大数据下油水井动态数据库库建设构想

2022-09-10

近几年, 随着油田物联网建设的不断推进, 越来越多的油水井实现了数字化管理, 采集与存储的数据量不断增多, 同时, 各类用于油田生产管理、技术分析的信息系统也得到不断推进和深化。利用信息化、物联网等手段, 建立油、水井动态分析数据库, 实现油水井动态分析向自动化、智能化转变, 将大幅提升采油厂开展油田开发技术分析的效率, 为提高油田开发水平创造有利条件。

一、现状分析

(1) 油水井动态分析仍处在人工分析阶段。目前, 油田生产动态分析仍需人工进行数据统计、对比和图件分析, 靠经验判断动态变化, 造成动态分析方法不统一, 排查单井动态变化犹如“大海捞针”, 分析效率低, 分析结果符合性低。 (2) 油田生产“大数据”环境已经形成。目前油水井数字化建设已覆盖, 大量的油水井生产数据实现了自动采集、入库, 加上已建的各类生产信息系统和人工编制的电子报表, 油田生产“大数据”环境已经形成。 (3) 信息孤岛现象严重, “大数据”没有得到有效利用。一方面虽然信息系统在不断增加, 但各系统间数据相互独立, 信息不能共享, 每个独立的应用系统就是一座信息孤岛;另一方面人工编制的电子报表数据存储在个人电脑上不能共享, 数据价值无法体现。

二、数据库建设

动态分析核心数据库应包含采油厂生产相关的所有数据, 是面向未来的、开放的、全面的、高效的, 其开发建设要有合理的系统架构设计、全面而准确的数据来源、安全高效的数据存储以及开放的访问接口。 (1) 系统架构设计。动态分析核心数据库框架主要以数据仓库的设计理念, 包含数据源层、数据存储层、数据集市层、数据分析层与数据应用展示层。 (2) 数据源层。数据源层主要由生产动态数据和ODS两部分组成, 生产动态数据主要包括现有应用系统如SCADA、油水井工况系统等自动获取的系统数据, ODS (操作数据存储) 包括生产环节中用户录入、审核、表格导入、文本文件等操作数据。 (3) 数据存储层。将提取到的生产动态数据和建立的ODS经过清洗、转换、存储到数据存储层。 (4) 数据访问层。通过开发开放的访问接口, 为动态分析系统提供全面的、可靠的、唯一的、连续的数据源, 也可以共享给其他应用系统。

三、数据获取

(1) 数据来源分析。油田物联网建设实现了大部分生产数据的自动采集。

(2) 动态分析数据分类。通过整理动态分析所需的相关数据, 可划分为12大类、26小类, 共184项基础数据, 其中静态数据71项, 动态数据113项, 大部分数据已实现自动采集或系统计算。 (3) 数据录入。为确保生产动态分析核心数据库录入数据的原始性、唯一性, 减少重复录入工作, 需要开发统一的录入平台。平台可支持零星数据录入、批量数据模板导入、系统自动纠错, 赋予默认值等功能, 满足人员快速录入。通过系统验证、数据审核、发布等环节将数据集中存储到动态分析核心数据库。 (4) 数据抓取。通过ETL (抽取extract、转换transform、加载load) 过程, 将SCADA系统、现有分析系统以及人工补录的数据, 加工变成生产动态分析核心数据库中可分析的数据;更好的保数据库中的数据质量, 确保数据的准确性、一致性、完整性。

四、数据存储

数据存储要充分考虑采油厂生产动态分析核心数据库相关数据的存储时间长、数据连续、数据量大、应用频繁, 需要配置足够的物理存储性能和空间, 以及合理的存储模型。结合动态分析对数据源的规范要求, 以及实际业务的逻辑和性能需求进行存储。使用规范化数据, 数据在数据库内部是组织好的, 无冗余的, 在维度表、指标表之间的链接很多, 业务层级和逻辑都存储在数据模型中, 维度分析会更加容易。

五、数据访问

动态分析核心数据库结合动态分析及其它应用系统需求, 开发标准接口, 提供各种函数、视图、物化视图、存储过程, 方便统计分析和制作报表。动态分析核心数据库应用“开放平台”设计理念, 公开其应用程序编程接口 (API) , 使其它开发者可以直接调用系统的功能或资源, 实现快速开发各类应用, 不断扩展系统功能。

六、预期效果

通过建立动态分析核心数据库, 为动态分析实现四种预期效果:数据集成化, 统计计算自动化, 动态分析智能化。 (1) 数据集成化。实现了“谁产生数据、谁提供数据”以及“自动采集+人工补录”的思路, 统一数据来源, 集成共享数据, 将数据录入、审核、入库的环节固定至唯一岗位, 保障动态分析核心数据库采集数据的原始性、唯一性、完整性、准确性, 确保动态分析结果准确可靠。 (2) 统计计算自动化。动态分析数据库中包含所有与生产相关的动静态数据, 将所需数据点接入特定的公式中, 利用数据库或分析系统强大的计算功能, 即可自动得出计算结果, 实现各类开发指标准确快速计算。 (3) 动态分析智能化。通过开发动态分析应用系统, 构建动态分析标准的单井生产动态、井筒工况、地面工艺、井组注采、区块 (油藏) 动态等数据模型, 将人工经验转化为系统智能“经验库”, 通过与历史或现阶段生产模型对比, 自动生成分析结果, 提出针对性的措施建议, 实现动态分析向智能化转变, 为油田开发提供可靠的科学决策。