智慧油田在全球的實踐

智能油氣田是油田企業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢。信息技術(shù)對企業(yè)的作用越來越顯著。

智慧油田的概念最早可追朔到1991年，在《Oil&GasJournal》雜志上就出現(xiàn)了智能油田（SmartField）詞匯和論述。

2005年，IBM與挪威國家石油公司展開智慧油田項目合作。

根據(jù)“智慧油田（SmartField）”的發(fā)展歷程，我們可以得出這樣的結(jié)論：實際上“智慧油田”的概念的提出與發(fā)展更早于“智慧地球”概念的提出，或者說“智慧地球”的概念是IBM在“數(shù)據(jù)地球”的基礎(chǔ)上，并在總結(jié)“智慧油田”的理論與實踐的基礎(chǔ)上，提出的一整套全球化的概念，然后在又從“智慧地球”à“智慧城市”à“智慧油田”反過來推動了“智慧油田”蓬勃發(fā)展。

也可以說這是IBM全球營銷的一種商業(yè)運作手段，也就是說：企業(yè)發(fā)展的最高境界是“提概念、定標準”。

由于國際上“智慧油田”概念的提出（1991）更早于中國“數(shù)據(jù)油田”概念的提出（1999），而中國直到2010年才提出智慧油田的概念，所以筆者把中國智慧油田的發(fā)展和國際智慧油田的發(fā)展分開敘述，以避免混亂。

1.  智慧油田的國際發(fā)展

1)     國際智慧油田的發(fā)展歷程

①  概念提出與初級發(fā)展階段（1991年--）

智慧油田的概念最早可追朔到1991年，在《Oil&GasJournal》雜志上就出現(xiàn)了智能油田（SmartField）詞匯和論述。但是，當時還是一個較為模糊的科研領(lǐng)域的概念，尚處于構(gòu)想階段。

20世紀90年代-世紀之交�？碧介_發(fā)一體化、可視化或虛擬現(xiàn)實、智能井（smartwell）技術(shù)日趨成熟。ERP、電子商務(wù)的應(yīng)用進入石油業(yè)（主要以國外為主），為智慧油田的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

②  中級發(fā)展階段（2000年--）

2000年2月，一家名為“DigitalOilFieldInc”的公司被注冊。提出了數(shù)字油田解決方案，其定位為：為公司內(nèi)部各部門和外部供應(yīng)商之間，提供提高知識管理能力、集成協(xié)同工作、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程和電子商務(wù)解決方案。

2000年2月劍橋能源研究會（CERA）召開的題為“數(shù)字油田—新一代油藏管理技術(shù)”的大會。

2003年2月，劍橋能源研究會（CERA）又以“未來的數(shù)字油田”為題發(fā)表報告，倡導利用IT技術(shù)，廣泛地實現(xiàn)油田勘探、開發(fā)、生產(chǎn)的集成化、效率化、最優(yōu)化和實時化。

2003年，英國石油公司（BP）實施“未來的油田”項目。

Shell：  SmartField

BP： e－Field或FieldOfTheFuture

Chevron：i－Field

Schlumberger：DigitaloilFieldoftheFuture……

美國斯坦福大學計算地球與環(huán)境科學研究中心：X-Field

③  高級發(fā)展階段（2005年--）

以2005年10月在美國達拉斯舉行的石油工程師協(xié)會（SocietyofPlasticsEngineers，SPE）年會為標志。發(fā)表了Shell、Chevron等“SmartField”的應(yīng)用實踐案例（引自《物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字油田的應(yīng)用》曾濤2010年）。

以2005年，IBM和挪威國家石油公司合作的智慧油田項目由標志，智慧油田進入的起步探索階段。

④  全面發(fā)展階段（2010年--）

至2010年初，全球已有大致20多個不同的“SmartField”項目在世界各地實施（引自《物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字油田的應(yīng)用》曾濤2010年）。

在智慧城市在全球蓬勃發(fā)展以后，以2010年智慧油田在中國石油新疆油田和2013年中國石化勝利油田試點為標志，中國油田也開始進入智慧油田發(fā)展階段。

2)     國際石油公司有關(guān)智慧油田的定義

①  BP公司e-Field的定義是：

是技術(shù)和業(yè)務(wù)流程的集合，他們對油田的所有資產(chǎn)，從油藏到銷售終端，實時地獲取、監(jiān)視和分析油田數(shù)據(jù)，提供實時的、連續(xù)的、遠程的監(jiān)控和管理�？梢灶l繁地獲取油藏圖像；快速地瀏覽集成的油藏、井筒和設(shè)備單元的紀錄；使用門戶等可視化工具方便地訪問數(shù)據(jù)，并對其解釋和模擬�；�于對地表和地下預(yù)測模型技術(shù)的數(shù)字決策支持系統(tǒng)（Digitaldecision-supportsystems）被用于分析實時數(shù)據(jù)和直接或間接地控制開發(fā)生產(chǎn)環(huán)境。

②  ChevronTexaco的iFields定義是：

是一個與傳統(tǒng)操作方法不同的集成的實時的開發(fā)過程控制（real-timecontroloftheexploitationprocess）方式。

③  Shell的SmartFields的定義是：

是一個貫穿整個設(shè)備資產(chǎn)生命周期（throughouttheassetlifecycle）的由“測量-模擬-控制（measure-model-control）”到“測量-監(jiān)控-決策-執(zhí)行（measure-monitor-decide-execute）過程的轉(zhuǎn)變。其核心思想和技術(shù)是閉環(huán)（Close）、優(yōu)化（Optimise）和集成（Integrate）。

3)     國際智慧油田的最佳實踐

①  斯塔特福約爾得油田----智能油田開發(fā)的典范之一

如果說，20世紀80年代掀起的第一次提高采收率研究和應(yīng)用的熱潮，推動了各種EOR技術(shù)的進步和成熟，那么斯塔特福約爾得（Statfjord）等油田以油藏模擬、油藏監(jiān)測、水平井和油藏管理相結(jié)合的提高采收率技術(shù)，在21世紀初已經(jīng)掀起了以智能油田為標志的第二次提高采收率技術(shù)研究和應(yīng)用的熱潮。

“智能油田”可以實現(xiàn)實時監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)采集、實時解釋、實施決策與優(yōu)化的閉環(huán)管理，可以將油井、油田及相關(guān)資產(chǎn)相互聯(lián)系起來統(tǒng)籌經(jīng)營與管理，因此是提高采收率的有效途徑和發(fā)展方向，特別是在注劑比較昂貴的情況下更是如此。目前，隨著油藏動態(tài)監(jiān)測技術(shù)、水平井油井管理以及建立在水平井基礎(chǔ)上的油藏管理技術(shù)的進步與成熟，智能油田提高采收率前景已經(jīng)十分明朗。

北海的挪威海域是智能油田技術(shù)利用程度最高的地區(qū)，該地區(qū)的近海平臺全都由光纜相連。該地區(qū)最大的油田——斯塔特福約爾得油田正是當代智能油田開發(fā)的代表，其開發(fā)后期正是通過智能油田開發(fā)技術(shù)，如：采用實時數(shù)據(jù)傳輸、廣泛使用四維地震技術(shù)提高油藏表征水平、在多分支井上安裝流量控制器等有效地提高了采收率，實現(xiàn)了油田可持續(xù)發(fā)展。此外，北海的古爾法克斯油田（Gullfaks）采用井下監(jiān)測控制系統(tǒng)和多分支井技術(shù)相結(jié)合開發(fā)外圍油田，�？聘ニ箍耍‥kofisk）油田由于陸地鉆探生產(chǎn)中心的建立，使其采收率已從46%上升到50%至60%。這些油田都在進行智能油田技術(shù)的實踐。

斯塔特福約爾得油田使用的智能油田技術(shù)包括：實時數(shù)據(jù)傳輸、四維地震技術(shù)提高油藏表征水平、安裝流量控制器的多分支井技術(shù)。

a）采用實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

斯塔特福約爾得油田建立了實時數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用系統(tǒng)。該應(yīng)用系統(tǒng)用于傳輸來自于挪威國家石油公司（Statoil）的操作平臺和分包商的井底鉆具的所有測量數(shù)據(jù)，從海上到陸上的實時數(shù)據(jù)傳輸有效地支撐鉆井、修井和生產(chǎn)作業(yè)。需要新的工藝來促進遠程支持以及對生產(chǎn)測井、隨鉆測量、鉆井參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、完井、工藝調(diào)整和生產(chǎn)優(yōu)化的質(zhì)量控制。陸上/海上視頻會議（2次/天）加強了相互之間的了解，促進工藝的綜合化。Tampen地區(qū)（斯塔特幅約爾得是其中的一部分）具有穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)質(zhì)量。建立了陸上和海上控制室，控制室包括電視會議設(shè)備、智能板、投影儀、功能強大的電腦、無線電通訊以及平臺和平臺工作組，從陸上操作室中還可以獲得來自于平臺的不同照相機上的工業(yè)電視圖像。從而實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)流與高速的計算機系統(tǒng)之間的有效結(jié)合。

（1）使用實時數(shù)據(jù)進行自動監(jiān)測，加上陸地機構(gòu)的日常關(guān)注減少了意外事故的發(fā)生。降低了關(guān)井數(shù)量和工藝設(shè)備的數(shù)量并加強了其運轉(zhuǎn)的規(guī)律性。

（2）2005年約有70口井是通過來自陸地的實時數(shù)據(jù)來支撐其運轉(zhuǎn)的。這種來自陸地的實時支持縮短了70%的操作時間，從而更有效地利用陸上工程資源。

（3）綜合作業(yè)（IO）作為海上作業(yè)實時跟蹤工具，已發(fā)展成一種強大的作業(yè)技術(shù)，有力地促進了更好、更快、更安全地制定決策。

（4）利用實時數(shù)據(jù)流結(jié)合創(chuàng)新型軟件的應(yīng)用和高速計算機系統(tǒng)，為建立快速反饋的動態(tài)油藏模型奠定了基礎(chǔ)。

b)廣泛使用四維地震技術(shù)提高油藏表征水平

斯塔特福約爾得油田提高采收率的主要原因之一是大規(guī)模采用四維地震模擬技術(shù)。1979年進行了產(chǎn)前的生產(chǎn)測量，1991年和1997年進行了重復測量，并對這3次測量進行了平行和交叉的均衡校對，以便進行時延地震分析。隨著鉆井數(shù)增多，油田東翼的復雜構(gòu)造日益明朗。1997年進行了海底電纜測量（OBC），用P波數(shù)據(jù)為復雜的東翼地區(qū)提供了更好的構(gòu)造成像。海底電纜測量僅覆蓋了主油田的一小部分以及東翼地區(qū)�，F(xiàn)在滑坡區(qū)已鉆了85口井，加上較好的軟件設(shè)備，可以顯現(xiàn)從主油田滑塌巖石上脫離下來的滑脫面。

（1）4D項目的主要目標之一是通過確定布倫特油藏未波及的剩余油，進一步提高油田的采收率。

因此，使用從180口井的流動模擬結(jié)果中綜合出的測井資料建立了一個3D地球模型，以便用時延數(shù)據(jù)解釋油藏流體的運移情況。該模型結(jié)構(gòu)包括一系列3D地層網(wǎng)格，這些地層網(wǎng)格覆蓋了布倫特油藏上下兩層及其蓋層。確定中侏羅系布倫特群經(jīng)歷了早期水侵的砂巖產(chǎn)層內(nèi)未被驅(qū)替的剩余油區(qū)。提高了油藏表征精度，更好地確定了剩余油分布狀況和提高了開發(fā)效果。至1996年，對95%的井都已經(jīng)進行了精確的含水擬合。

（2）地質(zhì)構(gòu)造對烴類的流動具有極大影響，尤其是在構(gòu)造復雜的油藏更是如此，同時地質(zhì)構(gòu)造也是油藏模擬中最大的不確定性之一，為了加強油藏管理研制了油藏模型以分析油藏動態(tài)和預(yù)測未來產(chǎn)量。模型的油藏表征越精確，油藏管理效果越好。

c)井下監(jiān)測控制系統(tǒng)和多分支井相結(jié)合（智能井）

該項技術(shù)在古爾法克斯油田外圍的斯塔特福約爾得組實施，位于北海挪威區(qū)段的34/10斷塊。

油藏特征：斯塔特福約爾得組構(gòu)造復雜，斷層多，油藏非均質(zhì)嚴重，連通性差，滲透率低（具體范圍不詳），開采過程中氣竄現(xiàn)象嚴重，埋深在海平面以下3300米，油藏最初壓力47.6兆帕，溫度為128℃，地質(zhì)儲量為30.16×106噸，可采儲量10.86×106噸。

解決措施：針對這些局限性，實施了井下測試、四維地震監(jiān)測以及在地面控制井底流量的井底測試設(shè)備與控制系統(tǒng)（DIACS）和采用多分支井技術(shù)（MLT）。用多分支的長水平井穿透整個地層接近油水界面，并且采用地面控制的流量控制器對整個油藏進行混合開采以限制斯塔特福約爾得組上層的氣竄。

完井：在多分支井上安裝可調(diào)節(jié)的井底閥門以控制兩個分支的流量達到最優(yōu)化。在地面通過液壓系統(tǒng)控制井底閥門。下方閥門控制新分支井筒的產(chǎn)量，上方閥門控制主井筒的產(chǎn)量。使用液壓系統(tǒng)和標準的控制線對這些可調(diào)節(jié)的井底閥門進行井底控制和操作

實施效果：

（1）采用井底測試設(shè)備與控制系統(tǒng)（DIACS）和多分支井技術(shù)（MLT），通過增加排液點的數(shù)量來增大油藏泄油面積，提高了油田的產(chǎn)量，使得該外圍區(qū)塊2005年的剩余可采儲量從207×104噸增長到465×104噸。此外，還可以開采邊際儲量和原本可能被遺漏的低產(chǎn)區(qū)儲量。已獲取的重要的油藏信息為更好地了解油藏奠定了基礎(chǔ)。

（2）智能井系統(tǒng)通過遠程節(jié)流或者及時關(guān)閉區(qū)塊以實現(xiàn)產(chǎn)量優(yōu)化，不再需要任何昂貴的傳統(tǒng)修井。此外，該系統(tǒng)提供了來自每口井流量控制器的流量動態(tài)數(shù)據(jù)的連續(xù)性信息。

（3）把從智能油田中獲取的連續(xù)性油藏信息輸入到構(gòu)造模型和動態(tài)模型中。更新后的模型對于油田進一步開發(fā)和油藏評價都很關(guān)鍵。

（4）水下油田的生產(chǎn)測井費用很高并且鉆具的獲取受限�？捎镁�底測試設(shè)備與控制系統(tǒng)代替以助于在不同區(qū)域監(jiān)測油藏條件，提供關(guān)鍵信息參與制定驅(qū)替策略。獲取新的油藏知識有助于在油藏內(nèi)進一步調(diào)整鉆井方案。

（5）多分支井可通過老井筒側(cè)鉆方式進行完井，降低了鉆井和完井成本。

結(jié)論：

斯塔特福約爾得油田開采26年來，主要的優(yōu)化開采措施為（1）大位移井和水平井，（2）持續(xù)加密鉆井，（3）水氣交替注入，（4）智能油田技術(shù)（包括實時數(shù)據(jù)傳輸、廣泛使用四維地震技術(shù)提高油藏表征水平、安裝流量控制器的多分支井技術(shù)）。

從該油田產(chǎn)量下降期提高采收率的措施中可以看出，該油田正逐步實現(xiàn)將油氣發(fā)現(xiàn)與開發(fā)工作從歷史性分類資料的順序處理改變成實時資料的并行處理，利用實時數(shù)據(jù)流結(jié)合創(chuàng)新型軟件的應(yīng)用和高速計算機系統(tǒng)，建立快速反饋的動態(tài)油藏模型，并將這些模型配合遙測傳感器、智能井和自動控制功能，讓經(jīng)營者更直接地觀察到地下生產(chǎn)動態(tài)和更準確地預(yù)測未來動態(tài)變化，從而提高了產(chǎn)量，實現(xiàn)了有效的油田管理。

促進智能油田發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：

（1）遙測技術(shù)，主要包括四維地震監(jiān)測、重力測量、電磁監(jiān)測、永久型地面檢波器網(wǎng)絡(luò)和永久型光纖井下檢波器等；

（2）可視化技術(shù)，包括綜合勘探與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的三維可視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等；

（3）智能鉆井與完井技術(shù)；

（4）自動化技術(shù)；

（5）數(shù)據(jù)集成、管理與挖掘技術(shù)；

（6）集成管理體系等。

智能油田的基本概念：

智能油田展示了油氣田開發(fā)將進入智能化、自動化、可視化、實時化的閉環(huán)新階段。智能油田的基本概念和發(fā)展方向就是將涉及油氣經(jīng)營的各種資產(chǎn)(油氣藏等實物資產(chǎn)、數(shù)據(jù)資產(chǎn)、各種模型和計劃與決策等)，通過各種行動(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解釋與模擬、提出并評價各種選項、實施等)，有機地統(tǒng)一在一個價值鏈中，形成虛擬現(xiàn)實表征的智能油田系統(tǒng)。人們可以實人們可以實時觀察到油田的自然和人文信息，并與之互動。

智能油田的基礎(chǔ)與核心

建立智能油田是一個系統(tǒng)工程，而建立數(shù)據(jù)銀行和信息平臺是建立智能油田的基礎(chǔ)。智能油田的核心是將油氣發(fā)現(xiàn)與開發(fā)工作從歷史性分類資料的順序處理改變成實時資料的并行處理，利用實時數(shù)據(jù)流結(jié)合創(chuàng)新型軟件的應(yīng)用和高速計算機系統(tǒng)，建立快速反饋的動態(tài)油藏模型，并將這些模型配合遙測傳感器、智能井和自動控制功能，讓經(jīng)營者更直接地觀察到地下生產(chǎn)動態(tài)和更準確地預(yù)測未來動態(tài)變化，以便提高產(chǎn)量和進行有效的油田管理，實現(xiàn)各種層次的閉環(huán)優(yōu)化管理，最終實現(xiàn)全油田范圍的實時閉環(huán)資產(chǎn)經(jīng)營管理(圖1)。

【編者注：摘編自《中外科技情報》2007年16期金亞杰張曉剛劉穎供稿】

②  荷蘭皇家殼牌石油公司----智能油田項目(SmartFields)

荷蘭殼牌公司自行開發(fā)了一套“智能油田”技術(shù)，系統(tǒng)與井下復雜油氣藏環(huán)境中的傳感器和控制閥相連（如層段控制閥和天然氣生產(chǎn)控制閥），通過實時監(jiān)控實現(xiàn)油田生產(chǎn)達到最佳狀態(tài)。

業(yè)界成功的運營集成項目(IntegratedOperation)之一。已經(jīng)在美國、加拿大、歐洲、中東和非洲等地區(qū)成功實施。

制定了長期愿景以及10年實施與投資計劃。

項目包括“智能井”、“先進協(xié)作環(huán)境”、“整體油藏管理”等子項目，都獲得了巨大的成功。

智能油田的層次結(jié)構(gòu)圖

研究表明，荷蘭殼牌公司智能油田帶來的確鑿價值。至2009年，項目實施帶來整體收益高達50億美元，最大貢獻來源 ：

---產(chǎn)量的提升

---運營成本的降低。

荷蘭殼牌公司在文萊Champion西部油田，最終采收率提高了3％~6％，而開發(fā)成本降低了1~1.5美元/桶

在挪威海上Draugen油田項目中，海水深度達200米，條件相當惡劣。通過該項目，提高了原來注水開發(fā)后的剩余儲量的動用率。油田開發(fā)的采收率提高了23％。

成功經(jīng)驗：

A.堅持采用高技術(shù)價值的方案

荷蘭殼牌公司認為基于資產(chǎn)的價值圖來規(guī)劃項目，是智能油田項目成功的關(guān)鍵。

智能油田項目的價值與進程

B.充分考慮工作方式變革的影響

荷蘭殼牌公司充分估計全球各地區(qū)由于文化、技術(shù)和組織的不同而產(chǎn)生的變革阻力，并予以可服。

-各油田能否承受變革？

-變更能否真正幫助員工

-員工能否充分認識到好處

-員工的工作技能是否足夠

-變革能否持續(xù)，能否得到組織上的保證

未來計劃：

完善現(xiàn)有成果，形成更具綜合性的解決方案

由于項目帶來明顯的價值，荷蘭殼牌公司正考慮擴展智能油田的概念、方法和技術(shù)，實施“主動性安全與環(huán)境管理”等其它業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

③  英國BP石油公司----未來油田項目(FieldOftheFuture)

英國BP公司的“未來油田”(FieldOftheFuture)項目始于2003年，運用傳感器、自動化等技術(shù)，將現(xiàn)場地下的實時數(shù)據(jù)傳送到進程中心進行分析，實現(xiàn)了基于分析的快速決策。

世界最大規(guī)模的運營集成項目(IntegratedOperation)之一。英國BP公司已在其全球范圍內(nèi)前100口油井中的80%，實現(xiàn)了未來油田技術(shù)。

英國BP公司建立了35個遍布全球的“先進協(xié)作中心”(AdvancedCollaborationCenter)。

早期在英國BP公司全球各地推廣時，遇到了許多阻力，但整體設(shè)計及強有力的項目管理，確保了成功 實施

通過實施“先進協(xié)作中心”，實現(xiàn)了多學科和多地點的遠程協(xié)同，并新建了支持隊伍。遠程協(xié)作的實際效果，促使大家轉(zhuǎn)變了觀念，反過來對協(xié)作提出了進一步的需求

目前全球各地對項目已形成了充分“共識”。

英國BP公司的績效得到極大提升，提高了油氣儲量、油氣產(chǎn)量和鉆井效率等。

經(jīng)過分析，英國BP公司認為未來油田技術(shù)為公司總產(chǎn)量的貢獻率達到50%以上。實現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)目標的同時，也帶來附加價值：

--知識得到共享，形成了完善的學習環(huán)境人員和組織的技能，得到持續(xù)提高；

--實現(xiàn)跨地域、跨組織的團隊協(xié)作；

--多地點/多學科的進程協(xié)作（如油藏/井/設(shè)備/作業(yè)等）。

實施要點：

2  在業(yè)務(wù)流程和運營自動化方面加大投入，特別是在鉆井流程方面。

2  實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)整合，人員之間的協(xié)同的能力。

2  以“數(shù)據(jù)分析”為核心，發(fā)揮系統(tǒng)價值。

英國BP公司重規(guī)整體架構(gòu)的設(shè)計，觃劃了“未來油田”的整體實現(xiàn)框架，自下至上包括3層：

A.自動化和通訊基礎(chǔ)設(shè)施層：獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù)

基于自動化設(shè)備采集實時數(shù)據(jù)，絆過傳輸和轉(zhuǎn)換，迚入信息化系統(tǒng)。自動化技術(shù)減少基礎(chǔ)日常運營的人為干預(yù)。

B.進程運營管理層：數(shù)據(jù)形成信息

系統(tǒng)將數(shù)據(jù)加工為可以利用的信息，進行進程協(xié)作、進程監(jiān)控和業(yè)務(wù)分析。

C.優(yōu)化層：信息轉(zhuǎn)化為知識

信息與專家經(jīng)營相結(jié)合，為決策者提供依據(jù)。包含基于模型的決策知識，通過利用油藏、井和設(shè)備的模型評估短期和長期決策的效果，從而提升生產(chǎn)能力。

愿景：

§系統(tǒng)自動處理大部分業(yè)務(wù)，無需人工干預(yù)。

§實現(xiàn)優(yōu)化目標依賴于更大量的數(shù)據(jù)，特別在油藏管理等領(lǐng)域。

§提高運營績效，需要新流程、技術(shù)和工具的良好組合。

§人之間的協(xié)作最重要。協(xié)作方式將成為企業(yè)成功的重要因素。

自2005年起，英國BP公司定期發(fā)布“未來油田”項目研究成果和業(yè)務(wù)改進狀況以及成功經(jīng)驗。2010年,英國BP公司發(fā)布了10年工作成果經(jīng)驗驗總結(jié)。

A.成功主要因素：

Ø建立了有效的實施方案，在技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)實施和價值實現(xiàn)三方面實現(xiàn)了平衡。

Ø在業(yè)務(wù)需求和實施優(yōu)先級之間，構(gòu)建了清晰的關(guān)聯(lián)關(guān)系，做為業(yè)務(wù)執(zhí)行的依據(jù)。

B.系統(tǒng)實施的關(guān)鍵要素

Ø設(shè)計驅(qū)動項目：做好整體技術(shù)架構(gòu)設(shè)計。

Ø將項目成果形成“產(chǎn)品”，便于標準化推廣，并輔之以有效的項目管理。

Ø充分評估項目實效，對業(yè)務(wù)流程、工作方式、人員和組織的影響，制定針對性的轉(zhuǎn)型策略。

④  IBM與挪威國家石油公司----智慧油田的最佳實踐

IBM智慧油田的實踐早在2005年就開始了。那是和挪威國家石油公司的合作，這被IBM稱為在智慧油田方面的最佳實踐。

挪威國家石油與IBM合作確立的目標是，通過對先進技術(shù)的應(yīng)用和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，將其北海油田海底平臺的采收率提高到55%，固定平臺的采收率提高到65%。為此，該公司與IBM及其他合作方一起，共同創(chuàng)建了全新的業(yè)務(wù)流程框架，將油田部署的先進的實時傳感系統(tǒng)與整個系統(tǒng)中可以接入的強大的協(xié)作分析資源鏈接在一起，將勘探、開發(fā)、生產(chǎn)作為一個完整的系統(tǒng)進行整合運營，通過應(yīng)用各種先進的技術(shù)、流程、方法，從而提高該公司油氣田的采收率，增加數(shù)百億美元的收入。

挪威國家石油公司簡介：

總部：斯塔萬格,Norway31,000員工,在40多個國家生產(chǎn)作業(yè)。

§全球運營40多個油氣田

§業(yè)界第三大純原油輸出國

§歐洲第四大天然氣供應(yīng)商

§業(yè)界最大的深水石油作業(yè)商

§深海石油開發(fā)的領(lǐng)導者

§業(yè)界最大的CO2的采集和存儲公司

挪威國家石油公司智慧油田項目也叫“整合運營項目”(IntegratedOperation) ，始于2005年，通過跨學科、公司組織、地域協(xié)同合作，依靠實時數(shù)據(jù)和創(chuàng)新的工作流程的應(yīng)用，實現(xiàn)更安全、更好、好快的決策。

項目由IBM公司與ABB，Aker，SKF組成聯(lián)合團隊，共同承擔。項目共包括7個組成部分：

1)生產(chǎn)監(jiān)控實時可視化

業(yè)務(wù)需求

在挪威國家石油公司運營集成項目中，為了提高對生產(chǎn)設(shè)備的實時監(jiān)控，需要實時掌握生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)，包括流量、溫度、壓力等各項指標，同時在出現(xiàn)異常時，能及時給出警報信息，對此需要建立一套生產(chǎn)監(jiān)控實時可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的實時監(jiān)控。

解決方案

--基于IIF實時數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)對各運行設(shè)備的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集成；

--集成ISV的不同流程應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程各個環(huán)節(jié)實時監(jiān)控；

--基于對實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和歷數(shù)據(jù)的分析，對于生產(chǎn)異常給出警報；

--從不同的級別規(guī)圖設(shè)計展示內(nèi)容，實現(xiàn)從宏觀流程à站點à設(shè)備逐層鉆取，可以展示不同級別的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

方案優(yōu)勢

--實現(xiàn)生產(chǎn)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，及時収現(xiàn)問題，及時進行處理；

--提高對生產(chǎn)異常狀態(tài)的快速反應(yīng)能力；

--提高指揮中心和現(xiàn)場操作的協(xié)同工作能力；

--縮短問題處理時間，降低影響產(chǎn)量。

2)設(shè)備維護作業(yè)管理，智能應(yīng)用

業(yè)務(wù)需求

挪威國家石油公司基于IO項目實施，實現(xiàn)了各油田的資產(chǎn)管理整合，提供全球化的服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，如何在設(shè)備維護作業(yè)環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)量，減速少作業(yè)成本，是最直接最有效的增產(chǎn)降耗的手段，基于此，需要采用先迚的維護作業(yè)系統(tǒng)，優(yōu)化維護作業(yè)的時間和計劃。

解決方案:在維護作也方面，提供了兩方面的功能，一是設(shè)備維保停機計劃管理，二是事是基于條件的維護業(yè)。

a)維保停機計劃的優(yōu)化：利用設(shè)備運行的大量實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，找出設(shè)備的最佳維保周期，對維保作業(yè)停機計劃進行優(yōu)化，實現(xiàn)設(shè)備維保周期最大化，同時減少設(shè)備因超負載運轉(zhuǎn)而導致的故障發(fā)生。

b)基于狀態(tài)的預(yù)測性維護作業(yè)（CBM）：對于設(shè)備的維護作業(yè)，基于歷史數(shù)據(jù)建立設(shè)備的失效模型，建立設(shè)備的檢測策略和方案（維護作業(yè)條件），按照檢測方案實時監(jiān)測設(shè)備的運轉(zhuǎn)，當達到方案設(shè)定的條件，預(yù)警并給出維護作業(yè)的建議，從而實現(xiàn)避免設(shè)備大型故障導致的大修停機。針對不同關(guān)鍵程度的設(shè)備，并不是所有的設(shè)備都要達到高可靠性，要根據(jù)其重要程度，決定是否需要大量投資，安裝實時傳感器監(jiān)測，確保其高可靠性

方案優(yōu)勢

--實現(xiàn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)周期最大化，提高設(shè)備的利用率，實現(xiàn)提高產(chǎn)量；

--避免設(shè)備由二超負荷運轉(zhuǎn)造成大修停機，減少由此帶來的產(chǎn)量損失和費用；

--大大減少由二維保和無計劃停機造成的產(chǎn)量損失。

3)注重安全，提升移動通信技術(shù)

業(yè)務(wù)需求

挪威國家石油公司基于IO項目實施，在現(xiàn)場作業(yè)操作過程中，現(xiàn)場操作人員與指揮中心之間的需要協(xié)同工作,為了提高協(xié)同工作效率和提高現(xiàn)場決策響應(yīng)速度,以及降低指揮中心人員的的工作強度，減少發(fā)生在指揮中心控制室的警報數(shù)，需要現(xiàn)場操作人員能實時的掌握施工環(huán)境的實時狀態(tài)（如：天燃氣體濃度等）以及設(shè)備運轉(zhuǎn)的技術(shù)數(shù)據(jù)等，從而需要開發(fā)方便靈活的移動手持可視系統(tǒng)，進行上述數(shù)據(jù)實時查詢。

解決方案

開發(fā)移動手持可視系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不設(shè)備傳感器實時進行通信，可以通過傳感器的RFID或條形碼等進行識別，查找選定要查詢的目標，并可實時查看傳感器傳回的技術(shù)數(shù)據(jù)；

也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)，與實時數(shù)據(jù)集成平臺進行通信，進行設(shè)備歷史數(shù)據(jù)的查詢；

對沒有接入實數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，移動設(shè)備可作為讀卡器，讀取設(shè)備運轉(zhuǎn)參數(shù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)回傳數(shù)據(jù)中心。

方案優(yōu)勢

簡化了訪問信息的方式，現(xiàn)實現(xiàn)場操作人員和工程師之間的實時協(xié)同工作，從而大大提高工作效率

通過現(xiàn)場人員的實時監(jiān)控和生產(chǎn)流程的自動化，實時引導人員避開危險區(qū)，提高了生產(chǎn)安全；

減少因現(xiàn)場操作人員操作不當，而引起的亊故和停機操作。

4)四維模擬技術(shù)，優(yōu)化作業(yè)方案

業(yè)務(wù)需求

在運營集成項目中，為了提高現(xiàn)場施工的工作效率，減少重復作業(yè)次數(shù)，需要在作業(yè)前進行周密的計劃；為了能更好制定維護計劃，需要開發(fā)一套能模擬現(xiàn)場實際作業(yè)環(huán)境的系統(tǒng)，實現(xiàn)對作業(yè)過程的全過程模擬，對作業(yè)流程的制定、作業(yè)時間不資源的分配等做到最優(yōu)化，提高作業(yè)，從而實現(xiàn)提高工作效率，減少產(chǎn)量損失。

解決方案

基于設(shè)備圖像及靜態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，建立施工現(xiàn)場三維模仿真系統(tǒng)；

集成與業(yè)模擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)，在三維可視化的基礎(chǔ)上，加入時間發(fā)量和實時生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，用四維模擬器對操作流程進行作業(yè)前作業(yè)全過程模擬；

自動計錄模擬操作過程，給出最優(yōu)化流程、時間及人員的方案配置；

可以用來對剛?cè)霃S的操作人員，進行現(xiàn)場作業(yè)的模擬培訓，提高培訓效率，降低作業(yè)風險。

方案優(yōu)勢

--完善優(yōu)化維護作業(yè)計劃

--減少施工作業(yè)時間和作業(yè)次數(shù)

--提高操作人員對現(xiàn)場和維護計劃的熟悉度，減少培訓費用

--提高工作效率，減少產(chǎn)量損失

--降低作業(yè)的HSE風險

5)高度注重數(shù)據(jù)傳輸可靠性

平臺間及平臺到陸上數(shù)據(jù)中心

--網(wǎng)絡(luò)以光纖為主

--高速無線電網(wǎng)絡(luò)為輔

SDH：同步數(shù)字系列，150M/s,600M/s,2G/s,8G/s

PDH：準同步數(shù)字系列 ,2M/s,8M/s,34M/s139M/s

--同時相互起來災(zāi)備作用

6)遠程操控機器人技術(shù)

實現(xiàn)進程操控機器人，完成危險環(huán)境的作業(yè)，保證人員安全。

7)IIF數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨丏業(yè)集成

通過IIF數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)了跨學科的數(shù)據(jù)集成與共享，支持協(xié)同工作。

實現(xiàn)新型的組織管理模式

操作人員及管理人員，在生產(chǎn)現(xiàn)場、辦公室或監(jiān)控中心，隨時隨地實現(xiàn)對業(yè)務(wù)狀況的整合管理

項目實施效果

“整合運營項目田”(IntegratedOperation)項目始于2005年，通過跨學科、公司組織、地域協(xié)同合作，依靠實時數(shù)據(jù)和創(chuàng)新的工作流程的應(yīng)用，實現(xiàn)更安全、更好、好快的決策。

實施效果

u 整個挪威大陸架潛在效益達到400億美元

--增加儲量及提高產(chǎn)量占70%

--降低成本占30%

u 組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化和業(yè)務(wù)流程優(yōu)化

-鉆井和完井

-油藏不生產(chǎn)管理

-作業(yè)不維護

參考：挪威石油工業(yè)協(xié)會提供

2.  智慧的油田在中國

1)     中國油田信息化發(fā)展歷程

目前，國際先進石油石化行業(yè)信息化進程進入智能化階段，但中國石油石化行業(yè)信息化進程實際上只到集成化階段，個別油田進入智能化起步階段，與國際先進水平相比還存在較大差距（如下圖所示）

我國油田信息化進程大約可以劃分為以下五大階段。每一個階段都有一次大的飛躍。

①  第一階段，小型機與記錄儀時代（1950-1979）：

在20世紀50年代至70年代，引進二維地震數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)，主要在小型機上進行地質(zhì)構(gòu)造解釋，軟件使用比較難度較大；同時廣泛采用油井測井紀錄儀，第一次飛躍帶來了生產(chǎn)力的大提高，在70年代達到頂峰。

②  第二階段，微型機與局域網(wǎng)時代（1980-1995）：

在地震解釋與地質(zhì)研究方面：80年代早期，引入三維地震技術(shù)。80年代中期，工作站產(chǎn)生了革命替逐漸替代了小型機作為地震解釋的主要機型。80年代后期到90年代初，3D地震成為主導，但是仍為計算孤島（Islandofcomputing）。但數(shù)據(jù)量呈指數(shù)方式增長，生產(chǎn)力產(chǎn)生第二次飛躍。

在生產(chǎn)管理與經(jīng)營管理方面：80年代中期，引進了微信機（如蘋果、TRS-80、IBM-XT等），主要用在生產(chǎn)管理（報表編制）和財務(wù)電算化方面（單機版），危機的操作系統(tǒng)主要是DOS。

1989年10月根據(jù)當時中國石油天然氣總公司（以下簡稱總公司）440號文件精神，在北京成立了《油田勘探、開發(fā)、鉆井數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計組》�？傮w組舉全國各油田之力，組織全國各油田有關(guān)專家和技術(shù)人員，并聘請了清華大學等有關(guān)專家教授做總顧問和技術(shù)指導，先后在北京、大慶、勝利開展了工作。

90年代初期，局域網(wǎng)興起，各油田開始組建信息中心（當時形成了管理局和采油廠兩級信息中心），建立油田內(nèi)部各單位的局域網(wǎng)以及采油廠與管理局的城域網(wǎng)。當時的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要是NOVELL網(wǎng)操作系統(tǒng)（主要功能是文件共享）UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

經(jīng)過近3年的努力，于1991年8月發(fā)布了第一版（91版）中國石油天然氣總公司《油田勘探、開發(fā)、鉆井數(shù)據(jù)庫字典》（包括體勘探、開發(fā)、鉆井數(shù)據(jù)庫系結(jié)構(gòu)，概念設(shè)計文檔，邏輯設(shè)計文檔，物理設(shè)計文檔，分布設(shè)計文檔）。

1992年全國各油田根據(jù)總公司的《油田勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)庫字典》開始細化擴展各自油田的勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，并形成各油田自己的《油田勘探、開發(fā)、鉆井數(shù)據(jù)庫邏輯字典》

1993年，總公司根據(jù)各油田的反饋，對91版數(shù)據(jù)字典進行了修訂，發(fā)布了第二版（93版）中國石油天然氣總公司《油田勘探、開發(fā)、鉆井數(shù)據(jù)庫邏輯字典》。93版后來基本成為全國各油田普遍使用的數(shù)據(jù)標準。

在90年代初、中起，各油田單機版的應(yīng)用軟件（如油氣開發(fā)生產(chǎn)管理軟件、財務(wù)電算化軟件等）開發(fā)也漸入佳勁，形成了油田信息化的第一次高潮。

1995年，WINDOWS95視窗操作系統(tǒng)開始推出，個人電腦操作系統(tǒng)從DOS時代進入了WINDOWS時代，個人電腦的應(yīng)用也進入了一個嶄新的時代。

③  第三階段，互聯(lián)網(wǎng)及群雄并起時代（1996-1999）：

1996年，互聯(lián)網(wǎng)開始在各油田普及，各油田紛紛接入互聯(lián)網(wǎng)，主要出口是通過512K帶寬接入中國石油天然氣總公司總部，再由總公司統(tǒng)一出口進入Internet網(wǎng)絡(luò)。隨后各油田又從本地建立了更高速的互聯(lián)網(wǎng)出口（如10M,100M）。

1997年，中國石油天然氣總公司又對93版字數(shù)據(jù)字典進行了修訂，發(fā)布了發(fā)布了第三版（97版）中國石油天然氣總公司《油田勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)庫邏輯字典》。97版數(shù)據(jù)字典在全國各油田并沒有得到普遍的使用。

1999年10月中國石油行業(yè)重組，形成了中國石油，中國石化，中國海油三大石油公司的格局，其中中國石油和中國石化形成了上下游一體化的互相競爭局面，勝利油田等劃入中石化。

同時，無線網(wǎng)絡(luò)開始興起，由于各油田基層采油廠礦都是地處偏僻野外，無線網(wǎng)技術(shù)比較適合基層單位的網(wǎng)絡(luò)接入（如大港油田采油三廠1996年建成了覆蓋各采油礦、隊的無線網(wǎng)絡(luò)，1998年通過無線網(wǎng)技術(shù)建成了采油三廠、采油二廠到管理局的城域網(wǎng)）。

這個時期，信息化建設(shè)屬于群雄并起的時代，各油田紛紛把單機版的應(yīng)用軟件改造升級為網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用（Intranet）。興起了油田信息化的第二次高潮。

④  第四階段，互聯(lián)網(wǎng)及集中統(tǒng)一時代（2000-2009）：

2000年中國石油股份公司編制了《“十五”IT戰(zhàn)略規(guī)劃》，開創(chuàng)了中國國企信息戰(zhàn)略規(guī)劃編制的先河，提出了6統(tǒng)一的信息化原則（“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”）。從此，中國石油進入的信息化大集中大統(tǒng)一的時代，也引領(lǐng)了中國國企信息化大集中大統(tǒng)一的先河。

2001年以后，中國石油統(tǒng)一的廣域網(wǎng)及其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及企業(yè)門戶等系統(tǒng)建設(shè)的相繼展開。

同期，中國石化開始在各煉化企業(yè)推廣使用ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)，但是沒有統(tǒng)一標準，造成了未來集團總部集成的困難。

2003年由中國石油股份公司勘探與生產(chǎn)分公司發(fā)布了第四版（2003版）中國石油《油田勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)庫邏輯字典》。但第四版標準還未得到推廣使用，就被后來的中國石油信息管理部從拉德馬克公司引入并改造的EPDM模型所取代。

由于原先的中國石油天然氣總公司《油田勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)庫邏輯字典》沒有按照勘探開發(fā)一體化的思路設(shè)計，存在勘探與開發(fā)的條塊分割、數(shù)據(jù)冗余與數(shù)據(jù)不一致等問題，大大影響了勘探、開發(fā)數(shù)據(jù)共享；各油田又根據(jù)自己的情況進行擴展，造成了比較混亂的局面；其體系架構(gòu)是以井為中心的星狀結(jié)構(gòu)，而不是分層結(jié)構(gòu)，關(guān)系比較散亂，并不是所有子模型都能形成以井為中心的，模型可擴展性較差。

2003年，中國石油開始編制《地球科學與鉆井系統(tǒng)》和《上游生產(chǎn)系統(tǒng)》實施方案，開始引入國外縣城軟件和國外石油數(shù)據(jù)模型。其中，大塊數(shù)據(jù)管理引入MDS數(shù)據(jù)模型，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)引入EDM數(shù)據(jù)模型，成果及文檔數(shù)據(jù)引入CDS數(shù)據(jù)模型。后來EDM數(shù)據(jù)模型在結(jié)合中國石油的實際情況后，改造成為EPDM數(shù)據(jù)模型（即勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型）。

2005年《地球科學與鉆井系統(tǒng)》和《上游生產(chǎn)系統(tǒng)》在大慶油田試點實施。同時，ERP及其他系統(tǒng)建設(shè)也相繼展開。

2006年—2009年，《地球科學與鉆井系統(tǒng)》和《上游生產(chǎn)系統(tǒng)》在中國石油其他各油田推廣。

2006年后，中國石油開始把大塊數(shù)據(jù)和成果文檔數(shù)據(jù)開始向EPDM整合集中，準備用EPDM模型整合替代MDS和CDS模型，形成一個集成化的油氣勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型。

由于EDM模型是在參考國際石油行業(yè)標準POSC模型基礎(chǔ)上設(shè)計的一套先進的數(shù)據(jù)模型，也是實現(xiàn)了勘探開發(fā)一體化的石油數(shù)據(jù)模型，其體系架構(gòu)具有明顯的分層結(jié)構(gòu)，層次邏輯關(guān)系非常清晰。

改造后的EPDM模型繼承了EDM模型的優(yōu)點，并結(jié)合了中國石油的實際情況和應(yīng)用特點，同時向集成化的方向發(fā)展。

⑤  第五階段，物聯(lián)網(wǎng)與智能化時代（2010-）：

中國石油《“十二五”IT戰(zhàn)略規(guī)劃》增加了“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)”和“工程技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)”兩個項目，為油田智能化奠定了基礎(chǔ)。

2010年，中國首家智能油田項目在中國石油新疆油田啟動，標志著中國油田開始進入智能化時代。

2012年，中國石化燕山煉廠智能煉廠項目啟動；2013年，中國石化勝利油田智能油田項目啟動。

2012年，中國海油提出了：促進公司信息化工作的加快發(fā)展，推動“智能油田”建設(shè)目標。

2)     數(shù)據(jù)油田的理論與發(fā)展（1999--2009）

①  數(shù)字油田概念的提出與發(fā)展

1998年1月31日，美國副總統(tǒng)戈爾在加利福尼亞科學中心演講中提出了“數(shù)字地球”概念。

1999年末，國內(nèi)大慶油田首次提出了“數(shù)字油田”的概念，并將數(shù)字油田作為企業(yè)發(fā)展的一個戰(zhàn)略目標（據(jù)說是由大慶油田信息中心王權(quán)首次提出的），很快得到全國各油田的普遍認同。

大慶油田對數(shù)字油田的定義：“數(shù)字油氣田”是以油氣田為研究對象，以石油氣的整個生產(chǎn)流程為線索，建立勘探、開發(fā)、地面建設(shè)、儲運銷售以及企業(yè)管理等多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系，并將各專業(yè)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)進行高度融合，在建立油氣田生產(chǎn)和管理流程優(yōu)化應(yīng)用模型的基礎(chǔ)上，利用可視化技術(shù)和模擬仿真以及虛擬現(xiàn)實等技術(shù)對數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化和多維表達，并且通過智能化分析模型，為企業(yè)經(jīng)營管理提供輔助決策信息，進一步挖掘生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)的潛力，使信息化建設(shè)更好地服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)和管理，為油氣田企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的信息支撐環(huán)境。

新疆油田對數(shù)組有油田的定義：數(shù)字油田以油田實體為對象，以地理空間坐標為依據(jù)，通過海量存儲和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合，用多媒體和虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)油田地上地下的多維空間表達�？臻g化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化是數(shù)字油田的基本特征。這一概念將油田當作一個整體進行信息化管理，強調(diào)信息化整體的一致性和業(yè)務(wù)板塊的協(xié)調(diào)性，是對早起信息化建設(shè)理念的重大改進（摘自《智能油田：數(shù)字油田發(fā)展的高級階段》作者：支志英、李清輝、賈鹿）。

筆者的定義：所謂“數(shù)字油田”就是以油田實體為對象，以地理空間坐標為基礎(chǔ)，以油氣勘探、評價、開發(fā)、生產(chǎn)、儲運價值鏈為主線，以分層的業(yè)務(wù)架構(gòu)為主體，建立一套“橫向到邊、縱向到底”統(tǒng)一的流程標準和數(shù)據(jù)標準體系，整合全價值鏈上的生產(chǎn)管理、科學研究、經(jīng)營管理等各種同構(gòu)、異構(gòu)數(shù)據(jù)，應(yīng)用地理信息技術(shù)和可視化、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)實現(xiàn)油田各種對象信息的地上地下的多維空間表達。

國內(nèi)各油田企業(yè)在2000年后紛紛將數(shù)字油田列為企業(yè)信息化發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

2000年，大港油田首次編制了數(shù)字油田發(fā)展五年規(guī)劃暨“十五信息化發(fā)展規(guī)劃”并實施數(shù)字油田規(guī)劃。

2002年，塔里木油田提出并實施數(shù)字油田規(guī)劃。

2003年，勝利油田、塔河油田、克拉瑪依油田等相繼提出并實施數(shù)字油田規(guī)劃。

2005年后，全國各油田全面進入數(shù)字油田建設(shè)。

2009年新疆油田在國內(nèi)率先宣布建成了數(shù)字油田，成為國內(nèi)數(shù)字化油田建設(shè)的一面旗幟。

“十五”、“十一五”期間，為加快數(shù)字油田建設(shè)步伐，國家科技部設(shè)立“數(shù)字油氣田關(guān)鍵技術(shù)研究”。

②  數(shù)字油田的關(guān)鍵技術(shù)

“十五”期間，中國國家科技部設(shè)立重大科技攻關(guān)課題“數(shù)字氣田關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用示范研究”，主要研究了基于無線公網(wǎng)的氣田采輸生產(chǎn)過程中氣井、管線等的數(shù)據(jù)實時采集、傳輸和控制技術(shù)，氣田網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，氣田采輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合與交換技術(shù)，以及氣井管理與輔助決策等技術(shù)。在中石化西南分公司的新場氣田進行了示范應(yīng)用。

“十一五”期間，為加快數(shù)字油田建設(shè)步伐，國家科技部設(shè)立863項目“數(shù)字油氣田關(guān)鍵技術(shù)研究”，重點攻關(guān)油氣田多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)和多尺度三維表征等技術(shù)，初步建成數(shù)字油氣田應(yīng)用系統(tǒng)，為數(shù)字油氣田理論完善和油氣田信息化實踐提供指導。

該項目由勝利油田和石油大學、北京科技大學聯(lián)合承擔。2009年9月14日，通過項目實施方案評審。

主要關(guān)鍵技術(shù)包含以下七大部分（編者注：這種技術(shù)分類可能缺乏系統(tǒng)性，有不太科學的地方）

（一）數(shù)字化技術(shù)

（二）信息主動服務(wù)技術(shù)

（三）可視化技術(shù)

（四）業(yè)務(wù)流程優(yōu)化技術(shù)

（五）專業(yè)軟件配置

（六）基于知識的決策技術(shù)

（七）基礎(chǔ)配置優(yōu)化技術(shù)

③  數(shù)字油田的基本特征

標準化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、自動化和制度化是數(shù)字油田的6大基本特征。

制度化，就是要建立一套長效的信息化管理與覺得機制，保證數(shù)字油田建設(shè)的持續(xù)進行。

自動化（監(jiān)控系統(tǒng)的自動控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集）是數(shù)字油田建設(shè)的重要基礎(chǔ)。

可視化，是數(shù)據(jù)油田的具備有二維與三維空間的展示功能，是數(shù)據(jù)油田的高級性能。

網(wǎng)絡(luò)化，是實現(xiàn)信息共享的基本要求，也是互聯(lián)化時代的最基本的基礎(chǔ)設(shè)施能力需求。

數(shù)據(jù)化，就是把以前模擬信息以及紙質(zhì)數(shù)據(jù)，全部轉(zhuǎn)化成電子數(shù)據(jù)，然后加載的中心數(shù)據(jù)庫中。

標準化，特別數(shù)據(jù)標準化是數(shù)字油田建設(shè)的前提和保障。

數(shù)字油田強調(diào)信息化的整體性、一致性和業(yè)務(wù)板塊的協(xié)調(diào)性，是對早期信息化建設(shè)理念的重大提升。

④  數(shù)字油田的框架結(jié)構(gòu)

數(shù)字油田的總體框架主要包裹5大部分：IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、門戶架構(gòu)、IT治理架構(gòu)。但IT治理架構(gòu)主要是制度與標準體系內(nèi)容方面。

一般來說，數(shù)字油田的框架結(jié)構(gòu)基本類似，但不同的公司表達與呈現(xiàn)的方式有所不同。下面分別把大慶油田、中石化、中海油以及筆者自己設(shè)計的幾個數(shù)字油田框架羅列出來，以供參考

以大慶油田為代表的數(shù)據(jù)油田總體框架結(jié)構(gòu)

中國石化數(shù)據(jù)油田整體框架結(jié)構(gòu)

中國海油數(shù)據(jù)油田整體框架結(jié)構(gòu)

林道遠之數(shù)字油田總體框架結(jié)構(gòu)

林道遠之數(shù)字油田應(yīng)用架構(gòu)藍圖

⑤  數(shù)字油田的建設(shè)目標與內(nèi)容

數(shù)字油田建設(shè)的根本目標就是：提供勘探、開發(fā)一體化，生產(chǎn)、經(jīng)營一體化的業(yè)務(wù)支撐，提高企業(yè)核心業(yè)務(wù)能力、經(jīng)營管理能力以及戰(zhàn)略決策能力。實現(xiàn)“橫向到邊、縱向到底”的立體式業(yè)務(wù)支撐。最終達到增儲、增效，提高采收率和經(jīng)濟效益。

2000年后，國內(nèi)各大油田紛紛開展了數(shù)字油田總體規(guī)劃和頂層設(shè)計工作，為數(shù)字油田的全面建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字油田基本的建設(shè)內(nèi)容包括以下5大方面：

（1）基礎(chǔ)設(shè)施：主要包括網(wǎng)絡(luò)（有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)）、服務(wù)器等設(shè)備（井場數(shù)據(jù)自動化采集設(shè)備、服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶庫、機柜等信息化基礎(chǔ)設(shè)施）、基礎(chǔ)平臺軟件（操作系統(tǒng)、DBMS、中間件等）。

（2）數(shù)據(jù)資源：以油田中心數(shù)據(jù)庫建設(shè)為核心，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，各專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集入庫。中心數(shù)據(jù)庫向全企業(yè)提供統(tǒng)一共享訪問接口。

（3）應(yīng)用系統(tǒng)：包括經(jīng)營管理系統(tǒng)（ERP，OA等）和主營業(yè)務(wù)系統(tǒng)（生產(chǎn)管理系統(tǒng)和科研專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)），基于統(tǒng)一的主數(shù)據(jù)標準和業(yè)務(wù)架構(gòu)，建設(shè)全局性的跨業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，避免煙沖式的、孤立的、分散的應(yīng)用系統(tǒng)。

（4）信息門戶：按分層的業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計分層的信息門戶（總部、油公司、采油廠三級門戶結(jié)構(gòu)），然后基于門戶基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一的權(quán)限管理和統(tǒng)一的身份認證。

（5）IT治理體系：組要包括IT治理的組織就規(guī)范，IT治理流程體系，IT治理制度體系、IT治理的標準體系，標準體系又包括：數(shù)據(jù)標準、技術(shù)標準。

所以說，基礎(chǔ)設(shè)施是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)資源是核心，應(yīng)用系統(tǒng)是重點，信息門戶是入口，IT治理體系是保障。

3)     智慧油田的探索與實踐（2010--）

通過“十五”、“十一五”兩個五年規(guī)劃的數(shù)字油田建設(shè)，中國油田的數(shù)據(jù)化程度已達到了一定的水平，為向智慧油田邁進打下了堅實的基礎(chǔ)。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田的普及應(yīng)用，也為油田向智能化邁進打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

無論是數(shù)字油田還是智慧油田，他們的目標都是一致的，都是為最終達到增儲、增效，提高采收率和經(jīng)濟效益。但顧名思義，智慧油田至少比數(shù)據(jù)油田多具備兩項功能：前端，能夠做到智能感知；后端，能夠做到智能洞察。

因此可以說，智慧油田是數(shù)字油田的高級階段。

中國石油《“十二五”IT戰(zhàn)略規(guī)劃》增加了“油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)”和“工程技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)”兩個項目，為油田智能化奠定了基礎(chǔ)。

①  中石油智慧油田探索與實踐

2010年，中國首家智能油田項目在中國石油新疆油田啟動，標志著中國油田開始進入智能化時代。

a) 智能油田的內(nèi)涵與定義：

n 全面感知：借助傳感技術(shù)，建立覆蓋油田各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對油田各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全面感知；

n 自動操控：利用先進的自動化技術(shù)，對與油氣井與管網(wǎng)設(shè)備進行自動化控制，對油氣管網(wǎng)進行自動平衡與智能調(diào)峰，實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)施自動操控；

n 預(yù)測趨勢：利用模型分析技術(shù)，進行油藏的動態(tài)模擬，單井運行分析與預(yù)測，生產(chǎn)過程優(yōu)化，智能完井和實時跟蹤，利用專業(yè)數(shù)學模型提高系統(tǒng)模擬與分析能力、預(yù)測和預(yù)警能力、實現(xiàn)對油田生產(chǎn)趨勢進行分析與預(yù)測；

n 優(yōu)化決策：利用可視化協(xié)作環(huán)境為油田提供信息整合與知識管理能力，充分利用勘探開發(fā)地質(zhì)研究專家的經(jīng)驗與知識，實現(xiàn)油田勘探的科學部署，提高系統(tǒng)自我學習能力，生產(chǎn)持續(xù)優(yōu)化能力，真真做到業(yè)務(wù)、計算機系統(tǒng)與人的智慧相融合，輔助油田進行科學決策、優(yōu)化管理。

定義：“智能油田”就是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上，借助先進信息技術(shù)和專業(yè)技術(shù)，全面感知油田動態(tài)，自動操控油田行為，預(yù)測油田變化趨勢，持續(xù)優(yōu)化油田管理，科學輔助油田決策，使用計算機信息系統(tǒng)智能的管理油田。也就是說，智能油田就是能夠全面感知的油田，能夠自動操控的油田，能夠預(yù)測趨勢的油田，能夠優(yōu)化決策的油田。

b) 智能油田的特點：6個典型特征

n 實時感知：利用傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對油田各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全面感知。不僅要對油田生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)施進行時數(shù)據(jù)采集，還可通過視頻技術(shù)直接查看工作場地、會議場所的場景。

n 全面聯(lián)系：在實時感知的基礎(chǔ)上，進一步提供油田現(xiàn)場與指揮室之間、人與儀器之間相互協(xié)同，遠程操作。

n 自動處理：利用自動化技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)，通過對采集到的數(shù)據(jù)進行計算分析，將操作指令反饋到現(xiàn)場，對油氣井與管網(wǎng)設(shè)備進行自動化控制。

n 預(yù)測預(yù)警：在對歷史數(shù)據(jù)進行分析的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)挖掘、模型分析，對油田生產(chǎn)趨勢進行模擬和預(yù)測。如油藏的動態(tài)模擬，單井運行分析與預(yù)測，生產(chǎn)事故預(yù)警。

n 輔助決策：利用可視化的信息協(xié)作環(huán)境、油田專家的經(jīng)驗、專業(yè)領(lǐng)域知識、成功項目研究成果，進行綜合分析，提出決策建議。

n 分析優(yōu)化：通過建立各種標準化的評價指標體系，利用綜合評價技術(shù)，對生產(chǎn)運行的狀況、油氣藏地質(zhì)條件、決策結(jié)果進行評價和分析，提出優(yōu)化方案，是油田生產(chǎn)、管理不斷優(yōu)化和完善，實現(xiàn)油田的最優(yōu)化發(fā)展。

c) 智能油田的目標：5大宏觀目標

n 新增儲量

n 提高采收率

n 提高生產(chǎn)效率

n 保障安全生產(chǎn)

n 提高經(jīng)濟效益

d) 智能油田的組成：包括如下內(nèi)容（8233工程）

e) 智能油田的應(yīng)用架構(gòu)

f) 智能油田的項目規(guī)劃：

智能新疆油田建設(shè)10年內(nèi)初步建成，包括12類49個項目

②  中石化智慧油田探索與實踐

2012年，中國石化燕山煉廠智能煉廠項目啟動；2013年，中國石化勝利油田智能油田項目啟動。

a) 智能油田的內(nèi)涵與定義：

所謂“智能油田”就是在數(shù)字油田的基礎(chǔ)上，圍繞上游的油藏、井、管網(wǎng)、設(shè)備設(shè)施等核心資產(chǎn)，借助信息技術(shù)全面輔助資產(chǎn)管理和效益優(yōu)化，建立實時感知的油田、全面協(xié)同的油田、主動管理的油田、整體優(yōu)化的油田，推動增儲上產(chǎn)、綠色安全、高效運營、精細管理，達到資產(chǎn)價值最大化。

n 實時感知的油田指通過上游資源的傳感網(wǎng)絡(luò)部署實時監(jiān)測各個資源的狀態(tài)，如油藏、油氣水井、重點設(shè)備、集輸管網(wǎng)的實時感知；

n 全面協(xié)同的油田指通過集成可視技術(shù)在各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)跨專業(yè)遠程協(xié)同，如勘探開發(fā)協(xié)同、生產(chǎn)現(xiàn)場與一體化指揮中心協(xié)同、鉆井現(xiàn)場與鉆井中心的協(xié)同；

n 主動管理的油田指通過業(yè)務(wù)和技術(shù)建模能夠即時預(yù)警和趨勢預(yù)測，進行事前處理控制，如基于油井生產(chǎn)趨勢預(yù)測的及時主動的生產(chǎn)響應(yīng)、設(shè)備狀態(tài)檢修、QHSE預(yù)警預(yù)測及事前控制；

n 整體優(yōu)化的油田指通過整合資產(chǎn)模型實現(xiàn)全資產(chǎn)整體優(yōu)化，如通過整合油藏、井、管網(wǎng)、設(shè)備模型，對油田整體的生產(chǎn)能力和產(chǎn)能配置進行優(yōu)化；通過跨專業(yè)的業(yè)務(wù)流程設(shè)計與優(yōu)化實現(xiàn)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的高效協(xié)同工作；

b) 智能油田的特點：

n 物聯(lián)化是基礎(chǔ)：油田所有的資產(chǎn)對象及管理對象都可以被感知及監(jiān)控，生產(chǎn)及管理相關(guān)的數(shù)據(jù)可以被實時采集并及時傳送到后臺進行處理。

n 可視化是支撐：將各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域的靜態(tài)及動態(tài)數(shù)據(jù)借助圖形化、三維、移動等技術(shù)以直觀形式隨時隨地按需展現(xiàn)，并支持交互處理。

n 集成化是關(guān)鍵：包括通過數(shù)據(jù)中心建設(shè)促進數(shù)據(jù)集成、通過企業(yè)服務(wù)總線實現(xiàn)應(yīng)用集成、通過門戶技術(shù)實現(xiàn)界面集成。

n 模型化是核心：融合專家經(jīng)驗，對油田資產(chǎn)（油藏、井、關(guān)鍵設(shè)備、管網(wǎng)等）進行全面建模并支持一體化模擬、診斷、優(yōu)化。

c) 智能油田建設(shè)目標：

n 管控實時化：通過“四化”建設(shè)，實現(xiàn)生產(chǎn)前端實時監(jiān)控、無人值守、電子巡護、機動巡檢;通過制度e化，基于業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)業(yè)務(wù)節(jié)點的實時管控

n 運行物聯(lián)化：基于生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，通過建立診斷優(yōu)化模型，對生產(chǎn)系統(tǒng)進行系統(tǒng)優(yōu)化，根據(jù)工藝流程實現(xiàn)設(shè)備的自適應(yīng)、自調(diào)整、自保護、自優(yōu)化。

n 分析模型化：面向圈閉評價、儲量評價、油藏分析、生產(chǎn)預(yù)警、經(jīng)濟評估、績效考核等一系列模型，實現(xiàn)油田勘探開發(fā)過程的模擬、預(yù)測、優(yōu)化。

n 油田可視化：建立構(gòu)造—油藏—井筒—地面一體化的虛擬研究環(huán)境，實現(xiàn)地質(zhì)體虛擬化展示，地面生產(chǎn)設(shè)施的數(shù)字化描述，生產(chǎn)經(jīng)營指標的可視化展示。

n 管理協(xié)同化：優(yōu)化再造油田管理流程，細化節(jié)點業(yè)務(wù)規(guī)范，基于完整的業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)油田業(yè)務(wù)全生命周期的閉環(huán)式網(wǎng)上協(xié)同管理。

n 決策科學化：按照決策主題集成決策信息、成果，應(yīng)用模型手段及決策系統(tǒng)，實現(xiàn)“三流合一”的量價匹配分析，輔助科學決策，提高決策的科學性和及時性。

d) 智能油田業(yè)務(wù)架構(gòu)

e) 技術(shù)實現(xiàn)路徑

n  應(yīng)用定制化

n  建設(shè)標準化

n  資源服務(wù)化

n  前端物聯(lián)化

f) 智能油田建設(shè)規(guī)劃

③  中海油智慧油田探索與實踐

2012年，中國海油提出了：促進公司信息化工作的加快發(fā)展，推動“智能油田”建設(shè)目標。

a) 智能油田定義：

以油氣物流關(guān)系為主線，在自動化數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ)上，通過管理轉(zhuǎn)變和流程優(yōu)化，實現(xiàn)油藏管理、采油工藝、生產(chǎn)運營的持續(xù)優(yōu)化，建立全面感知、自動控制、智能預(yù)測、優(yōu)化決策的生產(chǎn)體系。

b) 智能油田建設(shè)目標：

通過智能油田建設(shè)，其本質(zhì)目標是貫徹落實國家和中海油總公司關(guān)于“信息化和工業(yè)化深度融合，通過信息化”轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式”的指導思想，切實成為公司核心競爭力之一，并在二次跨越階段，配合公司業(yè)務(wù)發(fā)展，達到國際一流能源公司的IT能力。

c) 智能油田建設(shè)藍圖：

d) 核心組成：智能油氣藏、智能地面工程、生產(chǎn)運營一體化。

4)     中國智慧油田面臨的挑戰(zhàn)

看到成績的同時，我們也應(yīng)該認識到智能油田建設(shè)的艱巨性和復雜性。雖然中國三大石油公司先后都進入了智慧油田建設(shè)，但都是在試點階段，還沒有大面積普及推廣，在智慧油田建設(shè)過程中存在的問題仍然很多。也就是說，從“數(shù)字油田”到“智慧油田”的進程中仍然面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

①  缺乏企業(yè)架構(gòu)設(shè)計，條塊分割、孤島叢生:

沒有真正從缺乏企業(yè)架構(gòu)導入，導致IT規(guī)劃與企業(yè)實際業(yè)務(wù)存在一定的脫節(jié)問題；在進行IT投資時，也都跳過企業(yè)架構(gòu)這個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)直接進入IT項目建設(shè)。這樣必然會導致煙囪式的建設(shè)方式，單片電路式的應(yīng)用系統(tǒng),舊的信息孤島沒有消除，新的信息孤島不斷涌現(xiàn)等現(xiàn)象（如下圖所示）。

②  數(shù)據(jù)資源規(guī)劃缺失，數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，是巨大缺陷：

建立集團（行業(yè)）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標準與編碼體系，實現(xiàn)經(jīng)營管理數(shù)據(jù)與主營業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一體化和全集團的信息共享，支持決策分析，是集團型企業(yè)數(shù)據(jù)資源建設(shè)的基本目標。缺乏信息資源規(guī)劃，給未來的系統(tǒng)集成留下無限隱患（如下圖所示）。

③  缺乏流程標準與業(yè)務(wù)規(guī)則，業(yè)務(wù)邏輯混亂：

這就是試點項目難于推廣的根本原因。

麥當勞、肯德基之所以能夠在全球復制，就是因為它們制定了流程標準。所以流程標準化，是管理軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。但如何梳理流程并做到流程標準化，絕大多數(shù)人并不太清楚（我們不知道我們不知道），這也是目前我們管理信息系統(tǒng)開發(fā)混亂和失敗的根本原因。

實際上，沒有管理學理論指引以及行業(yè)或企業(yè)標準的應(yīng)用，梳理出來的流程大多數(shù)都是混亂的，不可復制的。大多數(shù)人并不知道什么樣的流程應(yīng)該對應(yīng)用什么樣的方法論。比如，業(yè)務(wù)流程，我們通常引用價值鏈的方法論，科研流程，一般引用生命周期理論。

另外，在大型項目中，沒有標準的流程，是很容易引起混亂，造成邊界模糊不清(比如XXXX勘探開發(fā)管理信息系統(tǒng)項目，就是經(jīng)典的案例，開發(fā)與生產(chǎn)業(yè)務(wù)相互混雜，如下圖）

④  IT治理結(jié)構(gòu)仍不完善，深層次問題仍然突出：

有效的IT治理機制是信息化建設(shè)成功的制度保障。但到“十二五”末期，IT治理結(jié)構(gòu)仍不完善；IT與業(yè)務(wù)一致性不夠；強化了集團的“六統(tǒng)一”，卻弱化了企業(yè)層面的IT職能；強化了業(yè)務(wù)驅(qū)動，卻又或略了IT標準的統(tǒng)一。IT需求難以在整個組織內(nèi)容統(tǒng)一管控；IT投資的業(yè)務(wù)價值難以衡量；IT成本難以持續(xù)降低；IT風險控制機制不健全等。這些制度層面的問題不解決，信息化應(yīng)用就難以持續(xù)深入。

一般來說，以業(yè)務(wù)為主導的信息化建設(shè)，一般都會出現(xiàn)缺乏統(tǒng)一標準、各自為政的情況；以IT為主導的信息化建設(shè)，一般都會出現(xiàn)IT與業(yè)務(wù)的脫節(jié)。IT治理就是為了確保業(yè)務(wù)與IT的深度融合。

5)     中國智慧油田建設(shè)的建議

①  科學合理的IT規(guī)劃是根本:

②  統(tǒng)一標準的業(yè)務(wù)架構(gòu)是前提:

③  安全穩(wěn)定的運維服務(wù)需加強:

④  完善合理的IT治理是保障:

3.   智慧油田的特征與定義

根據(jù)IBM在智慧地球里提出的智慧時代的3I特征（感知化，互聯(lián)化，智能化），再結(jié)合信息化油田的自身特點，總結(jié)出智慧油田的共性特征，再給出相對比較完整的科學的定義，這對指導未來智慧油田建設(shè)具有重要指導意義。

2010年IBM在智慧在智慧油田里描述了3I的特征如下：

l  智能化（Intelligent）---更深入的智慧

--可在接下來5至10年中增加1.25億桶的全球石油儲量。提高油田采收率，降低成本。數(shù)據(jù)的智能分析與人的智慧相融合。

l  互聯(lián)化（Interconnected）---更全面的互聯(lián)互通

--遠程操作中心內(nèi)員工，實時管理多個油田，連接多家煉廠長公里的管道。人/設(shè)備互聯(lián)互通。

l  物聯(lián)化（Instrumented）---更透徹的感知

--油井監(jiān)控系統(tǒng)能夠分析地表3公里以下的油氣藏。設(shè)備連接成網(wǎng)。

編者注：這就是智慧油田的智能感知層（IPL:Intelligentperceptionlayer）。她肩負著油田地面（油氣水井設(shè)施、管道設(shè)施等）、地下（鉆頭、鉆桿、管柱、抽油桿、抽油泵、油氣藏等）最前端數(shù)據(jù)的智能獲取和并根據(jù)這些數(shù)據(jù)實時做出智能判別甚至實時做事智能決策。

1)     智慧油田的特征

根據(jù)智慧時代的3I特征，結(jié)合中國油田分層業(yè)務(wù)架構(gòu)的層次特征，我們可以總結(jié)出中國智慧油田的共同特征如下圖所示：

n 智能感知的油田：通過上游資源的傳感網(wǎng)絡(luò)部署實時監(jiān)測各個資源的狀態(tài)，如油藏、油氣水井、重點設(shè)備、集輸管網(wǎng)的實時感知；

n 智能控制的油田：利用先進的自動化技術(shù)和智能石油工程技術(shù)，對與油氣井與管網(wǎng)設(shè)備進行智能控制，對油氣管網(wǎng)進行自動平衡與智能調(diào)峰，實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)施智能操控；

n 智能預(yù)警的油田：通過業(yè)務(wù)和技術(shù)建模能夠即時預(yù)警和趨勢預(yù)測，進行事前處理控制，如基于油井生產(chǎn)趨勢預(yù)測的及時主動的生產(chǎn)響應(yīng)、設(shè)備狀態(tài)檢修、QHSE預(yù)警預(yù)測及事前控制；

n 全面協(xié)同的油田：通過跨專業(yè)的業(yè)務(wù)流程設(shè)計與優(yōu)化實現(xiàn)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的高效協(xié)同工作；通過集成可視技術(shù)在各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)跨專業(yè)遠程協(xié)同，如勘探開發(fā)一體化業(yè)務(wù)協(xié)同、生產(chǎn)現(xiàn)場與一體化指揮中心協(xié)同、鉆井現(xiàn)場與鉆井中心的協(xié)同；

n 智能分析的油田：通過快捷的智能感知的數(shù)據(jù)獲取與傳輸，基于整合的標準化的石油數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫與商業(yè)智能(BI)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及優(yōu)化算法等，整合資產(chǎn)模型實現(xiàn)全資產(chǎn)整體優(yōu)化，如通過整合油藏、井、管網(wǎng)、設(shè)備模型，對油田整體的生產(chǎn)能力和產(chǎn)能配置進行優(yōu)化，為決策提供快捷的分析結(jié)果和依據(jù)；

n 科學決策的油田：以智能預(yù)警和智能分析結(jié)論為依據(jù)，通過協(xié)同的研究環(huán)境或生產(chǎn)指揮中心，實現(xiàn)油田勘探開發(fā)的科學部署以及生產(chǎn)運營的快捷與科學決策，真正做到智能技術(shù)與人的智慧相結(jié)合，提高油田的科學決策能力。

2)     智慧油田的定義

參考國內(nèi)外石油公司對智慧油田的定義，結(jié)合智慧油田的本質(zhì)特征做出如下的智慧油田定義：

所謂智慧油田，就是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和智能石油工程技術(shù)以及智慧地球科學與技術(shù)，通過智慧油田方法論和智慧油田制度保障體系，形成一個全方位的立體式的信息化油田，即：智能感知的油田，智能控制的油田，智能預(yù)警的油田，全面協(xié)同的油田，智能分析的油田，科學決策的油田。

4.   智慧油田的架構(gòu)藍圖與實現(xiàn)目標

1)     智慧油田的總體架構(gòu)

參考國內(nèi)外石油公司智慧油田的架構(gòu)設(shè)計，結(jié)合筆者的智慧城市通用架構(gòu)設(shè)計，設(shè)計智慧油田總體架構(gòu)如下：

因此，智慧油田的總體架構(gòu)可以概況為四個層級，三個支撐體系。

三個層級為：感知層，傳輸層，平臺層，應(yīng)用層；

三個支撐體系為：關(guān)鍵技術(shù)支撐體系，主要方法論支撐體系，基礎(chǔ)制度支撐體系（IT治理體系）。

2)     智慧油田的實現(xiàn)目標

智慧油田是油田企業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢，智慧油田要實現(xiàn)的宏觀目標可以用這樣兩句話表達：增儲增效、安全保障。

n 新增儲量

n 提高采收率

n 提高生產(chǎn)效率

n 提高經(jīng)濟效益

n 保障安全生產(chǎn)

5.   智慧油田的支撐體系

1)     支撐體系的總體構(gòu)成

智慧油田不僅僅是智能技術(shù)與信息技術(shù)的應(yīng)用，她是一項及其復雜的系統(tǒng)工程。根據(jù)筆者30多年來在石油領(lǐng)域的主營業(yè)務(wù)工作經(jīng)驗，信息技術(shù)開發(fā)與管理經(jīng)驗，企業(yè)信息化管理咨詢經(jīng)驗，總結(jié)歸納出智慧油田的3大支撐體系（如下圖所示），包括：關(guān)鍵技術(shù)支撐體系，主要方法論支撐體系，基本制度保障體系（IT治理體系）。

這三大支撐體系理論也符合自然科學的三角形的穩(wěn)定性原理。

關(guān)鍵技術(shù)支撐體系，是實現(xiàn)智慧油田的技術(shù)基礎(chǔ)；主要方法論支撐體系，是設(shè)計智慧油田框架結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)；IT治理體系是智慧油田成功的基本制度保障，這三大支撐體系相互相成，缺一不可。

關(guān)于三大支撐體系的具體細節(jié)，將在每個章節(jié)中詳細論述（詳見本書的第二章、第三章和第六章）。本節(jié)先期對三大支撐體系做些簡單的概要性論述，讓讀者有個宏觀的認知。

2)     關(guān)鍵技術(shù)支撐體系概述

石油上游業(yè)務(wù)，從大的專業(yè)劃分，可以分成石油工程技術(shù)與地球科學與技術(shù)兩大專業(yè)領(lǐng)域。

其中，石油工程領(lǐng)域可以劃分為鉆井工程、完井工程、采油工藝、儲運工程等，地球科學與技術(shù)領(lǐng)域可以劃分為石油勘探開發(fā)地質(zhì)理論基礎(chǔ)、地球物理勘探技術(shù)、地球物理測井技術(shù)、盆地模擬技術(shù)、油藏地質(zhì)描述技術(shù)、油藏數(shù)據(jù)模擬技術(shù)等。

這是筆者自行對石油上游專業(yè)領(lǐng)域的劃分方法，與目前石油院校對專業(yè)的劃分方法不同，因為筆者以為這種劃分方法，歸屬上比較明確，不容易混亂（比如物探與測井和石油地質(zhì)都屬于地球科學范疇）。

因此，筆者從信息技術(shù)和石油專業(yè)技術(shù)兩大方面，把智慧油田的關(guān)鍵技術(shù)支撐體系劃分為三大部分：即關(guān)鍵的現(xiàn)代信息技術(shù)、關(guān)鍵的智能石油工程技術(shù)、關(guān)鍵的智慧地球科學與技術(shù)（如下圖所示）。

這樣劃分智慧油田的關(guān)鍵技術(shù)，可能具有系統(tǒng)性和完整性，不會出現(xiàn)交叉重疊或缺失等混亂狀態(tài)（目前各專業(yè)媒體上對智慧油田的關(guān)鍵技術(shù)研究，我以為缺乏明確的分類基礎(chǔ)，比較混亂）。

u關(guān)鍵的現(xiàn)代信息技術(shù)，主要包括支撐智慧地球的基礎(chǔ)信息技術(shù)（如地理信息技術(shù)）和前沿領(lǐng)域的新技術(shù)（如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等等）。

u關(guān)鍵的智能石油工程技術(shù)，主要包括智能鉆井工程技術(shù)、智能完井工程技術(shù)、智能采油工藝技術(shù)、智能油氣儲運技術(shù)等等。

u關(guān)鍵的智慧地球科學與技術(shù)，主要石油地質(zhì)理論基礎(chǔ)、地球物理勘探技術(shù)、地球物理測井技術(shù)、智能盆地模擬技術(shù)、智能油藏描述技術(shù)、智能油藏數(shù)值模擬技術(shù)等等。

3)     主要方法論支撐體系概述

列寧曾經(jīng)說過：沒有革命的理論，就沒有革命的實踐。說明理論對實踐的重要指導作用。

油田的信息化建設(shè)或智慧油田的建設(shè)，同樣需要理論（方法論）的指導，沒有理論指導的智慧油田建設(shè)，一定將會出現(xiàn)混亂無序的局面（至少會缺乏結(jié)構(gòu)化、完整性和系統(tǒng)性）。

但是，現(xiàn)在一些咨詢公司（包括一些國際知名的公司）給石油行業(yè)編制的IT戰(zhàn)略規(guī)劃方案或智慧油田頂層設(shè)計方案時，要不缺乏這些方法論指引，要不沒有真正的理解或把握這些方法論，所以編制出來的IT戰(zhàn)略規(guī)劃方案或智慧油田頂層設(shè)計方案缺乏結(jié)構(gòu)化、體系化并與實際業(yè)務(wù)嚴重脫節(jié)；而大型軟件工程設(shè)計更是跳過了企業(yè)架構(gòu)設(shè)計這一重要環(huán)節(jié)，造成了軟件結(jié)構(gòu)的混亂。

下面筆者把智慧油田建設(shè)（信息化建設(shè)）中常用到的一些方法論進行簡要的介紹，這些方法論對指導信息化建設(shè)非常重要（如下圖）。

其中，分類學基礎(chǔ)，主要分析了石油專業(yè)常用的業(yè)務(wù)分類和數(shù)據(jù)分類方法，重點解剖了目前油田信息化中常見的分類錯誤；戴明環(huán)理論主要用在項目管理上，但也可以用于業(yè)務(wù)分析，筆者利用戴明環(huán)理論自創(chuàng)了一套PDCA業(yè)務(wù)分析模型；價值鏈理論和生命周期理論主要用在業(yè)務(wù)流程梳理和業(yè)務(wù)分析上，十分重要；

企業(yè)架構(gòu)方法論是本章的重點，主要用在IT規(guī)劃和頂層設(shè)計以及大型軟件工程設(shè)計上，本文除了對企業(yè)架構(gòu)方法論做了簡單介紹外，重點介紹了筆者自創(chuàng)的一套林氏企業(yè)架構(gòu)方法論在智慧油田的頂層設(shè)計和大型軟件工程設(shè)計上成功實踐。石油業(yè)務(wù)分析模型，也是筆者自創(chuàng)的一套方法論，主要用在業(yè)務(wù)分析與軟件工程的業(yè)務(wù)設(shè)計上。

其中，PEST分析模型和SWOT分析模型，主要用在IT規(guī)劃的環(huán)境分析上，對于智慧油田的分析和設(shè)計用處不大，本書暫時不做介紹。

4)     基本制度保障體系概述

基本制度保障體系（IT治理體系）是確保智慧油田成功的關(guān)鍵。

IT治理的根本目標就是：為企業(yè)確定IT運作的基本框架、流程標準和制度體系，實現(xiàn)決策與管理權(quán)限的分離和相互制衡，確保IT目標與企業(yè)目標一致，實現(xiàn)業(yè)務(wù)與IT的深度融合，使IT的決策風險和管理風險降到最低程度，確保企業(yè)戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)（這里是確保智慧油田建設(shè)的成功）。

IT治理主要包括三大方面，首先是IT治理的組織結(jié)構(gòu)，即要制定一個決策與監(jiān)督、管理與控制、服務(wù)與支持相互分離與制衡的IT運作的基本框架；其次是IT治理的流程標準，就是確定一個閉合循環(huán)的IT治理流程，確保IT治理流程的科學性；第三是IT治理的制度體系，也就是在循環(huán)閉合的流程標準基礎(chǔ)上，制定完整的制度體系，確保制度的完整性。這三大方面也即組成了IT治理的三大支柱（如下圖所示）。

目前，中國石油行業(yè)IT內(nèi)控體系早已建成，但它還不是完整的IT治理體系，缺少分權(quán)制衡的內(nèi)涵，因此，IT治理還需要加強和完善。

（本文轉(zhuǎn)自大江東去的IT博客，如有版權(quán)問題，請聯(lián)系小編）