PPDM“What is a Well”的定义,以及这些指导框架定义的原则,通过与多名石油勘探开发公司的顾问团进行研讨,形成了EnergyIQ井框架数据组合信息定义体系EKEY。采用EKEY进行井框架数据组合定义的要点:

(1)每一个井和井的组件必须分配一个系统产生的代理组件EKEY。EKEY由两部分组成,一个标识井和WellOrigin的序列号,和一个3位数标识井组件的后缀;

(2)标识在井的生命周期里必须永远不需要改变,而且不能被重复利用;

(3)井信息里的WELL-LEVEL-TYPE属性,将被用来标识井的组件;

(4)WELL-ALIAS表用来维护EKEY和原始标识;

(5)WELL-XREF表用来跟踪井和井组件之间的关系;

(6)EKEY的两个构成部分,以及井标识和井组件标识之间的管理,是最重要的属性。

2.2 EnergyIQ井信息的匹配与合成

2.2.1 井信息匹配

图1

构造井架构数据组合的一个关键是从多种数据源加载和整合数据。由于数据是从不同数据源加载的,井信息的匹配就变得很重要,以确保正确的EKEY被分配给正确的记录。例如要给一个井架构增加一个新的WellBore,有必要确定是否同样的WellBore已经存在。

如果遇到同样的Wellbore,赋予同样的EKEY;

如果不相同,有必要确定是否已经定义了上级井,如果有同样的上级井,则需要采用同样的8位前缀,对该井组件按照同样上级井的组件序列顺序排号;

如果不是同样的上级井,一个新的8位编号赋予井组件,并且以“000”结尾以标识井筒。

为满足这些匹配需求,需要支持以下原则:

需要定义一组匹配参数;

匹配参数要能够容差,比如对井口位置允许5英寸的误差;

对匹配参数要有重要性评价权重;

要能够计算匹配百分比,比如8个参数匹配了5个,可以认为匹配了70%阀值,以确定井是否匹配。

井信息匹配无法一次性做到十分精确,因此需要具备采用相应的工具以维护审计历史,方便回溯和修正。

2.2.2 井信息合成

井信息合成是指从一个或多个井架构数据组和的低级信息里,合成高级别的井架构信息内容,例如从井架构低级数据信息合成到高级架构信息,最终生成整体井架构的完整例子。Completion级别的纪录被合成,用来创建WellBore记录,进而被合成到井级别的记录。

井信息合成要依据一系列业务规则,以确定哪些低级别的信息会用于合成高级别的信息。下表是一组合成规则,表达如何从completion合成到wellbore,以及从wellbore合成到well。

信息合成的主要依据是关键字段的对比,如开钻时间或最低井深。当需要对比多字段的时候需要更多复杂的规则,以及if-thenelse的逻辑规则。

井信息合成流程可能会非常复杂,因为存在多来源多个层次的基础数据。

2.2.3 集成整合(Blending)

数据集成整合是从同一级别的一个或多个记录中创建单个的、更加可信的记录,是以数据源为基础建立的。数据库里每个来源的数据都分配了优先权。

井标识(Well Identification)、井匹配(Well Matching)、整合(Aggregation)、集成(Blending)这四个流程的应用,使得公司可以定义、建立并维护一个一致的、可靠的井架构数据组合,这是一个企业勘探开发数据库的根本。数据模型的稳定性表现在对业务变化的适应上,包括三方面的内容。一是对业务活动的变化的适应,二是对数据项变化的适应,三是对数据之间关系的管理的稳定性[3]。通过分析认为EnergyIQ公司提出的井架构数据组合定义模型能够对井数据进行科学的分析和定义,具有很强的适应性和稳定性。

参考文献:

[1]The Well Hierarchy as a Foundation for MDM,Steve Cooper, EnergyIQ,PNEC 19th.

[2]王学军,等.国际主流数据标准应用模型研究.信息技术与标准化, 2014-09-10.

[3]牛其恒.油田勘探开发数据模型研究.大连理工大学硕士论文, 2009.