油田生產(chǎn)中大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

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［摘要］計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近年來(lái)的發(fā)展速度越來(lái)越快，油田企業(yè)中智能化的普及和應(yīng)用程度越來(lái)越廣，人們對(duì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)的關(guān)注程度越來(lái)越高。目前，國(guó)際油價(jià)波動(dòng)較大，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用，通過(guò)數(shù)據(jù)找油，進(jìn)一步提升油田生產(chǎn)中需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)利用率，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)智能化、自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，滿足油田企業(yè)降本增效發(fā)展需求。

［關(guān)鍵詞］大數(shù)據(jù)分析技術(shù)；油田生產(chǎn)；智能化

引言

近年來(lái)，油田智能化建設(shè)發(fā)展速度越來(lái)越快，油田生產(chǎn)逐漸呈現(xiàn)出數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的趨勢(shì)。油田生產(chǎn)的流程比較復(fù)雜，其中包含注水、采油、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、油氣分離等步驟，在油田生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息覆蓋面積廣，數(shù)量也十分龐大。所以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用是不可或缺的，實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)的自動(dòng)化預(yù)測(cè)、判斷、優(yōu)化等功能，加快了油田智能化發(fā)展，同時(shí)降低了油田的生產(chǎn)成本，為油田創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益，是油田可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

1大數(shù)據(jù)分析技術(shù)概述

1.1數(shù)據(jù)抽取技術(shù)

數(shù)據(jù)抽取技術(shù)的原理就是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)和不同的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行整合，變成數(shù)據(jù)較小和類型比較統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。在任何地點(diǎn)和時(shí)間上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)，規(guī)范和統(tǒng)一語(yǔ)言類型標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的快速識(shí)別。其中還涉及數(shù)據(jù)檢查，主要目的是判斷生成的數(shù)據(jù)是否正確，找到數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，將錯(cuò)誤的信息進(jìn)行替換。

1.2數(shù)據(jù)分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析技術(shù)是在數(shù)據(jù)抽取技術(shù)上衍變而來(lái)的，主要包括因子分析、回歸分析、聚類分析。因子分析主要的原理是找到少量因素指標(biāo)和其他因素之間的關(guān)系，將少量的集中變量在歸納分析中作為因子，然后用少量的因素指標(biāo)反映出其他因素表達(dá)的信息；回歸分析的原理是分析一組或者幾組數(shù)據(jù)，找到一個(gè)變量與其他變量之間的聯(lián)系，優(yōu)化變量中的不確定因素，最終掌握變量規(guī)律；聚類分析的原理是根據(jù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)的特征，對(duì)不同種類的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，方便后期根據(jù)數(shù)據(jù)特征對(duì)事物進(jìn)行判斷和處理。

1.3油田數(shù)據(jù)特點(diǎn)

油田數(shù)據(jù)特點(diǎn)主要有以下幾種：①產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)之間具有較強(qiáng)的耦合性；②油田生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性較弱，油田生產(chǎn)過(guò)程中采集數(shù)據(jù)易受工業(yè)噪聲污染；③數(shù)據(jù)類型多樣，數(shù)據(jù)形態(tài)迥異；④數(shù)據(jù)缺乏完整性；⑤油田生產(chǎn)作業(yè)的不確定性使系統(tǒng)工作狀態(tài)存在變數(shù)，或呈正常工作狀態(tài)，或呈故障狀態(tài)。

2油田大數(shù)據(jù)以及油田大數(shù)據(jù)分析體系概述

2.1油田數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn)

①數(shù)據(jù)類型多樣。油田的生產(chǎn)過(guò)程中涉及的數(shù)據(jù)類型比較復(fù)雜，包括溫度、壓力、注水量等各種接卸設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，而相同的機(jī)械設(shè)備在不同的生產(chǎn)階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也是不同的。②數(shù)據(jù)信息量較大。油田生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息數(shù)量十分龐大，想要對(duì)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集存儲(chǔ)的難度較大。③數(shù)據(jù)完整性得不到保障。油田實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)隨著生產(chǎn)階段的不同隨時(shí)變化，一旦把握不好數(shù)據(jù)收集的時(shí)間，就會(huì)造成某一階段數(shù)據(jù)丟失。

2.2油田大數(shù)據(jù)分析體系

油田大數(shù)據(jù)分析體系構(gòu)建和油田大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應(yīng)用有著直接影響，分析體系的構(gòu)建主要包括以下幾點(diǎn)。①建立油井信息收集平臺(tái)。將油井實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集整理，將收集的信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的類型。②建立油井信息存儲(chǔ)平臺(tái)。將收集平臺(tái)收集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)一步總結(jié)和歸納，按照類型不同進(jìn)行分類存儲(chǔ)，存儲(chǔ)平臺(tái)同時(shí)也成為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。③建立油井信息分析平臺(tái)。將存儲(chǔ)平臺(tái)存儲(chǔ)的信息利用專業(yè)的大數(shù)據(jù)模型技術(shù)進(jìn)一步深入挖掘，找到利用價(jià)值更高的信息，為后續(xù)的油田生產(chǎn)運(yùn)行做準(zhǔn)備。④建立油田信息展示平臺(tái)。數(shù)據(jù)信息利用建模進(jìn)行處理，保障數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)得更加直觀、高效。

3大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

3.1對(duì)異常井進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別

異常井是影響油田企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的重要因素之一，隨著開(kāi)采時(shí)間增加，人們對(duì)異常井的重視程度越來(lái)越高，異常井的管理工作顯得尤為重要。通常情況下，異常井的識(shí)別方法主要為人工排除法，利用專業(yè)人員豐富的經(jīng)驗(yàn)和以往的相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)比較復(fù)雜的流程，確定異常井。人工排除法需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，確定的時(shí)間比較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)運(yùn)行。隨著科技不斷進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)了聚類分析和大數(shù)據(jù)挖掘分析異常井技術(shù)，主要工作原理為，油井當(dāng)天的實(shí)際產(chǎn)量和以往每月同一天產(chǎn)量相比存在較大差異，這種差異已經(jīng)超過(guò)了正常的標(biāo)準(zhǔn)范圍，從而判斷為異常井，異常井確定時(shí)還要排除停電井、調(diào)開(kāi)井、作業(yè)井等相關(guān)因素干擾，利用ASP.NET技術(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)B/S系統(tǒng)構(gòu)架模式。油田的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，這種大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確、快速判斷出異常井，為后續(xù)制定和診斷創(chuàng)造了良好的條件，提高了油田的生產(chǎn)工作效率。

3.2對(duì)異常井進(jìn)行智能診斷

異常井診斷是油田日常工作生產(chǎn)中的重要工作內(nèi)容之一，直接影響油田管理和油田生產(chǎn)。目前，油田異常井的診斷方式還是傳統(tǒng)的人工診斷，需要借助專業(yè)技術(shù)人員的豐富經(jīng)驗(yàn)，診斷準(zhǔn)確率比較低，與實(shí)際情況存在偏差，導(dǎo)致后續(xù)制定的措施出現(xiàn)失誤，影響單井生產(chǎn)量。隨著科技進(jìn)步，油田實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用灰度圖像處理技術(shù)，建立油井的特征圖庫(kù)，通過(guò)將油井的實(shí)際情況和理論情況進(jìn)行分析對(duì)比，系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷出油井的工作狀況。油井工圖會(huì)隨著工作狀況變化出現(xiàn)多樣化，此時(shí)需要使用因子分析法對(duì)變化情況進(jìn)行分析，同時(shí)建立完善的參數(shù)因子診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，將變化的因子與數(shù)據(jù)庫(kù)中的因子進(jìn)行分析對(duì)比，找到產(chǎn)生異常井的原因。

3.3科學(xué)制訂間抽井開(kāi)關(guān)計(jì)劃

目前，我國(guó)的油田開(kāi)發(fā)逐漸進(jìn)入了中后期，開(kāi)發(fā)時(shí)間逐漸正常，剩余油不斷降低，油藏能源逐漸消耗，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供液不足的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為間抽井，就是間歇性出油的井。油田目前針對(duì)間抽井開(kāi)關(guān)的制定都是人為控制的，可能存在一些問(wèn)題，科學(xué)合理性沒(méi)有得到考證。所以目前的主要目的就是研究制定科學(xué)合理的間抽井開(kāi)關(guān)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，達(dá)到開(kāi)源節(jié)流、節(jié)能減排的目的。大數(shù)據(jù)因子分析法和回歸分析法在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，有效解決了以上問(wèn)題，利用兩種方法對(duì)間抽井相關(guān)影響因素進(jìn)行分析和研究，建立完善的動(dòng)液面、液面上升速度、沉沒(méi)度等因素的預(yù)測(cè)模型，通過(guò)模型產(chǎn)生相應(yīng)的模型曲線，為后期油田制定科學(xué)合理的間抽井開(kāi)關(guān)時(shí)間提供有利的依據(jù)。

3.4合理預(yù)測(cè)油井清蠟、結(jié)蠟時(shí)間

油田企業(yè)對(duì)油井進(jìn)行清蠟的時(shí)間大概為每月每口油井清洗一次，油井的清蠟工作一定要嚴(yán)格按照流程執(zhí)行，但是目前的油井清蠟工作存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在一部分油井還沒(méi)結(jié)蠟就進(jìn)行清洗，一部分油井已經(jīng)結(jié)蠟但沒(méi)有及時(shí)清理，造成人力、物力、財(cái)力大量浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)影響油井的產(chǎn)量以及生產(chǎn)效率，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益損失。因此，企業(yè)要根據(jù)每口油井的實(shí)際情況，對(duì)清蠟方式、清蠟時(shí)間、清蠟用量進(jìn)行分析和研究，制定科學(xué)合理的油井清蠟分析模型，根據(jù)模型建立油井清蠟結(jié)果預(yù)測(cè)曲線，從曲線中清楚了解每口油井的具體清蠟時(shí)間、清蠟周期等。為油田后期油井清蠟工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提供了有利的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了油田精細(xì)化管理的有效落實(shí)和健康發(fā)展。

4大數(shù)據(jù)技術(shù)在石油行業(yè)的應(yīng)用前景分析

隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國(guó)石油企業(yè)中的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，發(fā)揮著重要作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)油田生產(chǎn)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析和研究，保障油田企業(yè)更加高效、快速生產(chǎn)，降低了油田開(kāi)采成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，油田鉆井工作的安全系數(shù)有所提升，油井的產(chǎn)量也進(jìn)一步增加。其中，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在油田企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。油田企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，大數(shù)據(jù)是提高開(kāi)采量的重要手段，通過(guò)對(duì)鉆井、地震等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、處理、分析、整合，將得到的油田生產(chǎn)實(shí)際的、真實(shí)的數(shù)據(jù)信息反饋給相關(guān)技術(shù)人員，保障后期油田生產(chǎn)計(jì)劃順利進(jìn)行，為油田開(kāi)采提供重要依據(jù)。預(yù)測(cè)性維護(hù)理念是油田企業(yè)生產(chǎn)中的一種新型模式，但是在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，預(yù)測(cè)性維護(hù)理念沒(méi)有得到有效落實(shí)。油田生產(chǎn)中涉及的各種溫度、壓力、體積等因素都能通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析研究，找到和理論數(shù)據(jù)參數(shù)存在差異的地方，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化預(yù)測(cè)，保障油田生產(chǎn)順利、有序開(kāi)展。

5結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上研究分析可以發(fā)現(xiàn)，油田的數(shù)據(jù)信息類型比較多樣、復(fù)雜，數(shù)量比較巨大，完整性不是很好，因此術(shù)在油田生產(chǎn)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技是必不可少的，是保障油田穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要手段，有助于實(shí)現(xiàn)油田可持續(xù)發(fā)展。

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作者：黃鶴 單位：大慶油田第九采油廠