渤海油田项目知识管理平台建设与应用

张萍 凌艳玺 郭林 张佳怡 姬银秀

摘要：针对渤海油田勘探开发中积累的海量数据管理难度大、利用效率低的现实，研制完成了渤海油田项目知识管理平台。该平台以勘探开发生产项目日常管理为主线，采用了AngularJS 2、restful、OpenCL并行与大数据分析等技术建设该平台，建成后平台具有数据库兼容性强、功能体系完整、可扩展性强、轻量化等特点，为勘探石油行业的科研及知识管理提供强有力技术保障。

关键词：项目知识管理平台;数据库;OpenCL;AngularJS 2.0;大数据分析;轻量化（Web）;可自维护

中图分类号：TP311.13     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）30-0145-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Construction and Application of Project and Knowledge Management Platform for Bohai Oil field

ZHANG Ping1，LING Yan-xi2，GUO Lin2，ZHANG Jia-yi2，JI Yin-xiu2

（1. CNOOC Energy Tech-Drilling and Production Co.， Tianjin300452， China;2. Tianjin Branch of CNOOC Ltd.， Tianjin300459，China）

Abstract： In response to the fact that the management of the massive data accumulated in the exploration and development of the Bohai Oilfield is difficult and the utilization efficiency is low， the knowledge management platform for the Bohai Oilfield project has been developed.This platform takes the management of oil exploration， development and production as the main line， adopting AngularJS 2.0， RESTful， OpenCL （Open Computing Language） parallel computation， big dataanalysis and other technologies， integrating lots of characteristics， such as strong database compatibility， powerful function system， strong scalability and more lightweight. This platform provides powerful technical support for scientific research and knowledge management of petroleum exploration industry.

Keywords： knowledge management platform; database; OpenCL; AngularJS 2.0; big data analysis; lightweight Web; self-maintaining

1引言

渤海石油研究院经过多年数据库的建设与积累，形成了勘探库、物探库、测井库、化验库、文档库及储量库等多个数据库系统，每个数据库不仅系统不同，前端的应用也是相对独立的，造成了各数据库之间、各前端应用之间均不能互相连接调用，严重影响了相关数据利用效率。为解决此问题，基于“多库合一”的思想研制了渤海油田项目知识管理平台。该平台的建成为项目日常管理、数据资料检索等提供了便捷，并具备良好的可扩展性和可自维护性。

该平台设计为四个层级：最底层为数据库层，主要包括系统数据库、项目管理与成果文档数据库、物探数据库、中间成果数据库、勘探基础数据库、化验分析数据库、测井数据库;第二层为核心功能体系层，主要包括数据集成访问、知识成果管理、研究项目管理和日常工作管理;第三層为专业应用子系统层，主要包括测井大数据分析、月报子系统、井位审核流程子系统、开发图件审核流程子系统;最顶层是用户层，面向科研人员和管理人员，如图1所示。

2系统架构

该系统使用B/S架构，即浏览器和服务器架构模式。这种模式实现了交互操作轻量化，最大程度减少了操作过程，简化了系统的开发和维护过程，从而提高效率[1]。系统前端页面使用HTML5和（基于JavaScript的）AngularJS2框架[2]。使前端交互界面样式丰富，交互操作响应迅速。同时在构建Web应用程序时，能灵活、快速构建Web应用，提高Web 开发和维护速度[3]。系统后端服务使用私有云软件架构，支持柔性部署。使后台服务既可以部署在一台服务器上，也可以部署在多台服务器上，保持流量动态平衡。同时应用Web数据服务接口技术，提供符合Restful标准的WebAPI和统一数据模型，与系统前端或其他系统无缝连接，来访问项目知识库的数据、文档、图件和项目信息[4]。系统总体框架如图2所示。

3功能实现及关键技术

根据对现状及数据的流向和主要用途进行分析，我们将多个数据库进行整理并分类，首先保留部分原有数据库及其应用，其次对现有的部分数据库进行必要的整合，最后根据科研人员的实际需求，建立新的数据库。该平台建设的一个重要原则是具有可开放性，为平台的进一步扩充提供接口，还可以连接任意第三方的数据库。同时底层数据库之间呈网状分布，通过完整、统一的数据字典进行管理，实现各个数据库之间资料的共享与利用。

3.1数据管理模块

数据管理模块具有数据加载、修改和删除等功能，不仅包含在线表单式数据录入方法，还可根据各类结构化数据表，定制数据加载模板，实现数据的批量加载功能。

该模块除了能处理结构化数据外，针对LAS格式的测井曲线数据文件，在数据加载入库时，将LAS文件的头文件信息、数据信息分别保存到数据库中，既保留了完整的原数据格式，又能满足大数据分析时的需求。而对于文档、图件的管理，不仅可以实现批量加载，还可在浏览器中直接查看，同时为满足文档、图件管理页面的层进关系，平台通过可自定义视图、索引等方式，实现页面便捷化的管理功能。平台中设立不同角色、不同权限的用户安全体系，满足不同用户对数据进行修改及删除等功能的需求。

3.2工作流管理模块

该平台建立了多个精细化、专业化的工作流程，包括井位审核流程、地震采集设计审核流程、井地层成果审核流程、井地化成果审核流程、井储层成果审核流程、图件审核流程、化验送样及取样工作流程等。通过编写工作流服务引擎和轻量化（WEB）页面，完成与之对应的业务数据处理过程。每个工作流节点中，均包含过程的维护者、监控者和实例化者，过程维护者对过程进行维护，过程监控者可以对这个过程进行完整的监督和控制，过程实例化者可将过程模型转化为一个过程实例。工作流引擎将项目流程归类，为每类流程模型开发（定制）服务模块。流程中涉及的每个活动节点都单独封装成“申请-审核”结构的模型。无论流程中涉及多少个节点、多少种数据模板，都可以通过配置文件定义实现，从而满足用户可自维护的需求。工作流服务技术思路如图3所示。

该平台通过这些专业流程的建设，在实现项目协作、项目管理、项目过程的追溯、知识成果的累积与保存的同时，还能减少纸质图件的打印，降本增效，让工作更环保。

3.3数据搜索功能模块

该平台在满足常规数据查询功能外，还支持自定义和常用分组查询方式，并能在查询结果中再进行搜索。对查询结果，除支持按数据项或按数值范围分组统计外，还支持图形显示功能，包括柱状图、折线图和饼图等。对于查询正在进行中和已完成的工作流项目，平台支持对该项目逻辑视图中各项内容的搜索，包括项目流程名称、登记时间、项目参与者、数据和文档等。

基于平台中不仅涵盖勘探数据库、测井数据库、化验库、储量库和物探数据库等的各类结构化数据，还包含各类会议资料、成果文档、技术交流文档、培训文档、各类单井图件、构造图件和工作流程等非结构化数据。在平台中快速搜索相互关联的数据和文档成为关键，通过给定井名、构造名称、油田名称等关键信息，在全局范围内可将相互关联的数据、图件及文档等信息显示在一个页面中，并能将集成数据查询的结果进行打包下载。

3.4大数据分析模块

为最大限度地满足科研人员的需求，本平台还增加了大数据分析模块，利用分类与预测、聚类分析、关联规则、时序模式、偏差检测等方法，挖掘测井曲线与地层岩性之间的对应关系，为命中概率进行岩性识别提供依据[5]。

通过搭建并行计算平台，实现数据分析与计算过程。为保证数据计算速度，平台采用OpenCL并行计算技术，充分利用GPU强大的并行计算能力以及与CPU的协同工作，进行性能优化，更高效地完成大规模的、并行度高的计算[6-10]。

大数据分析基本过程包括：定义挖掘目标、数据取样、数据探索、数据预处理、挖掘建模和模型评价。首先进行前期准备工作，将测井曲线名称和地层岩性名称规范化;然后，加入区域位置信息，形成区域位置-测井曲线-地层岩性结构的关系数据;最后，根据区域位置、深度段和测井曲线，分析对应区域位置和深度段的地层岩性的可能性。根据录井数据得到有效的测井曲线组合与地层岩性的对应关系，如：在某一个区域内，指定深度范围的GR、ZDEN、CNCF等曲线数值组合，与玄武岩具有对应关系，在 19 个相似测井曲线对应的地层中，有 18 个地层都是玄武岩，通过大数据分析，新地层是玄武岩的命中概率是95%。分析过程，如图4所示。

3.5可自维护模块

该平台界面呈现内容全部可以通过调用配置文件实现，而不用重新编辑程序。配置文件内容根据实际情况可以进行自定义，以数据查询配置文件为例：

首先定义数据源配置表，将平台底层的数据库或其他第三方数据库中的数据表进行整理，将字段信息增加到数据源配置表中。配置好的数据源显示在界面中时，需要定义数据管理配置表。在数据管理配置表中，则定义了数据的具体显示格式（表单形式或者网格形式）、表头信息、页面高度、页面宽度等内容。

当整体结构保持不变时，快速搜索模块、数据查询模块、文档、图件管理模块和工作流管理模块均能通过配置文件的方式进行系统自维护，实现快速更新的效果。数据安全方面，也可通过读写日志实现对敏感数据（如：储量数据）的管理，避免因为安全原因，使敏感数据成为孤岛。数据查询配置文件，如图5所示。

4平台应用效果

项目知识管理平台使用最新IT技术、系统开发框架及思想，完成了轻量化（Web）系统界面。包括快速搜索界面、数据查询界面、文档、图件管理界面和工作流管理界面。其中快速搜索界面是在数据、文档、图件和工作流等全局范围内搜索并分页显示。该平台推广应用近2年来，登录用户涵盖渤海石油研究院全部科研人员，保证科研人员在日常工作中产生的数据和文档能及时加载入库，平台中的数据不断累积，又能最大限度满足科研人员在搜集、整理数据时的需求。平台主界面，如图6所示。

工作流管理界面，从项目启动-项目数据录入-项目参与者分配，到项目审核-项目进度管理的各阶段，都已实现轻量化操作。通过该平台登记的井位审核流程已超过100口井，在满足用户科研生产与管理工作等需求的同时也保障了数据安全与有效。

5结论

项目知识管理平台采用轻量化（Web）、可自维护系统，使用户操作更便捷，确保数据更安全。在不断完善对专业数据的管理和分析能力的同时，还实现了知识成果的累积与追溯。用 户使用率的不断提升，说明系统定位是符合实际工作情况的。对管理人员而言，它是一个项目管理平台，既可以实现业务过程的实时管理，又可以实现对企业知识资产的有效利用;对科研人员来说，它既是一个工作平台，又是一个面向各种专业数据库和项目数据库的应用界面。经过多年的建设与应用，本平台对充分利用数据库资源，提高工作效率，保障安全生产，都发挥着越来越重要的作用。

参考文献：

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[10] 崔繼岳，梅魁志，刘冬冬，等.面向OpenCL的MaliGPU仿真器构建研究[J].西安交通大学学报，2015，49（2）：20-24.

【通联编辑：王力】