石油勘探开发数据标准体系分析.pdf

第 4 9卷第 2 期 2 0 1 0年 3月 石油物探 GE0PHYS I CAL P R0S P ECTI NG F0R PE TR0LEUM V0 1 ． 4 9， No ． 2 M a r ．， 2 0 1 0 文章编号 1 0 0 0 1 4 4 1 2 0 1 0 0 2 0 1 9 80 5 石油勘探开发数据标准体 系分析 赵丰年 ， 曲寿利1 , 2 1 ．中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研 究院， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ．中国石油化 工股份有限 公司石油物探技术研 究院， 江苏南京 2 1 0 0 1 4 摘要 基于石油勘探开发一体化管理的需要， 分析了石油勘探开发数据建设和国内外石油数据标准存在的问题， 提出了建立石油勘探开发数据标准体系的需求。结合石油勘探开发数据采集、 管理与服务的内容， 从技术和管理 两个方面及数据元、 元数据和管理标准 3 个维度建立石油勘探开发数据标准模型。应用石油勘探开发数据标准模 型制定出勘探开发数据标准体系框架， 并分别分析了体系框架的指导标准、 数据基础标准、 数据应用标准、 管理与 服务标准、 系统环境与安全标准等子体系的内容， 以此作为石油勘探开发数据标准体系和具体标准制定的依据。 关键词 勘探开发数据； 数据标准； 标准模型； 标准体系 D O1 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 1 4 4 1 ． 2 0 1 0 ． 0 2 ． 0 1 5 中图分类号 P 6 3 1 ． 4 文献标识码 A 近年来随着油气 田勘探开发形势的发展和信 息技术的广泛应用， 国内外的石油公司先后提出了 建设数字油田、 数据中心等大型项 目， 但是经过一 段时间的大量投资后大多数都没有达到预期效果 。 除了因为这些建设项 目涉及 面广 、 涉及专业多、 系 统复杂等原因外 ， 主要是缺乏标准化的基础支持 。 目前国内外 与数据管理有关 的标准主要有 4 部分 国际标准化组织 I S O 标准、 中国国家标准 、 石油行业标准和国际上部分专业组织 的数据模型 标准。国际标准化组织 I S O 标准、 中国国家标准 和石油行业标准只提供了有关标准化 和数据方面 的一些基础性标准， 包括标准的结构和编写规则、 数据元、 分类与编码、 数据和交换格式、 软件工程 等。国际石油数据专业组织的标准有石油专业数 据管理协会的数据模型P P D M3 ． 8 和 E n e r g i s t i c s 原 P O S C 的数据模型E p i c e n t r e 3 ． 0 。它 们都是对油气勘探开发的相关数据进行全面描述 ， 均采用了元数据模型进行数据标准的制定。其中， E p i c e n t r e 仅仅是一个数据平台的逻辑模型， 没有 进行具体的软件实现， 不能直接为油气勘探开发专 业软件的开发提供数据存储和访问的支撑， 其采用 的是 E X P R E S S语言， 而不是像 P P D M 那样直接 采用数据定义语言， 因此需要通过具体的数据库系 统 S QL语言进行软件实现 ， 才能将逻辑模 型构建 为面向油气勘探开发的专业物理数据库[ 】] 。可以 将这两个数据模型作为参考， 但由于企业运营模式 的不同， 其推广和使用还存在许多问题。 国际上各大石油公司也开发 了各 自的石油数 据库和管理系统 ， 但 由于企业之间的差异和石油勘 探开发专业技术 的复杂性 ， 到 目前为止尚未建立一 套完整的、 石油行业通用的石油勘探开发数据标准 体系。为改变这种状况， 需要通过系统地对石油企 业勘探开发数据需求及数据标准体系的现状进行 分析， 建立勘探开发数据标准体系模 型， 并在此基 础上制定石油勘探开发数据标准体系。 1 勘探开发数据管理需求及标准分析 1 ． 1 勘探开发数据管理需求分析 随着勘探开发程度的深入 ， 我国油气勘探 目标 越来越复杂， 勘探 难度越来越大 ， 油气发现成本的 控制难度相应加大 。老油气田总体上进人高含水 、 高采出程度阶段， 产量递减； 新增储量品位下降， 低 渗、 特低渗 、 稠油储量所 占比例逐年加大， 开采难度 增加。为此， 必须采用地质、 物探、 钻井、 测井、 录 井 、 油藏工程等多种石油勘探开发新技术和新方法 协同工作 ， 才能实现增储 稳产[ 2 ] 。要实现这一 目 标还必须借助于信息技术的应用， 同时要求能够更 准确、 更及时地得到油气 田勘探开发过程中产生的 各类数据。因此 ， 从对油气资源的实际需求和石油 行业信息技术发展的方 向看 ， 建立基于数据中心平 台的油气田勘探、 开发、 运营管理一体化的协同工 作环境已经成为发展的趋势[ 5 ] 图 1 。 收稿 日期 2 0 0 9 1 O一2 7 ； 改回日期 2 0 1 0 0 1 0 4 。 作者简介 赵丰年 1 9 7 O ～ ， 男， 博士， 现从事石油勘探开发数据标 准研究 工作 。 基金项 目 中国博士后科学基金 资助项 目 2 0 0 8 0 4 4 0 4 9 4 和 中国石 化科技部项 目 7 0 8 0 0 2 共同资助。 第 2 期 赵丰年等 ．石油勘探开发数据标准体系分析 2 O 1 功能运作流程 、 角色和职责 等方面。元数据标准 维度就是要对勘探开发业务数据做出完整 的界定 ， 明确勘探开发业务各个组成部分的数据 ， 合理进行 粒度划分， 建立元数据系列标准。 数据元 的相关信息是任何一个组织的元数据 的一个完整的组成部分 ， 即一个组织的数据元必须 具备元数据 ， 这些元数据便于用户理解和共享该组 织的数据 。石油勘探开发 数据标准在应用 中要实 现系统的动态化管理， 需要建立统一的元数据标 准 ， 按照元数据标准 ， 各专业数据统一注册 ， 做好专 业数据的界定和分类 ， 便于数据 的管理和寻找。数 据元标准要根据各专业数据现状 ， 制定出本专业 的 数据元 ， 再进一步整合各专业数据元 ， 制定 出完整 统一的石油勘探开发数据元标准， 各专业再根据该 标准来完善和修改各 自的数据元标准 ， 在此基础上 再进一步建立和完善分类与编码标准。 数据元与元数据标准的制定保证了勘探开发 数据的统一规范化 ， 为勘探开发数据管理 中的数据 检索 、 交换和使用 的一致性提供 了便利 和保证 ， 为 勘探开发数据技术标准的制定奠定了基础 。 2 ． 2 管理标准 管理方面主要涉及数据质量和服务等标准， 包 括数据质量规范和服务管理规范两大类 ， 可以快速 检查数据、 服务及数据 中心建设 的质量 ， 保证勘探 开发数据中心建设的顺 利进行以及更好地为用户 服务 。 数据的采集和入库要按照数据标准进行质量 控制， 保证进入数据中心的数据是有价值的、 规范 的。数据源要求做到职责落实 、 流程清楚 、 系统完 善、 标准一致。采集传输系统包括数据采集、 传输、 质检 、 集成 、 封装 、 归档 、 应用等一体化的数据管理 体 系和基于规则库 、 支持正则表达式的数据质量控 制体系。并通过制定一系列管理标准和考核标准， 在技术、 标准和管理等方面为数据规范化提供保 障， 使数据能够及 时、 自动 、 正确、 完整地从数据源 进人中心数据库 。用户使用数据时根据服务管理 标准向数据中心 申请和注册 ， 数据 中心按照安全标 准对用户的申请进行 审核后提供数据服务 。 按照技术标准和管理标准建立了勘探开发数 据标准模型后， 就可以根据模型确定数据标准体系 的组成 。首先根据石油勘探开发数据业务需求 和 信息技术的要求制定数据标准化导则 ， 然后从技术 和管理两个方面综合考虑 ， 由下到上建立起系统环 境与安全、 数据基础、 数据应用、 管理和服务等子体 系 ， 为石油勘探开发数 据采集 、 管理和服务提供完 整的标准体系。 3 勘探开发数据标准体 系框架 石油勘探开发数据标准体系是对石油勘探开 发数据标准 的研究 、 制定 、 实施 、 监督等环节进行优 化和完善的基础。建立勘探开发数据标准体系的 依据是石油勘探开发数据 的发展方 向和企业 战略 目 标， 充分结合勘探开发数据的实际情况和国家有 关法律法规 ， 强调 国家标 准、 行业标准和企业标准 的有机结合 ， 建立重点突出、 结构合理 、 层次清晰 ， 具有针对性 、 指导性 、 可操作性 ， 又具有前瞻性和科 学性的标准体系 。 石油勘探开发数据标准体系的制定是为了解 决勘探开发数据管理标准的不足 ， 在上述模型的指 导下从勘探开发生产业务流程和数据流程的分析 研究人手 ， 规范数据的采集 、 管理和服务流程 ， 制定 勘探开发统一的信息标准 ， 解决长期 以来数据无法 共享、 数据来源不统一等问题 ， 实现勘探开发各部 门之间信息共享 ， 系统上 、 下级之 间信息共享 ， 实现 整个系统横向之间、 纵向之间、 专业之间广泛的信 息集成与共享， 可以从勘探开发数据系统中快速、 准确地找到所需数据。 基于上述分析 ， 确定石油勘探开发数据标准体 系由指导标准、 数据基础标准、 数据应用标准 、 管理 与服务 标 准、 系 统 环境 与安 全标 准 5个 子 系统 组成 。 3 ． 1 指导标准 石油勘探开发数据标准体系 中的指导标 准为 石油勘探开发数据标准化导则 ， 它是与石油勘探 开发数据标准的制定、 应用和理解等方面相关的标 准。它阐述 了勘探开发数据标准化的总体需求、 概 念、 组成和相互关 系， 以及使用 的基本原则 和方法 等， 明确了勘探开发数据标准化工作的指导思想 ， 给 出了制定勘探开发数据标准的目 标、 任务和程序。 3 ． 2 数据基础标准 数据基础标准是勘探开发数据技术标 准制定 的基础 ， 主要是为应用标准提供原则和方法 。其 中 标准 的结构和编写规则 给出了如何规划标准的 结构和编写标准的规则； 元数据标准化原则和方 法 是规范设计和制定勘探开发元数据内容标准时 需要遵照的规则和方法 ； 数据元标准化原则与方 法 给出确立数据元 的原则 、 方法、 步骤等； 数据分 类编码原则与方法 是勘探开发数据科学分类的原 则和方法。 2 0 2 石油物探 第 4 9 卷 3 ． 3 数据应用标准 数据应用标准是勘探开发数据建设方 面应用 的技术标准。其 中， 元数据系列标准 是对勘探开 发生产科研 中数据产生和数据集应 用的描述 ； 统 一 的数据元 数据字典 标准 是对勘探开发全部数 据元 的完整描述 ， 应用于勘探开发 的全部业务 ， 便 于统一数据， 各专业数据元是与统一的数据元一致 的专业部分数据元， 便于本专业应用； 信息分类编 码标准 是对应于各专业的数据元 的分类编码； 图 形图符标准 是对勘探开发数据 中常用的图形图符 的统一规定 ； 数据采集类标准 包括源点 、 专业 、 项 目、 成果数据标准 是对源点、 专业、 项 目、 成果采 集的范围和数据项的内容的描述 ； 数据模型标准 是对勘探开发各业务的数据流程、 业务流程 、 数 据 结构等的建模描述 ， 采用面 向对象技术 ， 借鉴国际 上先进的勘探开发数据建模和模型驱动的思想 ， 研 究与建立勘探开发数据 中心和数据模型并形成标 准 ； 数据交换类标准 是各业务数据进行交换和应 用时需要遵循的规则与方法 ； 地球空间数据标准 是对在三维空间建立勘探开发对象 地层、 构造单 元、 井 、 井孑 L 、 油层等 的数据模型的描述 ， 实现了石 油勘探开发空间数据库 的组织、 存储与管理 。 3 ． 4 管理与服务标准 其 中的 元数据管理与维护规范 、 数据元管 理与维护规范 、 信息分类与 编码管理与维护规 范 、 业务模型管理与维护规范 需要在服务器上 进行管理与维护 ， 为 了做到统一注册和维护 ， 标准 要规定数据元 、 元数据、 分类编码在服务器进行注 册的接 口规范， 包括注册的协议、 参数、 返回等 ， 对 数据元的插入 、 更新等接 口做 出规定 。 数据采集 质量 规范 、 数据与服务注册规 范 、 数据分发 与服务规范 、 数据中心运行管理规范 需要 明确 5 WI H 的管理 内容 ， 即明确执行者、 时间、 地点、 内 容 、 方式 、 目的等以保证数据的采集和服务规范化。 目录服务规范 是描述组织、 发现、 访问勘探开发 数据 目录信息的服务接 口。 3 ． 5系统环境和安全标准 系统环境和安全标准是为了保证在勘探开发 数据建设中数据采集、 处理、 存储和传输的设备、 技 术、 管理的组合能够统一流畅， 并在实现网络系统 安全的基础上 ， 保 护信息在传输 、 交换 和存储过程 中的保密性 、 完整性、 真实性和可控性 。它包括 硬 件环境标准 、 软件环境标准 和 安全管理规范 。 4 结束语 通过对石油勘探开发数据的建设需求和标准 现状进行分析 ， 得出勘探开发数据建设需要规范和 统一数据元、 制定元数据标准、 建立数据采集、 管理 和服务规范等标准的结论 ， 为此石油勘探开发数据 管理需要建立一套完整的标准体系。从技术和管 理两个方面及数据元 、 元数据和管理标准 3个维度 提出了石油勘探开发数据标准模型 。以此模型为 指导确定了勘探开发数据标准体系框架， 并分别分 析了指导标准 、 数据基础标准、 数据应用标准、 数据 管理与服务标准、 系统环境与安全标准 5 个子体系 的内容。石油勘探开发数据标准是石油勘探 开发 数据建设的基础， 勘探开发数据标准模型和体系框 架为石油勘探开发数据标准体系和具体标准的制 定提供 了理论指导和依据。 参考文献 [1 ] 魏嘉 ， 刘永宁， 仇正兰， 等． 地震综合解释数据平台的 开发口] ． 石油物探， 2 0 0 9 ， 4 8 2 2 0 6 2 1 2 [ 2] 李阳． 油藏综合地球物理技术在垦 7 1井区的应用 [ J ] ． 石油物探， 2 0 0 8 ， 4 7 2 1 0 7 1 1 5 [ 3] 周贤文， 汤达帧， 张春书， 等． 精细油藏数值模拟研究 现状及发展趋势E l i ． 特种油气藏， 2 0 0 8 ， 1 5 4 2 - 6 [ 4] 贾爱林， 郭建林 ， 何东博， 等． 精细油藏描述技术与发 展方向E l i ． 石油勘探与开发， 2 0 0 7 ， 3 4 6 6 9 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