數字油田
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數字油田(Digital Oif Field,DOF)
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數字油田是數字化的油氣田企業實體,以先進的經營管理理念為指導,充分發揮信息技術的支撐作用,實現從油氣勘探、評價、開發、生產、管理到決策環節各類數據的適時獲取、充分共用和深度應用,達到優化生產、精細化管理與量化決策的一體化運作,從而顯著提升運營效率和創新能力、增強綜合競爭力。同時指出,數字油田運行的基本特征是:信息全面數字化、運營最優化、內外高效協同。[1]
數字油田的理論[2]
數字油田的理論包括如下幾個方面:
(1)數字油田的時空基準
建立數字油田的四維時空基準的理論,方法是建設數字油田和實現油田信息化的基礎。作為科研、生產人員或各級領導往往需要快速獲取從盆地到油藏、到井、到地層的四維信息,也往往需要在電腦上在四維時空基準某些比較。數字油田或油田信息化建設是屬於時空跨度極大的情況,時空基準則成為我們必須解決的根本問題之一。沒有理論嚴密的時空基準根本談不上勘探開發一體化數據的利用,更談不上數字油田的實現。
(2)勘探開發多專業數據統一與融合理論與方法
目前還沒有一個聯合勘探開發多專業數據統一應用與融合的理論與方法。例如,目前的油氣藏地質建模應用的數據類型只有少數幾種,國際上還沒有成熟的、適合我國地質條件的聯合多專業勘探開發數據精化油氣藏地質模型的數學計算方法。
(3)數字油田數據表達理論與方法
到目前為止,我們還局限於數據的二維表達,我們的主要目的不僅是追求好看的三維表達,我們更關註的是地質體的三維幾何特性加上時間特性,但經典的電腦輔助設計建模(如面向建築和機械的CAD)方法並不能適合油氣勘探開發中數據表達的要求,必須尋求數字油田數據表達的技術和演算法。如實體分類(Category)、特征(Feature)分類、拓撲、屬性、關聯關係、命名約定等;再如數據模型:可以參考POSC、PIDD、PPDM等國際標準建立數字油田數據模型。
(4)數字油田數據共用理論與方法
由於油氣地質的複雜性和勘探開發多專業的巨大差別,加上分工的傳統工作習慣,實際上聯合勘探開發多種專業數據進行勘探開發研究的門檻很高,這需要地質、物探、測井、油氣藏工程、採油、鑽井、油氣藏管理等多個學科專業的交叉,到目前為止還沒有數據地質統計特征分析、數據標準、數據流程和數據模型,這將極大的制約這些寶貴數據的共用和利用。
(5)基於數字油田的油田勘探開發一體化系統工程方法
基於數字油田的油田勘探開發一體化系統工程方法包括信息技術支持下的油氣田勘探開發理論和勘探開發優化決策論、系統論,併在此基礎上指導油氣田勘探開發。
數字油田的設計[2]
“數字油田”由三部分組成:(1)基礎地理信息:包括國家基礎地理信息和油田地理空間信息;(2)油田企業的專業資料庫;(3)一組基於GlS的油田專業應用方案。數字油田的組成內容和石油企業信息化的內容基本一致。
(1)基礎地理信息。“數字油田”底層資源是空間數據體,也稱為空間資料庫,是由底層的國家基礎地理信息、上層的油田地理空間信息組成。用戶也可以繼續疊加信息圖層。基礎地理信息包括:1)國家基礎地理信息,它是任何專業空間數據系統的信息基礎設施。國家基礎地理信息系統主要包括:地形資料庫、數字高程模型資料庫、地名資料庫、柵格圖形資料庫、正射影像庫、大地資料庫、重力資料庫等。
(2)全國基礎地質空間信息,它是原地質礦產部開發的全國性地質空問信息。目前已知的有“l:5萬區域調查數字地質圖”。它可以作為油田空間信息的補充和參照。
(3)油田基礎地理空間信息,它是疊加在國家基礎地理圖層上的企業空間實體信息。根據石油行業資料庫標準和數字地球應用的成果,在“中國石油數據管理”的實施前期,首先彙總和建立二大類空間實體信息:油田地質信息包括構造區劃、地球物理工區、石油礦區區劃、礦產登記管理區、油田專用地名、岩石露頭區和油氣井(生產井、探井、水文井)、地震測線、非地震物化探一測線、測點等:油田地面建設信息包括原油集輸、天然氣集輸、註水、給排水、污水處理、電力、通訊、道路、礦區民建等。
數字油田的功能[2]
(1)巨集觀管理。我國21世紀石油工業如何可持續發展,需要決策和政策的研究。而油氣田數據的覆蓋面積大,環境差異大,動態變化大,要真正達到巨集觀認識的客觀和真實,可利用“數字油田”的信息集成方式和能力,及其特有的“身臨其境”虛擬現實技術。
(2)油田生產管理。油田資源和設施分散於邊遠的戈壁、沙漠、草原或海上,決策和管理層難於感性瞭解油田的自然環境、地質、工程、建設、交通的真實情況。“數字油田”可以將油田的複雜性整體客觀地展示給管理者,利於及時掌握情況、客觀分析問題和正確處理決策。
(3)技術工具。獲取信息並編製井筒柱狀圖和地質一地震剖面圖是油田地質的基礎工作,“數字油田”為石油地質的研究提供了科學計算的強大工具,為解決時間和空間大跨度的地質過程實驗提供了可能性。
(4)油田自動監控。在“數字油田”支持下的油田自動監控系統,可以將油井生產信息與地質信息疊加在三維空間模型上,為油田開發的優化決策提供直觀、動態的信息,實現控制註水、穩定產量、均衡生產、提高採收率的目標。
(5)輔助決策。“數字油田”系統具有對油氣勘探、開發區範圍內的任何一個地方進行研究的能力,也包括對信息資源建設的指導、監督和輔助決策。