基于组态软件的油田开发信息管理系统构建

计晓琳

摘要：提出基于组态软件的油田开发信息管理系统构建方法，首先根据组态软件对油田开发数据进行挖掘，并对数据流的特征进行分析，以此确保油田开发信息管理系统的稳定性，其次在数据挖掘的基础上完善油田开发信息的完整性，根据以上分析结果以及信息管理原则构建油田开发信息管理系统。该系统共分为五大模块，分别是石油开发工程管理模块、动态信息管理模块、监理资料管理模块、管理控制模块以及系统管理模块，分别阐述每种模块的作用以及其中的子模块，最终实现油田开发信息管理。实验结果表明，所提方法的信息完整度高且管理所需时间短。

关键词：组态软件；油田开发；信息管理；系统设计；模块化

一、前言

自从我国加入世贸组织后，国内能源市场的竞争变得十分激烈，国内大多企业需要尽可能适应目前市场的变化，并对变化做出相应措施[1]。油田企业不仅仅要提升自身的原油产量，还需要加强生产管理自动化能力，以此加强竞争力的手段，随着油田规模的不断加大，原始的信息管理方法已经不足以满足经营规模的扩张，工作人员在工作过程中无法及时获取所需油田开发信息，因此无法对业务扩张进行及时调整，为了进一步加强油田开发信息管理能力，应规范油田开发信息管理，在降低项目管理成本的同时增强企业竞争力。

二、基于组态软件的油田开发信息管理数据挖掘

组态软件的主要作用就是对数据进行采集以及对数据采集进行控制，利用计算机对石油开发进行数据采集以及生产控制等，因组态软件功能广泛且强大，该软件的主要功能如图1所示。

根据上述软件利用通过数据挖掘方法对油田开发信息数据流的特征进行分析，可以更好地构建出信息管理系统，保证信息管理系统的运行稳定性[2]，首先对油田开发的资源分布进行详细分析[3]。

根据数据资源分布构建油田开发信息查询资源分布属性集合i，则油田开发信息管理中各个属性的关联映射之间的联系要求为：

（1）

式中，代表关联映射参数，Q代表油田开发信息资源，n代表样本数据数量。

基于各个油田开发中每种资源属性之间的差异，需要对样本数据进行种类划分[4]，若油田开发的全部资源共有n个样本，则样本的自相关统计量s（t）表达式为：

（2）

式中，amn代表各个油田开发信息资源查询的分布样本集，gmn（t）代表各个油田开发全部数据的平均值，n（t） 代表各个油田开发信息管理特征的影响因素。

假设油田开发信息数据检索的关联映射有Φ：M→R2d+1，则各个油田开发信息种类集合的最优特征量要求为：

（3）

式中，Fj代表最优特征量，Xij代表样本数据集。

建立油田开发信息管理的数据特征信息流过程中可以使用边缘融合以及特征分解的方式进行特征向量的构建，则重构后的特征量迭代xi（k+1） 表达式为：

（4）

式中，ω代表特征向量的权重，ani代表信息资源数据流。

基于油田开发用户所查找信息的不同，得出油田开发信息管理的离散度矩阵，其表达式为：

（5）

式中，Sb代表油田开发信息管理的离散度矩阵，m→=∑c（i=1）pi →m代表信息资源的整体均值。

对检测词语语义进行匹配，从而完成油田开发信息的分布式挖掘。

在数据融合以及信息特征聚类的方式下对油田开发信息管理系统进行设计，首先生成油田开发信息管理的语义特征集合，其表达式为：

（6）

式中，J（X→j ）代表各个油田开发信息语义特征，λj代表语义特征匹配的相关参数，yj代表各个油田开发信息分布区域簇中心的间距。

根据间距yj生成油田开发信息的数据资源分布向量，其表达式为：

W=[y1，y2，…，yd ] （7）

式中，W代表数据资源分布向量，yd代表向量的子集，d代表特征向量的维度。

在边缘融合与特征分解的帮助下对挖掘出的数据进行降维处理，完成降维处理后的特征向量模型表达式为：

maxF （X）=（F1（X），F2（X），…，Fn（X）

s.t  gj （X）≤0 （8）

hk （X）=0

并通过短时Fourier变换法对上式进行聚焦，完成油田开发信息管理所需的数据挖掘，基于以上计算结果，以时间开销等为条件构建约束函数，进而加强油田开发信息管理能力，则每种约束条件的表达式为：

（9）

式中，Racall（X，Y）代表数据挖掘的查准率，Cverload（X，Y）代表数据挖掘结果的召回率，Time（X，Y）代表数据挖掘所需的时间，P（X）和P（Y）均代表数据挖掘结果特征聚类的融合概率密度，P（X∩Y）代表油田开发信息融合的较差分布概念集合，（X，Y）代表各个信息管理的特征向量集合。

三、油田开发信息管理设计

根据油田开发的需求和实地考查将油田开发信息管理分为五大模块，分别是石油开发工程管理模块、动态信息管理模块、监理资料管理模块、管理控制模块以及系统管理模块，并详细对各个模块的功能进行介绍[5]。

（一）石油开发工程管理模块

该模块的主要作用是对石油工程的名称等基础信息实施统一的管理以及维护，同时对石油开发相关信息进行实时记录以及上传等，此模块一共包含六个模块，分别是工程项目信息录入模块、工程项目信息查询模块、单位工程信息维护模块、工程项目信息统计分析模块、项目组织模块、项目监理任务模块。

1.工程项目信息录入模块

其主要作用是设定项目的开工日期等，并对后续进行维护，完成项目后进行审批和监理任务分配。

2.工程项目信息查询模块

该模块的主要功能是对项目以及项目汇总进行查询，获取工作人员所需资料。

3.单位工程信息维护模块

此模块的功能是将工程信息维护到系统中，降低维护难度，突出监理重点。

4.工程项目信息统计分析模块

对石油开发工程的全部数据实施统计、分析、处理，依据分析结果对可能以及已经出现的问题实施预防和处理。

5.项目组织模块

其功能是对信息管理人员的分配和分工，并对相关人员进行审核。

6.项目监理任务模块

将监理任务进行划分和分配，并判定任务的时间是否需要延长。

（二）动态信息管理模块

此模块的主要功能是对石油开发信息的基础信息进行管理和维护、处理，将信息进行自动化备份处理，并对基本信息进行实时更新，其中包含人员以及车辆的信息管理，下面分别进行介绍。

1.人员基础信息维护模块：对信息管理人员的相关信息进行管理，即完善工作人员的证件等信息。

2.交通基础信息维护：对油田开发使用的车辆进行监管，详细记录使用的起始时间以及使用的时间长短。

（三）监理资料管理模块

此模块的主要功能是对油田开发信息的统一管理，可以对油田开发信息进行记录、上传、审核以及修改等，此模块包含石油开发管理过程资料管理以及石油开发竣工等其他资料管理，其功能介绍如下。

1.石油开发管理过程资料管理，可以实现移动端管理及维护。

2.石油开发竣工等其他资料管理，主要作用是将项目竣工文件信息录入，同时查询竣工文件资料详情和上传时间等，并判断资料是否合规、监理工作是否存在风险、资料是否按规定时间上传等内容。

（四）管理控制模块

此模块的主要作用是根据历史石油开发资料模板监测工程质量，对工程可能存在的问题进行整改，并对施工进程进行实时跟踪和定位，最终汇总出工程项目监理日志。此模块包含质量控制、进度控制、投资控制、HSE管理4个功能模块。

1.质量控制模块

此模块将平台和互联网进行联合并开展协同工作，将工程中出现的问题信息以及整改处理情况信息及时报讯，并针对出现的问题召开专题会议等。

2.进度控制模块

将油田开发的施工进度及时利用移动终端上传文字、照片等资料，并可以实时查询施工的进度。

3.投资控制模块

该模块的主要作用是将电子签名加至电子文件上，并对现场进行见证以及审核技术措施等。

4.HSE管理模块

该模块是监控油田开发的安全问题并自动汇总监理日志，其主要功能是对方案审核以及现场检查。

（五）系统管理模块

系统管理模块包括工作流配置模块、参数配置模块、日志管理模块、机构管理模块、角色管理模块、用户管理模块、用户权限模块、常用菜单模块。

1.工作流配置模块：对石油开发工程的流程进行设定以及干预。

2.参数配置模块：对石油开发的常用字典以及文档类型进行配置。

3.日志管理模块：对系统登录等信息进行统计和导出。

4.机构管理模块：对石油开发信息进行适当增加和删除处理。

5.角色管理模块：对工作人员权限进行修改和授权。

6.用户管理模块：对用户角色进行新建、修改以及删除处理。

7.用户权限模块：管理用户所拥有的机构权限。

8.常用菜单模块：通过超级链接方式，将用户常用网站、菜单添加到首页。

四、实验结果与分析

为了验证基于组态软件的油田开发信息管理系统构建方法的整体有效性，针对所提方法进行一系列相关测试，根据实验结果详细论证所提方法对油田开发信息的管理能力。

（一）信息完整度

石油是人们生活和经济赖以生存的基本条件之一，随着人们生活质量的提高，对能源的需求也逐步上涨，因此油田开发数据量也呈指数级上涨。在海量数据前，保证数据的完整度是极为不易的，信息量的完整是确保油田安全开发的重要指标，为了验证所提方法对油田开发信息管理的实际能力，随机选取一组油田开发区域，对其五个月内的信息完整度进行测试，将所提方法下的信息提取完整度与原始信息提取完整度进行对比，根据实验结果说明所提方法的信息管理能力，实验结果如图3所示。

实验结果表明所提方法下的油田信息完整度较原始情况有很大提升，且多方法下的信息完整度基本在95%以上，其中一部分的信息完整度已经到达100%，数据显示，所提方法的信息管理能力较强。

（二）信息管理所需时间

油田开发的信息管理不仅仅要保证完整度，在保证管理精度的同时也要确保管理时效，在上述实验环境下，随机选取10组不同的油田开发区域，分别将其设置为样本1至样本10，假设原始方法和所提方法的信息管理精度以及完整性等均一致，仅仅比较两种方法对信息管理所需时间，从而进一步验证所提方法的有效性，实验结果如表1所示。

根据实验结果可知，在任何样本下，所提方法对信息管理所需的时间均远远小于原始所需时间，且大部分实验对象对信息管理所需时间均小于3秒，即说明所提方法的信息管理能力较强。

五、结语

在能源需求扩大的背景下，石油开发信息的信息量剧增，为了有效加强石油开发信息的信息检索以及资源共享能力，需要对石油开发信息进行管理，即构建信息管理系统，为此提出基于组态软件的油田开发信息管理系统构建方法，通过对石油开发信息模块化，有效管理石油开发信息较为分散的信息，通过实验验证所提方法的能力，这种信息管理方式不仅降低人工成本也加强工作效率，但石油开发信息化管理仍在发展和实践阶段，会出现部分不可控的问题，需要进一步更新和研究信息化管理方法，从而促进信息管理平台更加完善。

参考文献

[1]张丽娟，冯卓.加入WTO20年：中国贸易制度融入全球贸易体系的回顾与思考[J].太平洋学报，2022，30（08）：62-71.

[2]唐秀忠，柳青，周清松.基于Android平台的图文信息管理系统设计[J].现代电子技术，2021，44（08）：95-99.

[3]王灼.基于云计算技术的教育信息管理平台设计[J].现代电子技术，2021，44（24）：64-68.

[4]霍光煜，张勇，孙艳丰，等.基于语义的档案数据智能分类方法研究[J].计算机工程与应用，2021，57（06）：247-253.

[5]郝志伟.智能化井场监控系统在油田采油工作中的应用研究[J].中国设备工程，2021（11）：14-15.

作者单位：大庆油田有限责任公司第六采油厂工艺研究所

责任编辑：张津平