总　论　篇

 从数字地球到数字油田

1.1　数字油田的由来

数字油田是２０世纪给油田企业的最后一个礼物，它导引着油田企业进行信息化建设，并取得了辉煌的成就。但是，数字油田的概念一直是业界争论的问题，因此，有必要对数字油田产生的背景和基本概念等予以分析。

1. 1. 1　数字地球的概念

数字地球最初起源于１９９７年下半年的科技界，当时数字地球已成为美国科技界的热门话题。早在１９９３年和１９９４年，美国政府就以总统令的形式提出建立国家信息基础设施（national information infrastructure，NII）及国家空间数据基础设施（national spatial data infrastructure，NSDI）。 NII的提出和实施实现了覆盖全美的高速计算机网络，构建了信息高速公路。 NSDI的实施则进一步实现了在信息高速公路上表示查询与地理、地球有关的空间信息，以使信息高速公路上的 “车流”、 “物流 ”满荷运行。以上两项计划是美国占领信息产业新的制高点和主动权的两个重大战略步骤。

１９９８年１月３１日，时任美国第４５任副总统的戈尔在加利福尼亚州科学中心所作的题为 “数字地球 ———新世纪人类星球之认识 ”的讲话，比较系统地阐述了数字地球的概念；此后，迅速得到全球的石油公司、技术服务公司、能源咨询服务公司以及发达国家政府的广泛关注。英国、法国、德国、意大利、俄罗斯等国家相继制订了本国的信息社会发展计划、方针和政策，推动了信息社会发展；加拿大、澳大利亚、日本紧追不舍，大力推进信息基础设施建设，实施信息高速公路计划，从而掀起了全球信息化的浪潮。

所谓数字地球，是指在全球范围内按地理坐标和空间位置将所有的信息对应地组织存储起来，构造成一个统一的信息模型，并提供一种直观、方便、有效、快速、交互的检索、显示和使用方式，为全人类服务。

数字地球的概念包括狭义和广义两个内涵。数字地球，从狭义上讲，只将地球表面每一个地理坐标上的相对固定的静态信息，如地形、地貌、植被、水质、建筑等数字化，形成一个两维或三维的数字地球；从广义上讲，是在狭义的基础上，扩展或嵌入与空间位置相关的所有信息，既包括静态信息，又包括动态信息，如人文、经济、政治、军事、科技、历史以及生产、经营等信息，构架成一个意义更广泛的多维数字地球。在数字地球思想的影响下，数字区域、数字国家、数字城市、数字社区、数字农业、数字工业，包括数字油田等概念，从不同层面、不同角度、不同领域相继产生。

1. 1. 2　从 “数字地球 ”到 “数字中国 ”

我们对 “数字地球 ”的关注始于１９９８年，在国家领导人的重视下，成立了 “数字地球 ”战略研究组，组织相关院士和专家对这个新课题进行了深入的研究。

１９９９年１月２０日由中国科学院地学部向国务院提交了 “中国数字地球发展战略 ”的建议，认为：“数字地球 ”是一个全局性的战略发展目标，我国应利用 “数字地球 ”提供的机遇，推动信息科学技术、空间科学技术和地球科学技术的整合，实现我国科学技术的 “跨越式发展”。从此先后有一批中国科学院院士和资深专家学者，或发表文章，或著书立说，从地球科学发展战略的角度分析了 “数字地球 ”对中国的挑战以及 “数字地球 ”本身所面临的挑战，论述了发展 “中国数字地球 ”的必要性和可能性，提出了发展 “中国数字地球 ”的战略措施和对策。这些高层次的研究成果，不仅为 “中国数字地球 ”或 “数字中国 ”成为国家战略目标提供了理论依据，而且为首届数字地球大会在北京召开进行了充分的思想理论准备。

同年１１月２９日至１２月２日，第一届数字地球国际会议在北京举行。我国政府高度重视 “数字地球 ”的作用，制定了 “需求牵动，统筹规划，阶段发展，共建共享 ”的方针，力争在 “数字地球 ”的建设中实现跨越式发展。同时，我国从 “数字地球 ”的战略高度上提出，要在全球、国家和区域三个层次上，长 远地规划地球表层信息的获取、处理和应用等相关工作；从系统化和一体化的角度整合已有的或者正在发展的与 “数字地球 ”相关的工作，从而更广泛深入地为社会提供服务，造福人类。他强调，我国将努力加强与世界各国的合作，为建设 “数字地球 ”作出自己的积极贡献。他呼吁，让我们共识 “数字地球”，共享信息资源，共创数字世界，共建人类美好的家园。第一届 “数字地球 ”国际会议通过了枟“数字地球 ”北京宣言枠，呼吁在建立数字地球过程中，优先考虑解决环保、灾害管理、自然资源保护、经济与社会的可持续发展以及提高人类生活质量等方面的问题，并形成了每两年举办一届 “数字地球 ”国际会议的决议。

自１９９９年 “数字地球 ”国际会议在北京召开以来，第二、第三、第四、第五、第六届 “数字地球 ”国际会议分别于２００１年、２００３年、２００５年、２００７年、２００９年在加拿大、捷克、日本、美国、中国召开（图１.１）。

图１.１　 “数字地球 ”国际会议召开时间、地点

２００９年９月由我国科学家发起，在北京召开的第六届 “数字地球 ”国际会议的一个重要组织成果是成立了国际数字地球学会（International Society for Digital Earth， ISDE），旨在把有关地球的海量数据集成起来，形成一个 “数字地球”，力争为全球经济和社会可持续发展提供科学的解决方案。

２００６年８月，国际数字地球学会在新西兰举办了 “数字地球：面向可持续发展的国际峰会”。

自２００６年第一届国际 “数字地球 ”峰会在新西兰的奥克兰举行以来，第二、第三届峰会于２００８年、２０１０年分别在德国波茨坦、保加利亚内塞巴尔举行。国际社会对 “数字地球 ”的关注持续高涨。

２００７年６月，在香山科学会议以 “数字中国发展战略 ”为主题的讨论会上，与会代表认为 “数字中国 ”即实体中国在虚拟环境下的再现，是以整个中国为

对象、以地理空间坐标为基础、以空间信息技术为主要手段；通过集成和整合各类数据、信息和知识所构建的三维数字化资源平台和信息资源开发利用环境。数字中国发展高层论坛自２００４年在北京大学举行以来，已经举办了七届，见表１.１。

表 1.1　历届数字中国发展高层论坛时间、地点

届别时间（年唱月唱日）地点主题

第一届２００４唱１２唱１９北京大学数字地球到数字中国

第二届２００５唱１１唱２４深港产学研基地数字城市建设

第三届２００６唱１１唱１１重庆数字乡村建设

第四届２００７唱１２唱１６北京大学从全球网络化到网络化地球 ———数字中国的新机遇与挑战

第五届２００８唱１２唱０６北京大学促进工业化与信息化融合的 “数字中国 ”战略与实践

第六届２００９唱１２唱１２北京中苑宾馆数字减灾与应急管理

第七届２０１０唱１２唱１１北京大学物联网与空间信息共享服务创新

数字中国发展高层论坛是在国家信息化、数字化发展战略层面上，展示数字中国成果的国内高水平的交流平台，取得了很好的社会效果。２０１０年１２月１１日，第七届数字中国发展高层论坛暨信息主管峰会在北京大学召开。会议的主题是 “物联网与空间信息共享服务创新”，会议包括 “数字地球与物联网应用”、 “空间信息共享服务创新”、“数字园区 ”和 “全国数字城市经验交流会 ”四个分论坛，重点讨论了数字城市与物联网的结合及全国数字城市建设经验的交流。会议的议题覆盖了 “数字中国 ”理论探索与发展战略、“数字中国 ”技术创新、 “数字中国 ”工程实践、“数字中国 ”和 “数字地球 ”平台与服务模式创新等主题，涉及数字减灾与应急管理、无线城市与电子政务、数字园区、数字海洋、数字流域、数字经济与产业、数字能源与资源、数字健康、卫星导航应用与位置服务等众多领域。

1. 1. 3　数字油田应运而生

１９９９年末，中国石油大庆油田有限责任公司（简称大庆油田）首次提出了数字油田的概念。２０００年６月，数字油田的概念和建设目标被正式确认，并被作为企业发展的一个战略目标，其基本理念得到了业内普遍认同。从１９９９年开始，在国 内外石油和 IT领域，数字油田概念得到进一步的研讨和发展。大庆油田不仅首先提出了数字油田的概念，而且还创建了数字油田参考架构，如图１.２所示。

图１.２　大庆油田数字油田总体结构框架阴影部分为狭义数字油田

大庆油田的这一模型对数字油田的深入研究、建设和推广应用，发挥了很好的示范引领作用。

对于数字油田概念的提出，有的学者持不同的看法，认为在国际上更早。１９９９年美国石油工程师协会举办了 “智能井技术 ”论坛，而智能井技术在国际上被认为是 “数字油田技术 ”或 “数字油田 ”的代名词。２０００年美国剑桥能源研究会组织了一个全球范围的多用户研讨会，议题就是 “数字油田 ———新一代油藏管理技术”。会后发布的研究报告对数字油田技术将会给石油工业带来的影响、作用给予了高度评价。

其实，数字油田的概念在我国何时提出、由谁提出并不十分重要；重要的是数字油田一经提出，得到了国家相关部门高度重视，并于２００１年组织有关科研力量开始了 “塔里木数字油田 ”研究工作。截至目前，“塔里木数字油田 ”研究主要进行了数字油田框架体系、基础平台、数据中心、应用系统、制度与标 准五个方面的研究工作，取得了四个方面的成果：一是初步形成了数字油田框架体系；二是建成了数字油田网络基础平台；三是建设了一批数字油田应用系统；四是建立了数字油田相关规范。２００１年，数字油田被列为 “十五 ”国家科技攻关计划重大项目。从此，继大庆油田之后，中国石油石化公司胜利油田分公司（以下简称胜利油田）、中国石油新疆油田分公司（以下简称新疆油田）和中国石油化工塔河油田分公司（以下简称塔河油田）等相继提出并实施数字油田规划。

与此同时，美国剑桥能源研究会在２００５年的年度技术会议和展览上，进行了 “数字能源 ”专题研讨；并于２００６年４月在荷兰阿姆斯特丹举行了智能井能源技术会议；同年５月又在中国澳门举办了 “智能油田的未来 ”论坛。２００６年７月由全球最大的油田技术服务商斯伦贝谢公司主办的、以 “迈向数字化油田的通途 ”为主题的“２００６ SIS中国论坛 ”在厦门举行。

数字油田已成为２０世纪末与２１世纪初石油和相关业界的热点话题。国内外已有很多关于数字油田的文献，这些文献中的大量案例显示了数字油田的价值。数字油田已经从初期的仪器、仪表和监测的数字化，发展成为衔接现场作业和各业务部门作业的闭环工作流程。通过这些业务流程的整合衔接，数字化油田的潜能不断得以发挥和实现。随着计算机技术、互联网和物联网技术的飞速发展，数字化油田技术日臻完善并展现出广阔的前景。

1.2　数字油田的背景

数字油田之所以在世纪之交诞生，有其深刻的历史背景。对于这一背景虽然众说纷纭，但其主要认识是比较一致的。大庆油田研究人员认为数字油田构想的提出，既有技术背景，又有需求背景；是从油田建设实际出发的，更多考虑的是对于数字油田的巨大需求，有其充分的理由。李剑峰的枟数字油田枠虽然没有对数字油田概念的背景作专门论述，但是对数字地球提出的大背景作了阐述，他认为数字地球是全球信息化背景下的必然产物，数字油田是数字地球概念的引伸，是数字地球技术的应用，是全球数字化浪潮的产物。他描述了数字地球概念提出的背景，也就诠释了数字油田产生的大背景。

我们认为，数字油田构想的提出有其深刻的社会需求和技术背景，认真研 究、深入探讨数字油田诞生的背景，有利于加深对数字油田概念的理解和认识，有利于更好地指导和把握数字油田的建设和实践。

1. 2. 1　数字油田的需求背景

从内因和外因来考察，如果说实际需求是内因，技术背景是外因，那么，需求背景就是数字油田概念产生的根据，而技术背景则是其产生的必不可少的条件，两者缺一不可。若没有石油石化企业提出要求，先进的信息化和数字化技术就缺乏实现的需求依据；同样，若没有必要的成熟技术作为支撑，再强烈的需求也会因缺少实现的条件而难以得到满足。因此，实际需求是建设数字油田的内因，而技术进步为数字油田的发展创造了条件。

数字油田为满足油田企业数据应用提供了科学有效的方法和途径。油田生产涉及勘探、开发和管理等各个环节，每个环节都有海量的数据需要处理。为了提高油田的数据管理水平和应用效率，必须建立一种科学、统一、高效的数据管理体系。油气数据是一种时空跨度大，结构复杂的多源、异构系统，传统的数据查询手段使数据应用极为不便，严重制约了专业数据的应用效率和水平。数字油田运用集成、整合、融合、可视化等技术手段实现数据的快速采集、信息的快速传输和准确表达及直观展示，为油气数据应用提供了崭新的途径。

数字油田为满足油气田各项业务、信息的迫切需求，提供信息服务。油气田各个生产经营领域迫切需要先进的科学技术手段提供信息的有效供给保障。在目前的油气田生产、科研和经营管理工作中，信息技术手段已经不可或缺，离开信息技术的保障支持，正常的生产经营管理活动就难以运行。而且这种需求越来越迫切，越来越大。数字油田可以而且能够提供科学可行的解决方案，使油田企业看到数字油田能满足其业务需求，实现油田企业流程再造，提升企业管理水平，寻找更多剩余油气资源，提升企业地位和企业竞争力。

1. 2. 2　数字油田的社会、技术背景

如果说油气田企业的迫切需求是数字油田诞生和建设的内因和依据，那么信息科学技术的发展，则为数字油田的诞生和发展创造了前所未有的条件。从社会大背景、大环境来考察，数字油田的诞生与以下几点密切相关。

（１）与全球数字化浪潮密切相关。全球数字化浪潮是指２０世纪与２１世纪之 交发端于美国，继而在世界大多数国家和地区得到迅速反应的，波及各行各业、各个领域、各个区域的，强大的世界性数字化浪潮。其反应速度之快，规模之大，影响之深远，为人类历史所罕见。由中国发起的首届数字地球国际会议于１９９９年１１月底至１２月初在北京隆重召开，在全球数字化浪潮的强烈冲击下，数字中国、数字区域、数字城市和数字行业等概念如雨后春笋般出现。随即，数字油田概念在我国大庆油田问世，大庆油田开了我国数字油田之先河。

大庆人之所以能够率先提出数字油田这一概念并制定规划、付诸实施，与大庆油田自２０世纪６０年代起，以科学计算为主，建立专业应用系统和网络框架所奠定的油田企业良好信息化基础不无关系。几十年来，大庆人持之以恒、开拓创新、辛勤耕耘所奠定的基础和计算机、网络建设飞速发展的物质条件，在远离现代经济文化中心、广袤无垠的松辽平原上仅靠个人的努力，很难提出数字油田的构想，即使提出也难以付诸实践。

与以互联网为主导的信息产业第二次浪潮密切相关。以互联网为主导的信息产业的第二次浪潮（或信息化浪潮），是指发端于美国、日本及欧洲部分发达国家，并在中国和其他发展中国家蓬勃兴起的世界性的信息化浪潮。这个浪潮兴起于２０世纪９０年代中期，延续到２１世纪前１０年。期间经历了互联网泡沫的 “涨落”，最终互联网在发达国家和发展中国家，尤其是在以中国、印度为代表的新兴经济体狂飙式的增长。这种增长催生了石油石化企业对数字化技术的强烈需求，而互联网的出现为满足这种需求提供了必要的数据传输供给条件。互联网又需要新理论、新方法、新技术作支撑。超级计算机、存储技术、检索技术、空间技术和卫星定位等通信技术的全方位、多领域立体发展，使具有海量数据信息需要存储、处理、传输、检索和应用的油田企业看到了希望的曙光。互联网已经从２０世纪６０年代实验室的几台电脑连接、７０年代初的几十台电脑互联互通，发展到了数以万计的个人电脑同时在线、分布式存在，并使人类进入了集群式利用的超级运算时代。从一定意义上来说，如果没有互联网的飞速发展，没有光纤通信等一系列新材料、新技术的广泛应用，没有计算机技术的突飞猛进，没有数字传输速率的大幅度提高，数字油田概念的问世是无法想象的。

与国际石油天然气市场价格在波动中持续走高这一市场走向密切相关。数字油田建设具有大规模、高投入、跨学科、全局性、综合性、系统性和阶段性的特点。数字油田建设客观上为油田企业提供了前所未有的机遇，同时也构成了

严峻的挑战。从战略上讲，油田企业不进行数字油田建设，则有可能在市场竞争中陷入被动，而建设数字油田则需要大量的技术力量和经费投入。从战术上讲，采用以引进为主的发展思路，将直接影响自主发展能力的形成和保持，并有可能威胁到科学技术的整体可持续发展，而以独立发展为主，则无法实现应有的发展速度。投资建设数字油田有很大风险，在油价低迷时，很多中小油田企业是不敢冒这个投资风险的。而十多年来，国际石油天然气市场价格虽然起落波动，但基本是在高位运行，甚至居高不下，最高时达每桶１４７美元。继２０１１年３月初收盘价再度 “破百 ”后，受日本地震、核危机和中东地区政治影响，市场不确定因素增加，纽约市场原油期货价格２０１１年３月２３日创出两年半以来的收盘最高，达每桶１０５.７５美元。另外，世界石油资源的发现和开采速度不成比例、严重失调。国际原油市场价格的这种走向为数字油田建设提供了难得的机遇。

与油气田资源和产量递减的走向密切相关。油气田开发的一个普遍规律是随着时间的推移，产量逐年递减，含水率逐渐上升，油气开采成本上升，要素投入不断攀升，投入产出比越来越低，经济效益明显下降并趋于盈亏平衡的临界状态。由于受油气资源生产可能性边界的硬约束，任何一个油田都不可能持续地高产开采下去。在我国排名很靠前的一批骨干老油田也不例外，从发现开采至今，大庆油田已有５２年的勘探开发历史，胜利油田刚刚度过了５０岁生日，这些油田在为国家作出很大贡献的同时，都面临着资源枯竭、高含水和产量递减等问题。

目前我国各主力骨干油田油藏的开发大多数已进入了后期的高含水阶段，产量逐年递减，开采难度加大。大庆油田在稳产高产２７年后，采油含水率已达９０％以上，不得不在２００２年将原油年产量调减到４０００万吨。原因在于开发难度增大，而后备资源严重不足。因此，大庆油田在 “十一五 ”期间，原油产量平均每年的递减幅度在１７０万吨左右。当然，我们有理由相信，大庆油田将用自己的智慧和包括数字油田在内的先进技术创造出新的奇迹，给人们一个满意的答案。胜利油田在１９９６～２０１０年连续１５年年产量稳定在２７００万吨，之前，曾经有连续９年年产量３０００万吨的历史。２００７年也不得不作出在今后若干年把产量稳定在２７００万吨的调整。

产量递减的趋势反映出老油田接替资源的不足，从而引出这些油田已探明剩余油气枯竭之后，数十万的油田职工出路在何方的重要课题。因此，寻找更 多的剩余油，探索提高油气采收率，延缓老油田资源枯竭和产量递减速率的有效途径和手段，依靠科技进步实现愿景目标是唯一的办法，从而也就成就了数字油田，数字油田技术为很多进入后期的油田开启了二次创业的征途。在这些科技手段中，不论是精细挖潜、运用三维地震数据成果、加强多学科集成化油藏研究，还是对水驱、聚驱和三元复合驱等三次采油技术进行优化、优选把采收率从目前的５０％（大庆油田）提高到６０％，都离不开数字化、可视化、远程监控和专家系统远程及时决策等一系列数字油田技术的支持。由此，不难发现各大油田对数字油田技术重视的根本动因。

上述 “两个浪潮”、 “两个走向 ”共同构成了数字油田诞生和发展的历史背景。

但是，从目前发展态势看，“智慧地球 ”进一步推动数字油田的发展趋向更加明显。例如，数字油田的提升发展与云计算、物联网等新型技术为主导的信息产业构成第三次浪潮。

云计算概念是在２００６年８月９日，由 Google首席执行官埃里克 ·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会上首次提出的，被认为是一个美丽的网络应用模式。狭义的云计算是指 IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义的云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是 IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化和可靠安全等独特功效。有关云计算图书版本也很多，都从理论和实践上介绍了云计算的特性与功用。

有学者认为云计算带来了新一轮的信息革命和技术浪潮。２００９年以来，我国云计算开始进入实质性发展阶段，掀起了蓬勃发展浪潮，各方力量在云计算发展浪潮形成中起着推动作用。推动者包括以 IBM、 EMC、 Intel等为代表的跨国公司或云计算解决方案提供商；以北京、上海、天津、无锡、东营等为代表的地方政府建立政府公务云及面向中小企业的公有云；以新浪、腾讯、阿里巴巴、世纪互联等为代表的国内互联网企业；以中国移动、中国电信为代表的传统电信运营商；以金蝶、金算盘等为代表的软件公司及中央政府对云计算发展的关注等。

云计算的出现是多种技术和商业模式演进的结果，如计算技术的发展演进、 软件技术的发展演进、 IT产品的发展演进等。从 IT产品的发展演进来看，最初的 IT产品主要是具备计算能力的产品。计算机的发展经历了漫长的历史阶段，伴随着人类文明的演进和需求的变迁发展到了电子计算机时代，又经历了集中计算的大型计算机及超级计算机时代；个人计算机的出现将只在特定行业中应用的大型主机变成每个人都负担得起的个人电脑，大幅度提高了个人生产效率和企业效率；在２０世纪９０年代互联网出现后，数以亿万计的信息孤岛被汇集成庞大的信息网络，极大地提高了人类沟通、共享和协作的效率，丰富了社交和娱乐生活；互联网深度发展又推动了计算和储存技术的变革，进而又推动了整个 IT系统的革命，云计算的出现使得 IT的服务从硬件向软件转化， IT基础设施转变为像水和煤气一样的社会公用基础设施，而超级数据中心成为 IT资源和服务的提供者。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是 “the internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（radio frequency identification， RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感技术和设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络（百度百科，２０１０）。

物联网的概念，其内涵和外延还在深入地探讨中，然而，物联网的发展，已远远超越了这一内涵。由新华社编写的枟中国物联网年度发展报告枠认为，２００９年以来，以中国在无锡设立国家传感网创新示范区为标志，物联网发展逐步上升为中国的国家战略。中国的物联网政策环境不断改善，技术进步明显加快，市场培育持续深化，标准制定全面提速，示范工程显著增多，市场规模大幅增长，中国物联网开始进入实质性推进的发展新阶段。

有的学者认为，物联网的元年是２０１０年，当然，还有的学者认为物联网是老技术、新概念，他们认为如果用传感器采集数据都是物联网的话，那么传感器的历史可达几十年，甚至百年，所以，这是一项老技术。但是，物联网除了 “感知 ”事物外，还有射频识别技术、无线传输技术、互联网技术和数据智能化管理分析等，是数字化、信息化、智能化技术的集成。物联网与互联网结合将 会发挥更大的作用。

物联网在数字油田的应用被称为油田物联网，油田物联网已进入了实质性的发展阶段，目前其重点在油井生产远程监控系统。通过传感器、视频服务器等设备对油气井生产数据进行采集，通过 CDM A等传输终端把信息发送至生产管理部门，以便其对信息进行分析管理，以掌握油井生产状况，并进行必要的远程控制。油田物联网还应用在智能完井技术发展等方面。目前，油田物联网还在深入的发展之中。

云计算和物联网被认为是继计算机、互联网的应用与普及之后，蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三次浪潮，是２０世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术革命的延展与升华。物联网为２１世纪的全球工业化、城市化进程提供了革命性的信息技术和智能技术，将通过与传统产业的全面融合，成为全球新一轮社会经济发展的主导力量之一，也是数字油田的重要支撑技术之一，对推动数字油田的发展具有重要的作用和意义。

1.3　数字油田的概念

1. 3. 1　关于数字油田

数字油田的定义有很多，在这里我们仅就典型代表的几个定义加以引述，供大家研究和讨论。

何生厚、毛锋（２００１）认为数字油田主要由三个部分构成：一是基础地理信息，包括国家基础地理信息和油田地理空间信息；二是油田企业的专业数据库；三是一个数字地球产品或数字地球实现方案。空间数据仓库是空间数据模型与关系数据模型两者之间的信息交换枢纽，通过空间数据仓库实现基础地理信息与多源异构的油田专业信息之间的集成，从而可以实现 “参照地球的空间数据管理，基于空间的数据处理和图形展示，以空间实体为对象组织和查询数据库。”这是一种基于 GIS应用的数字油田概念。

陈强、王宏琳（２００２）等学者认为 “数字油田是油田的一种虚拟表示，使人们可以探查汇集有关该油田的自然和人文信息，并与之互动”。这是一种基于油田虚拟现实的数字油田概念。

王权等（２００３）认为，数字油田分为广义和狭义的概念。广义数字油田，是全面信息化的油田，即指油田企业实现以计算机为核心全面数字化、网络化、智能化和可视化的全部过程。数字油田的根本目标是油田的全面信息化。狭义数字油田，是指以数字地球为技术导向的技术系统，它是以油田为对象，以地理空间坐标为依据，具有多分辨率、海量数据和多种数据的融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的（立体的和动态的）表达，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。这是比较完善地阐述数字油田概念的一种表述。

李剑峰等（２００６）认为，数字油田是数字地球的一个子系统，是油田油气地质特征、勘探开发过程和生产经营过程的数字化的虚拟体，该虚拟体会在整个油田生命周期中不断完善，人类通过与该虚拟体的互动，不断加深对油田地质特征的理解、优化勘探开发过程、提升经营管理能力，从而为油田企业赢得最大的经济效益。

段鸿杰（２００４）认为，数字油田是以油田资源的数字化为基础，以网络为依托，以信息技术为手段，以推动科研创新、优化生产运行和规范经营管理为目的的综合系统，是现实油田的虚拟数字化。这是在综合了各种观点后提出的一个比较简洁、完整的概念。

陈新发（２０１０）认为，数字油田是油气田业务与信息技术高度融合的产物。 “基于数字新疆油田的建设实践，我们认为，数字油田就是实体油田在计算机中的虚拟表示，通过在计算机上研究和管理油田，提高油田的核心竞争力。”

对于数字油田概念的研究和论述还有很多，我们将这些典型的论述悉数列举于此，供大家对比研究。

我们认为，数字油田是关于油气田勘探、开发和生产等过程的数字化。油田企业借助数字化技术寻找更多的油气资源，提高采收率和改变生产运行方式，即全面数字化了的油气田。

这样表述的理由是：

数字油田就是在勘探、开发等业务过程中的全面数字化；

数字技术将会成为一种先进技术，为油气田寻找更多油气资源、提高采收率提供技术支持；

用一句更简单、更简洁的话表述，即全面数字化了的油气田，就是数字油田，比较容易记忆。

概括起来，关于数字油田的定义可以归纳为如下几类：一种观点认为 “数字油田就是油田的信息化、数字化和标准化。它是以数字化信息为资源、计算机因特网交互为动脉、知识管理为特征，集信息、硬件、软件和功能为一体的综合管理信息系统”。另一种观点认为 “数字油田不仅是技术目标，更是管理目标，是油田公司总体发展战略的一部分”。持这种观点的学者进而从狭义和广义两个方面来界定，他们认为狭义的数字油田 “是某油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动”；广义的数字油田 “是数字地球模型在油田的具体应用；数字油田是油田自然状态的数字化信息虚拟体；数字油田是油田应用系统的集成体；数字油田是企业的数字化模型；数字油田是数字化的企业实体；数字油田的能动者是数字化的人”。

BP公司认为：“数字油田是技术和业务流程的集合，他们对油田的所有资产，从油藏到销售终端，实时地获取、监视和分析油田数据，提供实时的、连续的、远程的监控和管理。可以频繁地获取油藏图像；快速地浏览集成的油藏、井筒和设备单元的记录；使用门户工具等可视化工具方便地访问数据，并对其解释和模拟。”张卫东、袁文奎在枟未来石油勘探开发技术展望枠一书中提出数字油田涉及的特殊技术，有空间地理信息系统技术、虚拟现实技术、数据仓库与数据挖掘技术、信息集成共享管理技术或集成平台技术、高性能计算、并行计算和网格计算技术以及油田勘探开发专用的测量、分析、解释、判断、优化、转化和控制等勘探数据地质资料处理与管理技术，实时钻井、智能完井、三维可视化和遥感遥测遥控技术，实施生产优化、集成资产等一系列数字化技术。

在今天看来，数字油田就是全面数字化了的油田，即油田企业利用数字化技术实现油田企业全面数字化管理，提高油田企业寻找更多油气资源和采收率的能力，以延长油田企业的生命周期。

1. 3. 2　数字油田的内涵与外延

任何一个概念都有内涵和外延两个方面，这是概念的两个基本特征。概念的内涵是指概念所反映对象的特性和本质属性，外延是指概念所反映对象的具体范围。要掌握一个概念，必须要把握这个概念的确切含义和所指的对象范围。

1.数字油田的内涵

什么是数字油田，十多年来，国内外专家学者给它下了不少定义。虽然这些定义的表述不一，内容各异，但都对数字油田的概念从不同角度进行了描述和界定。

综合国内外关于数字油田的研究成果，我们发现： ①国外关于数字油田的描述比较注重强调 “实时获取、监视和分析油田数据”，“同时提供实时远程监控和管理”。这一点可以从 BP公司、壳牌公司的资料得到证实。 ②国外关于数字油田的描述比较注重或强调智能完井技术对于提高剩余油回采率的作用。“今天，无论是智能井还是进行自动化管理的油田，其目的都是为了提高可采储量和产量。”而国内关于数字油田的论述一般都比较抽象。根据其知识构成背景和强调的侧重面可以分为如下几种：一种是基于地理信息知识构成背景的，虽然认为数字油田是数字地球技术在油田应用的延伸，是油田企业信息基础设施和企业管理的基础信息平台，但注重和强调的是数字油田的空间架构和构建，而忽视数字空间里的地质、物探及其他勘探手段获取的信息内容，缺乏系统综合与集成；另一种是基于地球物理知识和石油地质知识背景的学者，不仅坚持数字油田的空间架构，重视地理信息系统对于数字油田的重要作用，而且强调油田自然状态的数字化信息虚拟，重视油田应用系统的集成、系统综合及油田企业的数字化等。

我们认为，数字油田的内涵包括以下五个方面。

从油气田勘探开发经营管理的流程来考察，数字油田是关于油气藏发现、勘探、开采和管理全过程的数字化、可视化、智能化。它包括油气田地质、油气田地理信息、勘探、开发、经营管理海量信息的数字化；油气田采、集、输过程数字化，远程监控智能化，管理决策的实时化。

数字油田是油气田企业的全面数字化，或者说是数字化、实体油气田虚拟化、微缩化了的油田。比尔 ·盖茨曾经提出过一个宏伟的目标：让每个人的桌面都有一台个人电脑。经过２７年的发展，微软的这个梦想实现了。数字油田的梦想不仅是将油气田实体以数字化的方式装入每一个油气田企业管理者的电脑里，更重要的是要把油田勘探、开发、生产、经营管理的过程数字化，远程监控智能化，管理决策实时化。这个目标比盖茨的目标更加宏伟。十多年来，

我国数字油田建设的实践证明，油气田企业的全面数字化，是油气田企业实现信息化的重要内容和途径；数字油田发展战略，是油气田企业发展战略不可或缺的重要组成部分。

数字油田概念的内涵是极其深刻的，数字油田是数据流、信息流和业务流的集合体。数据流、信息流和业务流涵盖了油田全部的业务范围以及与油田业务相关、相近的一切社会事物，油田企业的业务范围延伸、延展到哪，数字油田就延伸、延展到哪，因此与数字油田密切相关的事物非常多。

数字油田建设的最终目的是寻找更多的油气资源和提高剩余油气的采收率，为全面提升油田企业的勘探开发、经营管理水平，提高油田企业的经济效益服务。数字油田的实现将会从根本上改变传统油田生产经营管理模式，以一种全新的数字化、自动化作业方式，替代传统的手工或半手工工作方式，形成知识经济背景下的数字油田经济，增强油田企业的竞争力和可持续发展能力。数字油田作为技术，已经并将继续向人们展示油气勘探与开发、生产经营管理过程的自动化、智能化、可视化、实时化和现代化。

数字油田的本质内涵是实现数字转化为数据，数据转化为信息，信息转化为知识，知识转化为智慧。转化技术是数字油田的关键技术之一。这与油气田发现资源、开采油气资源有很大的关系。油气田在勘探过程中要采集海量的数据，工程技术人员们采集到的是数字，通过计算机处理变成可用的各种有效数据。这些数据构成了各种图件的研究报告，提供给工程技术人员研读，工程技术人员根据自己的经验、知识和智慧，从而判断油气在哪里。综合来自地质专家、地球物理勘探家、钻探专家、油气开发专家的智慧，就可以确定井位，从事钻探、录井、测井和分析化验等一系列业务工程。数字油田就是为这些转化提供技术支持。

2.数字油田的外延

数字油田概念的外延是极其广泛的，数字油田包含着众多学科知识、技术，是一个巨大的开放的系统。数字油田的建设是一个庞大的系统工程，数字油田建设需要油田企业高层领导的高度重视，更需要企业各部门、各方面的通力合作，不可能一蹴而就，也不会一劳永逸。它必将随着科学技术的发展进步而不断完善、不断发展，由初始的、不成熟的阶段，逐步走向比较成熟、更加完善 的发展阶段或形态，最主要的包括以下三点。

（１）数字油田数据建设的延展，使数字油田的数据发生了革命性变化，其作用和意义远远超越了油田企业数据本身。数据是资产，数据是资源，油田数据只有在数字油田时代被历史地提高到最重要的地位。

数据来源于油田业务之中。数字油田与油田业务是最为紧密的一个关系，油田业务对量的要求十分严格，没有量的概念，就没有油田的建设与发展。例如，油气产量，在油气田，对油田产量的追求和重视基本被当做油田的生命，不但追求每年的总产量，还追求月产量、日产量，更追求各种产量的准确度。因此，单井产量将成为关键目标。

在很多人看来，追求产量就是了为了完成上级部门规定的生产任务，因此，在生产一线其工作中心就是采取各种措施提高采收率，保证产量，不但要完成生产任务，还想超额完成任务。

但是，对数字油田来说，一个简单的数据背后，隐藏着极大的科学与技术问题。数字油田通过研制油气田油水井生产数据管理系统，除为工程技术人员、管理者提供日报、月报外，更多的是提供数据分析与辅助决策平台，使工程技术人员便于在第一时间看到每一口井的产量变化情况，作出正确的决策，实施调整和相应的措施。

更重要的是这些生产数据动态地反映了油井、地质、储层和油藏的变化情况，实施间接的油藏动态管理，生产数据起着至关重要的作用。数字油田的数据管理平台和数据分析应用，远远超越数据的本身价值。

（２）数字油田的管理功能，不但能完成传统的管理作用，而且使油田业务同数字化结合，将管理职能大大地延伸，其作用和意义远远超越了人们认识数字油田管理的本身。早先人们认识数字油田仅认为数字油田就是为油田建设好数据库，实现数据的科学化管理，提供各专业领域的数据共享，消除油田企业内的信息孤岛。

随着数字油田的建设与发展，数字油田超强的管理功能远远超出人们的想象，人们开发出了各种管理系统，多达数百种，每一个管理系统不但管理了相应的数据，而且使油田业务办公无纸化、网络化和过程优化。不但提高了工作效率，而且改变了工作方式和生产运行方式，成为一种新的技术革命。

（３）数字油田的技术作用主要体现在工业化与信息化的融合中，信息技术 渗透在油田业务之中，其作用与意义远远超出了数字油田数据共享、信息共享等一般意义本身。对于数字油田是否是一种技术，一直存在着争议，很多人认为数字油田是一般性的概念，所能做到的也就是信息技术支持的数据管理。但是，随着数字油田建设的发展，数字油田的技术凸显，而且越来越明显，作用越来越大，信息技术融入生产业务之中，大大地改善了油田的生产运行方式。

数字油田技术有很多，这些技术仍然需要人们提炼、开发和利用。数字油田的整合技术超越了其他技术，数字油田作为一个平台，可整合多源、异构和多尺度的数据，并为各类人员同台工作提供便利。数字油田还可整合各种传统技术，形成合力，发挥之前各个技术无法发挥的作用。例如，油田物联网技术就是整合传感技术，成为了数字油田最重要的组成部分，同时也成为了数字油田的典型技术。

1. 3. 3　数字油田研究的内容

数字油田作为一门新兴学科，是以信息技术、地球科学（包括地质学、地球物理学和地理信息系统）、经济学、管理学和系统科学等多学科、多领域知识为基础，综合、交叉而诞生的一个新兴的边缘性、交叉性和跨学科的应用科学。因此，边缘性、交叉性和综合性是它的本质属性。和传统油田技术相比，数字油田在提高油气田科研生产和经营管理等各方面的效率和效益显著，因而又表现出明显的经济性。

数字油田需要研究的问题很多，前人对数字油田研究作出了很多的探索。例如，李剑峰在枟数字油田枠一书中认为数字油田的研究对象包括：在与油气勘探、开发、运输、炼制等生产经营活动相关的业务范围内，把所有确定点的相关数据和信息组织起来，组成包含地上和地下、企业管理和地质工程在内的信息系统的研究；还有以计算机和高速网络为载体，以空间地理信息为参照，将油田的生产、经营和管理的多种数据进行高度融合的研究。在建立油田科研、生产和管理流程各种优化模型的基础上，利用信息技术、仿真和虚拟技术等对数据进行多维可视化表达，实现平面上涵盖整个油田地域，纵向上包括从地面到地下的多层次、多属性信息，时间上贯穿整个油田生命周期的综合信息集成，提高油田总体信息分析能力，以支持油田的勘探开发等关键业务深入发展和优化的需要，从总体上辅助油田经营管理的决策分析，进一步挖掘各个环节的潜

在的价值，为油田企业的可持续发展创造良好信息支撑环境的研究。数字油田主要研究的内容应该是以下五方面。

数字油田的结构体系。数字油田具有庞大的内容，包含了油田业务范围内的所有业务和数字油田的内在主体内容和外在内容。如何将数字油田结构化、系统化是一个很大的问题，因此，研究数字油田其首要的任务是理清数字油田的结构体系。

数字油田的功能。数字油田具有什么样的功能，也就是说数字油田到底能做什么，这是一个很重要的问题，从而也就成为数字油田很重要的研究内容，如果搞不清数字油田能做什么，那就不知道数字油田的基本功能和作用。

数字油田的概念。只有理清了数字油田的体系结构，了解了数字油田的基本功能，才可以知道数字油田的基本概念。数字油田的概念和数字油田的内涵和外延，也是数字油田研究的主要内容之一。

数字油田与油田的业务关系。研究数字油田必须研究数字油田同油田是什么样的关系，它们之间存在着什么样的联系，这就是勘探、开发、生产、集输、销售与管理等生产环节，都是数字油田研究的范围和内容，如果仅认为就研究数字油田的软件、网络、计算机和数据的存储和应用，那是不够的，必须先研究油田的主营业务，再研究数据、信息和网络、计算机等信息技术。

数字油田建设。数字油田建设的方法、技术是研究的一个重要范围。在建设中，数据流、信息流和业务流的研究是数字油田的核心研究内容。与之相联系的所有关系和关联技术及关键技术都是数字油田研究的主要内容和范围。

1.4　数字油田的特征与性质

1. 4. 1　前人的研究

前人在研究数字油田时，已有很多的论述。李剑峰在枟数字油田枠一书中认为，数字油田具有三个基本特征：第一，它是一个数字化的虚拟体；第二，是一个动态的不断优化的虚拟体；第三，人类可以与之互动并从互动中获益。这是李剑峰根据对数字油田的定义所表述的结果。

段鸿杰认为，数字油田具有以下六个鲜明的特征：

一是资源数字化，是指包括地质体、设备、人力资源和生产经营动态等油田所有资源信息的数字描述、数字存储、数字处理和数字传输。

二是技术一体化，是指信息技术与勘探、开发技术的融合，勘探开发技术通过信息技术支撑发挥作用，信息技术的应用又会促进勘探开发技术的发展。不同技术的有机融合、一体化应用是数字油田建设的技术保障。

三是信息集成化。在统一的数据管理平台上，以工作对象和研究单元为基础进行相关信息的集成，相互关联，提高信息的使用效率。四是业务协同化。在数字油田统一的平台上，业务部门之间的业务操作无缝衔接，面对同一对象协同工作、业务联动。五是管理集约化。依靠.通的信息、共享的数据，简化管理层次、规范管理操作，可以提高管理的集成度和运作效率。六是决策科学化。在大量占有内外部信息的基础上，借助预案系统、专家知识库和数学模型，辅助科学决策。其实在数字油田发展过程中有很多学者和单位参与了研究，作出了应有的贡献，这里不再一一表述，我们选取了２０多个重要事件进行说明，见表１.２。

1. 4. 2　我们的研究成果

经过十年来的研究、探索和建设，我国石油、石化行业和相关高等院校、科研院所对数字油田的认识逐步深化。数字油田的性质和特征也不断被揭示，就目前的认知水平，数字油田的性质和特征至少可以概括为：数字油田是一个边缘性、交叉性、综合性和跨学科的应用科学。由于其应用的效果显著，因而受到油气田企业的普遍关注。

对于数字油田的特征，我们作出如下概括。

（１）系统性。数字油田是一个巨大的开放系统。李剑峰在专著枟数字油田枠中把这个大系统分为数字油藏、数字井筒、数字地面、数字油建、数字勘探、数字开发、数字管理和数字经营八个子系统（李剑峰等，２００６）。长安大学数字油田研究所把数字油田建设这个庞大的系统工程概括为基础工程、数字工程、数据工程、信息工程、知识工程和知识＋智慧工程。从油气田产业链来说，这个巨大的系统不仅囊括勘探开发数据采集处理系统，地下地面一体化生产管理系统，而且包括油气田生产、科研、经营管理系统；从技术的角度来考察，不仅

包括互联网、通信网、物联网、油气开采和集输管网等基础设施系统，而且包括数据管理软、硬件设施及各种标准系统，井筒、油气集输生产、营运的安全监控，可视化智能远程监管系统，以及数字油田人力资源管理、财务管理等系统。

层次性。数字油田的架构、建设是有层次的。王权将广义数字油田的架构划分为环境层、数据层、专题库层、模型层、应用层、集成层和战略层七个层次（王权，２００３）。李剑峰等（２００６）在王权的基础上对数字油田的架构模型有所修改，他在建构基本架构时提出了基础层、中间层和应用层三个层次。基础层是指计算机网络、空间信息基础设施、油田生产专业数据和油田企业经营管理数据。中间层则包括了标准体系、安全体系、数据存储体系、优化应用模型服务、多元信息融合服务及在此基础上建立的各种专用数据库和数据仓库等。应用层包括了勘探开发各个阶段的应用系统，如地震数据处理、油藏描述、三维油藏模拟、油藏综合评价、油藏动态管理、经济评价、模拟开采、动态油田监控和实时决策等应用系统。上述对数字油田层次性的研究和分类，虽然分法各异，但都认同数字油田系统的层次性，并且比较充分地反映了数字油田层次性的特征。

综合性。数字油田是一个集地质学、地球物理、地理信息、遥测遥感以及基于互联网、泛在网和先进的计算技术基础上的现代通信技术、空间技术、智能传感、智能完井技术，数字数据工程、信息工程、管理工程等多学科、多领域的高度分化又高度综合的总学科技术。李剑峰认为，数字油田是人类文明发展创造的所有技术的集大成，涵盖了人类生活的各个方面。我们认为，高度的综合集成性是数字油田的又一特征。这一特征决定了数字油田研究和建设不仅需要各种优秀的专业人才，而且需要具有高度综合分析和创新能力、协作、协调管理能力的复合型人才团队来支持，更需要与时俱进的组织架构、管理体制和机制创新来保证。

阶段性。事物的发展变化是永恒的，然而发展又具有阶段性。任何事物都有一个从小到大，从不成熟到成熟的发展过程，人们对它的认识也有一个从不成熟到比较成熟的发展过程，数字油田也不例外。历史经验已经证明，对于我们这个人口众多、经济文化还比较落后的发展中大国，不论是在社会发展阶段的认识上，还是在对现代化建设的认识上，盼富求强心切，很容易导致急

于求成而遭受巨大挫折或失误。从发展的总趋势来考察，我们并不否认发展过程的飞跃。但这种飞跃是建立在知识、经验量的积累基础上的，而不是在事物发展的初始阶段盲目的飞跃。数字油田发展也一定存在着相应的发展阶段。这种现象不仅与数字油田自身的理论、方法、技术阶段性的调整有关，同时，也与社会发展的历史条件、社会背景、油田企业发展的需求有很大的关系。

纵观数字油田研究与发展１０多年的历史，我们概括了上述四大特征。它是迄今为止，数字油田展现的各种现象的客观总结。随着时间的推移和实践的发展，数字油田的本质特征会表现得更加充分，更加丰富多彩，人们对它的认识也会更加清晰，更加深刻。我们期待着更完整、更准确的认识和概括，并且在以后的年度报告中继续向大家报告和交流。

1.5　数字油田的未来

在阐述了数字油田的由来，分析了数字油田提出的背景、数字油田的概念和内容以后，大家都很关注数字油田的未来是什么，这是一个很重要的问题。由于后面还有很多章节要分别叙述，这里仅就数字油田的未来作简略展望。

1. 5. 1　数字油田面临的形势

1.成绩与问题并存

十多年前，数字油田在数字地球浪潮的推动下产生，在国家政府部门的关怀下，在油田企业、 IT厂商、科研院所及新闻媒体的培育下，仅用十多年的时间，几乎所有的油田都不同程度地建设数字油田，而且高潮迭起，成绩显著。

国家工业和信息化部信息化推进司司长徐愈认为，过去十年，我国油田企业除了建成应用集中统一的网络基础设施，形成了统一管理、分级维护、覆盖国内、连接海外的信息网络体系，总部、区域、地区公司三级架构集中部署的数据中心以外，还建成应用了集中统一的经营管理平台、生产运行管理平台和办公管理平台等几大平台，缩短了从决策层到一线执行层之间的距离，增强了企业的整体管控能力，促进了企业运营效率和管理水平的显著提升。因此我们说成绩显著。

长安大学数字油田研究所认为，过去十多年，我国数字油田建设主要成就在于完成了基础建设，即各大油田企业的基础工程和数据库及应用系统建设。

十多年来，数字油田建设的环境发生了巨大变化。据李剑峰２００６年在互联网上用百度搜索 “数字油田”，找到的相关网页是６９１０篇，在 Google上搜索 “数字油田”，找到的相关网页是３６５０００个条目。而现在在互联网上用百度搜索 “数字油田”，找到的相关网页是２２０００００个，是当年的３１８倍。在 Google上搜索的结果是７６３００００条，是当年的２０.９倍（李剑峰等，２００６）。可见环境变化之大，而最重要的是人们认识的高度、建设的深度，发生了深刻的变化。

同时，在认识上还存在着对数字油田的概念、内涵和外延表述不清的问题，在建设上存在着诸如规划不科学，重建设、轻应用，重基础设施建设、轻人才队伍培养，以及系统杂乱，标准滞后，安全状况堪忧等一系列不容忽视的问题。

2.挑战与机遇同在

如前所述，我国数字油田建设取得的成绩和存在的问题并存，面临的挑战和机遇同在。这些挑战和机遇至少包括： ①数字油田建设的高速度给系统、平台、标准建设提出的挑战，同时又给数字油田的标准建设、资源整合、健康发展提供了机遇； ②节能减排，低碳经济发展理念给数字油田数据中心依靠巨量设备、巨额投资和巨大的能耗运行提出了挑战，同时又给新能源的使用和发展、集中和分布式数据储存、云计算的应用发展及新能源使用和发展提供了难得的机遇； ③数字油田的软件硬件设备基本上被国外大厂商所垄断，数字油田快速发展对发达国家软件硬件设备的依赖，对民族企业生存发展提出了严峻挑战，同时又给国内 IT企业学习吸收国外先进经验，开发、生产数字油田建设急需的软件产品、系统平台等一系列关键技术和运营设备，包括服务器、电源等提供了前所未有的机遇； ④我国油气资源和生产重点逐渐从松辽平原、黄河三角洲，转向黄土高原、鄂尔多斯盆地，转向大漠深处、大海大洋深部或者彼岸。油田企业数字化建设的需求正在发生着十分微妙而又极其深刻的变化，远程数据采集、实时监控、井场管理及油气田企业大幅度减员增效的压力，对传统的数字油田建设理论、技术和方法提出了一系列挑战，同时又为远程实时监控可视技术、物联网技术的应用和发展提供了新的机遇。

总而言之，我国数字油田建设与发展面临的四个挑战与机遇，使数字油田

诞生、发展的三大浪潮、两个走向及内因和外因正在发生着深刻变化，从而影响和决定着数字油田未来的发展与走向。

1. 5. 2　数字油田在中国的未来

在本章对我国数字油田诞生和发展的背景，我们曾经归纳了 “两大走向”、 “三个浪潮”，面对当前发展中存在诸多问题、挑战和发展环境的新变化，我们概括了 “四大挑战和机遇”。展望未来，我国数字油田的建设者应该有信心、有能力、有智慧勇敢地面对这些挑战，把数字油田建设推向健康、协调、全面发展的新阶段。

根据已有的资料和我们的研究，中国数字油田未来发展至少将呈现出八大技术趋势： ①物联网在油气田企业普遍应用，云端计算发挥作用，石油石化行业云、企业云从构想、实验走向实用； ②系统集成整合大势所趋，系统标准规范，信息存储、挖掘、搜索、提取便捷化； ③平台模板化，软件产业化，数字油田运维专业化、贴身化、社会化； ④油气采、集、输及油井地上地下一体化，实时监控、远程实时决策成为趋势； ⑤数据储存、能源供给方式多样化，分布式和集中式并存，宜集则集，宜分则分，新能源、新工艺、新设备大量应用；

⑥企业流程再造，管理组织扁平化，减员增效成为现实； ⑦数字油田建设的经济、社会效益更加显著； ⑧数字油田智能化智慧化的知识管理。初级阶段的数字油田经过５～１０年的发展将趋于全面成熟，智能化智慧化的油田将在成熟油田中孕育、诞生与发展。

在发展理念上，未来的油田一定是坚定地深入进行数字化、智能化油田的建设，将会是更加聪明的 “油田 ” ———智慧的油田。

1.6　小　　结

数字油田的诞生缘于数字地球，这是目前大家普遍认同的观点。但对于数字油田的内涵、外延和数字油田的特征还需要进一步探索，本章首先提出了数字油田概念来源，对数字油田的特征和性质等进行了阐述。

需求背景是数字油田概念诞生的根据，技术背景是其诞生的条件。数字油田既为满足油气田企业信息应用的迫切需求提供了先进、科学、有效的供

给，又为满足油气田各项业务的迫切需求提供了崭新的供给保障希望。

追踪了从数字地球到数字中国再到数字油田的发展轨迹，分析、概括、提出了与数字油田密切相关的 “两大走向”、“三个浪潮”，构成了数字油田诞生和发展的宏观背景，这是我们的研究结论。

界定了数字油田的性质，认为数字油田是一个边缘性、交叉性、综合集成性、跨学科的应用科学。由于其应用的效率和效益显著，所以受到油气田企业的普遍青睐。

抽象出了数字油田的虚拟性、系统性、层次性、综合性及发展的阶段性特征。最后，提炼、概括了数字油田的定义，分析阐述了数字油田概念的内涵和外延。

最后提出了数字油田在中国建设和发展面临的四大挑战和机遇，同时对数字油田在中国未来发展的八大技术趋势进行了展望和预测。

数字油田理论

本章试图重点对数字油田理论做些研究和探索。因为没有正确的理论，就没有正确的实践。

2.1　数字油田理论研究与探索

数字油田自１９９９年大庆油田提出以来，油田企业科技工作者、高等院校、科研院所的专家学者对其由来与背景、定义、内涵和外延、研究对象、内容体系、关键技术、理论模型、设计路线、建设现状、发展趋势等进行了锲而不舍的研究，取得了一系列的研究成果。这些成果有专项研究报告或论文、企业规划、理论著作等，极大地丰富了数字油田的概念和理论研究。

2. 1. 1　早期的理论探索

早期的理论探索在各大油田均有开展，而大庆油田在油田信息化、数字化方面的探索历史比较长，同时，又是数字油田的提出者，在理论上探索更多。大庆油田是我国工业战线上的一面旗帜，油田信息化建设早在２０世纪６０年代已经开始，计算机应用具有良好的环境和条件。

１９９７年，大庆油田制定了枟企业网总体方案枠，并开始实施建设。该方案的主要目标是要建成大庆油田企业网，并在企业网的基础上构建基本的应用系统。到１９９９年，这一目标基本实现。按照大庆油田 “十五 ”计划和１９９７年制定的枟企业网总体方案枠要求，大庆油田结合当时油田信息化建设发展的实际，已经开始考虑未来信息化建设的方向。能这么早地编制规划，并付诸实施，大庆油田有其基本的指导思想，这个指导思想的基础就是信息技术基本理论和信息科学的基本思想，这为大庆油田以后的数字油田提出，数字油田建设及数字油田理论奠定了很好的基础。

经过大庆几代人对油田勘探开发生产和经营管理各环节信息化、自动化建设的努力，其持之以恒的追求、辛勤耕耘的沃土和开拓创新的氛围为数字油田在广袤无垠的松辽平原上诞生提供了重要的基础条件。

1.数字油田理论的萌芽

虽然迄今为止，我们还没有找到更早的关于数字油田概念的第一手资料。然而，根据对数字油田诞生背景的研究，可以作出如下判断：早期的研究不是在数字地球理论框架下进行的，而是源于油田勘探、开发、生产和经营管理各个专业的文献。数字化是在生产环节中，由传统的人工数据采集向自动化、远程控制方向发展的探索。数字油田不是直接以成熟概念和系统理论的形式出现的，而是萌芽状的对油田勘探、生产、经营管理环节的系统构建和理论思考；这些成果不是首先出现在高等院校的研究机构，而是来源于油田勘探生产管理的设计院、研究院所和生产第一线，更多的是专业计算机应用和数据处理、地震解释等的应用性文章，包括对数据银行的研究和探索，如长安大学数字油田研究所早先一直在研究数据银行的相关理论和技术及方法。

其实更多的理论散见于其一些地震数据处理和地球物理勘探、地质研究的文献之中。这些思想、方法对于后来的数字油田思想、方法、理论建设有很重要的奠基作用。

2.数字油田理论的奠基

比较直接和完整地阐述数字油田思想的文献，应该属于枟大庆油田有限责任公司数字油田模式与发展战略研究报告枠（以下简称枟报告枠）。枟报告枠在２００３年发表，对数字油田理论建设具有一定的贡献。

回答了数字油田是什么的问题。枟报告枠对数字油田的概念进行了界定，首次用狭义和广义数字油田概念，在大家对数字油田认识还不清，具有一定争议的情况下，按照广义和狭义概念表述是一个很好的办法。在枟报告枠中对广义数字油田的内容进行了梳理，这也是做了前人没有做的一件事。

构建了数字油田建设的理论模型，回答了数字油田如何建设的问题。作者把广义数字油田的整体结构划分为环境层、数据层、专题层、模型层、应

用层、集成层和战略层七个层次（图１.２），其中数据层又包含源数据子层、专业主库子层和数据仓库子层三个分层次。这个模型对于数字油田的研究和发展功不可没。首次让人们直觉地感受到数字油田应该是怎样，更重要的是人们知道了数字油田的层次性和建设时的顶层设计、底层建起的思想方法。这是数字油田理论最重要的思想方法和观念。

初步回答了数字油田投入和产出问题。数字油田是一项超大规模的建设工程。油田数字化、智能化建设具有高投入、高风险、时间跨度长、信息技术产品生命周期短和后效应等特点。因此，油田数字化的投入到底能够给企业带来多少回报，是所有企业决策者投资决策之前最关心的事。面对油田数字化的海量数据和巨额投资，企业决策者往往思考再三，犹豫不决。他们清楚，数字化建设可以提升企业的核心竞争力，也会给企业带来发展的机遇或飞跃。但同时又担心数字化建设的巨额投入会给企业造成沉重的负担和压力。这就是所谓的 “生产力悖论 ”的实际存在及其对信息化的困扰。

所谓 “生产力悖论 ”是指针对认识和评价信息化的效益问题，是世界性的难题，诺贝尔经济学奖得主罗伯特 ·索洛发表的 “你可以在世界任何角落和生活的各个领域看到 ‘计算机时代 ’的影子，但是在经济统计年鉴上除外”。换句话说，在信息化时代，你在任何一个角落都可以看到人们对计算机的投入及其作用，但很难测算计算机究竟给我们带来了多少效益。这一著名言论后来被人们称为 “生产力悖论”。

枟报告枠运用了蒙特卡罗模拟，对数字油田的投入产出及其风险进行了开拓性的定量分析和探索。虽然这一探索还需要论证，但毕竟是一个探索的开始，这为之后的数字油田经济学理论奠定了基础。

总之，依据枟报告枠的思想，明确了大庆油田长远的信息化建设目标，确立了数字油田是大庆油田信息化建设的长远目标，并将数字油田纳入到公司的总体战略目标之中。枟报告枠对大庆油田信息化、数字化建设作了合理安排，在数字油田建设中具有指导意义和作用。同时对整个中国数字油田理论建设具有奠基性的作用和意义。

在这里，有一群年轻人，不得不提他们，这就是当年的大庆油田信息中心的年轻人：王国强、王海山、王权、杨斌、张金忠、王连东、陈奇志、徐德野、靖小伟、邢仁河 ⋯⋯

王国强是他们的领头人，时任信息中心主任，王权第一个说出了数字油田四个字，王海山第一次给数字油田作了描述，邢仁河第一次为数字油田作了专门的标图，其他人也为刚刚诞生的数字油田概念贡献了自己的智慧。

还有一个人对数字油田理念的推广起到最关键的作用，那也是一个年轻人 ———苏树林，时任大庆油田总经理。他在听取了王国强关于数字油田构想的汇报后，对数字油田大加赞赏，并且大力推广。正是由于他的努力，数字油田理念才在国内外得到普遍认可和快速发展。

他们是一群思想活跃、理念超前的年轻人，我们要赞美他们，同时还要保护他们。

2. 1. 2　数字油田著作与文献

数字油田的概念、内涵、模型及内容架构的提出，推动了数字油田理论研究的深入发展，一批理论著作先后问世。根据内容我们把这些著作分为四种类型：第一类是基于地理信息系统的内容架构；第二类是基于数据建设背景的数字油田著作；第三类是理论与实际相结合，从实际经验中抽象、总结的数字油田建设成果；第四类则是部分章节涉及数字油田的研究。

1.第一类著作

枟数字油田的理论、设计与实践枠、枟 GIS辅助油气勘探决策 ———原理方法及应用枠等，属于第一类。

枟数字油田的理论、设计与实践枠由何生厚和毛锋编著，２００１年６月由科学出版社出版。全书共三篇１８章。作者首先概述了石油天然气工业的主要业务和技术、对数字地球理论与技术作了较大篇幅的介绍，并从 GIS的视角对数字油田理论与技术作了描述；其次介绍了数字油田的系统组成及各子系统设计思路；最后介绍了数字油田技术在大庆油田、胜利油田和中原油田开发建设中的应用。这本书是关于数字油田理论设计与实践的第一本著作。但由于作者所从事的专业，以及数字油田理论探索初始阶段的历史局限，其内容体系和设计架构难免深深地打上了地理信息系统的烙印。

GIS辅助油气勘探决策 ———原理方法及应用枠是由刘学锋、何贞铭、何幼斌编著，２００８年６月由石油工业出版社出版。该书深入探讨了在 GIS的支

持下开展油气勘探决策的基本途径和解决方案；系统研究了油气勘探决策支持的几个关键问题的数学建模方法；构建了基于 GIS的盆地古构造分析，储层综合评价，油气运移路径模拟的概念模型、数学模型及实现流程；提出了 GIS辅助油气勘探决策的单因素评价和多因素综合的渐进分析方法；介绍了在地理信息系统基础软件平台 SuperMap Objects支持下，设计与开发油气勘探辅助决策应用系统的原理、方法与过程。作为 GIS辅助油气勘探决策原理方法的具体应用，该书最后编辑了一个综合性实例，深入探讨了松辽盆地北部深层天然气勘探目标优选的 GIS辅助决策问题。因此，有专家认为，它是 GIS在油田中的应用，对于拓宽 GIS应用领域具有重要价值。

2.第二类著作

李剑峰、李恕中、张志檩编著的枟数字油田枠是一本以数字油田为名的专著，也是一本基于数据建设背景的数字油田著作，因此，属于第二类。该书２００６年７月由化学工业出版社出版，比较系统地阐述了数字油田的由来、概念、分类及系统架构、主要业务流程、发展现状、关键技术及未来发展前景等诸多方面的概念、理论和技术。其主要理论贡献有三点：一是不仅修改了王权同志的数字油田体系结构模型，而且在此基础上综合、简化了王权同志的数字油田模型，提出了三层次模型架构图，使数字油田模型有了更简单、更明了的概括。二是划分了数字油田发展的四个阶段即准备阶段（２０世纪９０年代初）、萌芽阶段（２０世纪９０年代初至２１世纪初）、起步阶段（２１世纪初至２００５年）和发展阶段（２００５年至今）。尽管这种划分未必准确，但它毕竟进行了划分。它标志着数字油田的实践和理论探索发展到了一个包含 GIS，又超越了 GIS的新阶段。三是该书作者始终以一种开放的、发展变化的心态，来研究开放条件下不断发展变化着的数字油田，构成了一种全新的数字油田理论思想。

3.第三类著作

陈新发、曾颖、李清辉编著的枟数字油田建设与实践：新疆油田信息化建设枠，李清辉、文必龙、曾颖编著的枟数字油田信息平台构架枠属于第三种类型。

枟数字油田建设与实践：新疆油田信息化建设枠由石油工业出版社２００８年５月出版，该书系统地研究了数字油田规划、实施、管理的方法以及在新疆

油田实践的成果。在系统地介绍了企业信息化的基本概念、体系架构后，详细地介绍了油田信息规划、信息标准化、数据资产建设、业务应用系统集成、空间信息集成等技术，并探讨了如何进行油田知识管理及这些技术在新疆油田信息化建设与实践中取得的成果。

枟数字油田信息平台构架枠由石油工业出版社２００８年５月出版。该书比较系统地讨论了数字油田信息平台的设计、实现及应用方法，包括油田信息平台的基本概念、研究背景、相关技术的研究现状及发展趋势；油田信息平台的总体构架；主要平台的系统构架、设计方法及应用实例。油田信息平台的集成应用方法；油田信息平台开发的相关理论与技术。

研究表明，以上两部专著都由新疆油田信息化、数字化专家与工程技术人员所著，具有很强的数字油田建设的实践性，因而也反映出了新疆数字油田建设与实践的三个突出特点：一是新疆油田数字油田建设起步早。根据有关资料，早在２０世纪９０年代初期，新疆油田就开始了大规模的油田数字化建设。二是领导重视。新疆油田数字化建设一开始就是总经理亲自挂帅，组建独具特色的油田数据中心，发动全体员工征集、采集数据信息，提出、倡导并领导建立海量数据库标准体系。三是理论研究与建设实践两手抓，两手都很硬。理论研究的成果集中反映在 “两书一会 ”及一系列论文上。所谓 “两书 ”是指陈新发、曾颖、李清辉编著的枟数字油田建设与实践：新疆油田信息化建设枠和李清辉、文必龙、曾颖编著的枟数字油田信息平台构架枠两本数字油田的理论书籍。“一会”是指２０１０年８月１１～１３日在新疆克拉玛依举行的 “首届信息化创新克拉玛依国际学术会议”。

他们认为，数字油田就是实体油田在计算机中的虚拟表示，在计算机上研究和管理油田，提高油田的核心竞争力 ①。建设实践的成果主要表现在：１９９３年起，将新疆油田从开展油气生产以来的所有数据采集、整理、录入，建立数据库；进入２１世纪又提出２００１～２００５年新疆数字油田建设三步走战略，即第一步实现档案资料桌面化，第二步实现业务工作桌面化，第三步新疆油田桌面化，这些新疆油田都实现了。

①见陈新发枟信息化创新让城市和油田更具活力枠，在 “首届信息化创新克拉码依国际学术会议 ”上的讲话，２０１０年８月１２日。

4.第四类著作

其他有关数字油田的书籍、重要报告包括枟地震勘探数据整理与石油数据银行文集枠、枟高新技术在石油工业中的应用展望枠和枟数字中国发展报告枠等。

枟地震勘探数据整理与石油数据银行文集枠由皮声洪等编写，２００１年５月由石油工业出版社出版。该书虽然没有提出数字油田的概念，但对数字地震有比较深入的研究，尤其是提出了 “数据＝资产”、 “数据＋知识＝资源 ”的重要表达式，对于数字油田数据库的建设及其重要性的认识比较好。

刘振武主编的枟高新技术在石油工业中的应用展望枠，由石油工业出版社２００３年１月出版。该书是中国石油天然气集团公司科技发展部组织有关专家在 “高新技术在石油工业中的应用 ”课题研究成果的基础上编写而成。编者从高新技术的发展现状和趋势入手，论述了信息技术、生物工程技术、新材料、纳米技术及新能源和可再生能源在石油工业中的应用与前景展望。在该书第１章提出了 “三项值得关注和发展的信息技术”。这三项信息技术，一是数据管理和数据仓库技术；二是三维可视化和虚拟现实技术应用；三是地理信息系统（GIS）。该书第２章模仿数字地球的概念对数字油田进行了定义：“数字油田是一个油田的虚拟表示，使得人们可以探测收集到有关油田的自然和人文海量信息，并与之互动。”在这个定义中，有三个要素：一是油田的虚拟表示；二是油田的海量信息；三是人与油田信息的互动。所谓虚拟现实技术是指计算机生成的人工世界，用户沉浸其中，可以用直觉的自然的方式操纵对象并与之互动。虚拟现实的视觉、听觉和触觉技术，与传统的界面有很大区别。关于数据管理技术，数字油田要求以数字银行和数据仓库的形式，汇集所有有关油田自然和人文巨量信息，这与以往石油勘探应用的传统数据库有明显的区别。并且对数字银行和数据仓库的定义、特征作了阐述。

由杜平、曾澜、承继成等主编，２０１０年１月由电子工业出版社出版的枟数字中国发展报告枠第６章 “数字石油”，对石油能源在经济社会发展中的地位和作用，空间信息技术在数字石油中的地位，空间信息技术在数字油田建设中的应用，数字油田建设关键技术等进行了概括介绍，但基本属于地理信息系统知识框架。

数字油田仅有十年的时间，但是各种专著在早年相继出版发行，足以看出数字油田的力量和人们对数字油田的渴望，还有人们思想的活跃和理念的超前，从而使数字油田研究百花齐放。在这里，还有一个年轻人，我们不得不在此提出，他就是段鸿杰。

段鸿杰２００４年博士后出站研究报告以 “胜利油田信息化框架构建研究 ”为课题，这是我国唯一用数字油田作为研究对象的博士后出站报告，报告对胜利油田数字油田作了非常细致的研究。这个研究报告，把数字油田的研究推向了一个新阶段，提升到一个新水平。其数字油田思想和理论探索，对于我们研究数字油田理论具有很大的帮助，在数字油田理论研究文献中占有很重要的地位。

第一，在历数了石油石化行业数字油田建设存在的问题以后，段鸿杰提出了他的 “数字油田 ”基本框架 ———石油企业信息化全面解决方案。

他认为，数字油田是一个前瞻性的体系结构理论，是针对石油企业信息化的全面解决方案。数字油田是数字地球在石油勘探开发中的直接应用。这是与前人研究的结论截然不同的一个思想，从三个方面予以阐述。 ①在科研上，人们可把复杂的地表三维地形和地下地质情况经过地球物理成像转换成动态、可视和可交互的三维图像，可随意沉浸其中直接寻找油气圈闭和油藏，直接设计井位和开发方案，确定钻井轨迹、发现剩余油藏和隐蔽油藏，配合油藏模拟软件可以身临其境地追踪油藏的生产史，识别死油区和绕流区，优化开发方案，改善油藏管理。 ②在生产运行管理上，管理者可以在虚拟的网络世界实时查看施工进度、设备运行状况、单井生产动态等信息，协作处理现场事故，实现生产实时指挥。 ③在经营管理上，决策者可以通过虚拟网络动态了解企业的经营状况，借助智能系统对企业财务运行实现实时预警等。在这样一个虚拟企业中，技术负责人和管理决策者不再是按传统作法审查报告图集和听取多媒体介绍来进行决策，而是和业务人员一起，通过声控或其他交互方式，沉浸到工作区的各种圈闭和油藏周围，借助网络触角深入到企业管理的底层，身临其境地感受不同科研思路或管理方式的模拟结果，从而达到降低风险、优化决策的效果。

第二，对数字油田研究内容的认识比前人更全面、更准确。

他认为，数字油田的主要研究内容包括：数字油田的总体框架、地理信息系统（GIS）在油田的应用、多学科地质模型研究、勘探开发业务与信息一体化 模式、信息基础设施体系、企业信息门户（Portal）、海量数据存储方案、虚拟现实技术的应用、数据与应用系统的标准体系、企业的数字化概要模型、信息流、业务流、物流、知识管理、协同环境、决策支持等业务模型、人力资源的数字化、数字油田的发展战略等。

第三，给出了不同于前人的数字油田模型（图２.１）。

图２.１　数字油田总体框架结构

这个数字油田模型，整体表现为四层结构，即数据采集层、数据管理层、应用层和辅助决策层。数字油田建设实施“１３１”工程，即一个数据中心、三项应用、一套辅助决策支持体系。这个数字油田模型不但给出数字油田建设“１３１”工程，更重要的是看出了油田企业的影子，使得数字油田与油田企业结合得更加紧密，极大地丰富了数字油田的概念和理论。

2. 1. 3　数字油田的两次重要会议

两次重要会议是指：２００９年１０月２３～２７日在陕西西安举行的 “中国数字油田高端论坛峰会 ”（也称为西安会议）和２０１０年８月１１～１３日在新疆克拉玛依举行的 “首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛会议 ”（也称为新疆会议）。这两次会议对于数字油田的理论研究和发展具有里程碑的意义，是两座无形的丰碑。

1.中国数字油田高端论坛峰会（西安）

1）会议概况

２００９年１０月２３日至２７日，“中国数字油田高端论坛峰会 ”在西安召开，即西安会议。这次会议由长安大学数字油田研究所主办，来自全国各地各大院校、油田企业、科研院所、研究机构的１００多位数字油田专家、学者出席。会议进行了两天，先后有２０多位领导、专家、学者登台演讲，会议的主题是 “数字油田十年 ———回顾、展望、创新 ”和 “数字油田在中国 ———机遇 ·挑战 ·未来”。

２）会议重要意义

西安会议对我国数字油田建设十年来的成果进行了回顾、总结，对未来发展趋势进行了展望，讨论通过、发表了具有里程碑意义的枟西安宣言枠（以下称枟宣言枠），取得了一系列丰硕成果。

经过认真研讨，与会专家、学者就一系列重要问题达成了共识，枟宣言枠则是这些共识的集中表现。其主要内容有如下几点。

枟宣言枠确认了１９９９年大庆油田提出数字油田，并认可大庆油田建立的数字油田的概念模型和对数字油田狭义和广义的界定。

枟宣言枠指出了数字油田是一项系统工程，其实质是油田的全面数字化，管理决策的智能化，最终为油田寻找油气资源和提高采收率服务，全面提升油田企业管理决策水平。但是，数字油田的数字化管理、油田物联网等没有被提出。对于中国数字油田的发展阶段，枟宣言枠认为目前对数字油田的认识和建设仍然处于初级阶段，数字油田将与时俱进。可见枟宣言枠对阶段的定位是

符合实际的，因而也是客观正确的。

枟宣言枠认为，中国数字油田十年来，在研究上百家争鸣，在建设上各具特色，成果颇丰。研究上百家争鸣，反映了良好的学术氛围，同时也表征出在一系列理论问题上众说纷纭，共识有待形成；建设上各具特色，体现了各油田公司在数字油田建设上不拘泥于一种模式，路径的多样性使其硕果累累，经验教训颇多。

枟宣言枠指出，未来数字油田的重要任务是：深入实践，理论创新，加快两化融合，推动数字油田走向新阶段。

３）会议主要成果

会议分专题进行了学术论文交流，推出了一系列研究成果。例如，中国石油长庆油田分公司（以下简称长庆油田）的油田数字化管理使人们看到数字油田实现方式和建设路径的多样性，以及后来者在前人知识、经验总结积累基础上实现跨越式发展的可能性；长安大学数字油田研究所推出的 “数字油田建设总图”，使人们对数字油田总体认识和把握上耳目一新。

建议由长安大学数字油田研究所负责定期组织交流、总结和回顾数字油田理论研究和实践经验，着手申办数字油田学会或协作组织等。

通过本次会议，使更多的人进一步认识到，数字油田是一个崭新的事业，需要一大批有识之士 “仰望星空、追求真理”，脚踏实地建设和开拓。

西安会议在我国数字油田理论研究中具有重要地位。西安会议是中国数字油田历史上第一次专题研讨会；是数字油田概念提出十年后，对其理论与实践全面总结的一次盛会；会议产生发表了具有历史意义的枟西安宣言枠；定义了中国数字油田建设发展阶段；极大地推动了中国数字油田的研究和发展。因此，西安会议是一次具有里程碑意义的会议。

2.首届信息化创新克拉玛依国际学术会议（新疆克拉玛依）

１）会议概况

首届信息化创新克拉玛依国际学术会议，即新疆会议，是指２０１０年８月１１～１３日，在新疆克拉玛依举行的信息化创新国际学术会议。这次会议是由克 拉玛依市人民政府、中国科学技术协会学会学术部、新疆维吾尔自治区科学技术协会、中国科学院院士工作局、中国工程院学部工作局、中国石油学会联合举办的国际性学术会议。来自中国科学院、中国工程院的１２位院士，来自美国、英国、加拿大、法国、日本、韩国、新加坡七个国家的１１位信息产业专家与嘉宾，来自俄罗斯、伊朗等国的高级访问团，国内外的专家学者嘉宾７６０多人出席，收到论文４５０多篇。

会议的主题是 “信息化城市与数字油田”。

会议分数字油田、数字城市和信息产业三个专题分会场。数字油田分会场共有２１个报告，听众约３００人，并有实况播报。

２）会议重要意义

新疆会议具有里程碑意义。第一，从政治上来说，它是贯彻中央新疆工作座谈会精神，促进经济发展方式转变的一个重要举措，是政府与企业通力合作，推进数字油田、数字城市建设的典范；第二，从出席会议专家学者政府官员的规格、规模及收到的论文数量、媒体关注的程度来考察，可以说是盛况空前，令人震撼；第三，从会议的内容来考察，是新疆首个以信息化与工业化融合、信息化与城市发展建设结合、数字油田建设向数字城市建设转化辐射的国际性学术会议。

新疆油田经过１４年的数字化建设，下一步该如何走？克拉玛依作为一个资源性的城市经过５０多年的建设，下一步如何发展？在此次会议主报告中给予了明确回答。一是建设智能油田；二是打造世界石油城，并以 “五个基地”、“三大产业”、“两个平台 ”作支撑，基本定位为立足中国西部，面向中亚、西亚、南亚，放眼非洲，走向世界。因此，这次会议是一个承上启下的盛会，会议奏响了打造 “世界石油城 ”的号角，发出了建设智能油田的进军令，将进一步推进新疆油田信息化创新，提升克拉玛依数字城市、数字油田发展水平，推动资源型城市向综合型城市转型，增强城市和企业的影响力、竞争力、可持续发展的能力。无论从哪个角度讲，它都是克拉玛依和新疆油田发展史上一个重要的里程碑。

３）会议主要成果

新疆会议的成果体现在三个方面。

一是理论创新成果。首先表现在提供了信息化与工业化融合、信息化与城市化结合、数字油田建设向数字城市建设拓展转化的理论探索和典型案例；其次集中体现在会议上发表的一系列报告、论文及会后由陈新发市长主编，中国科学技术出版社２０１０年８月出版的枟首届信息化创新克拉玛依国际学术会议论文集枠，该论文集收录的８０篇论文是从大会收到的４５２篇论文中评审、筛选出的，内容包括 “数字油田”、 “信息产业”、 “数字城市 ”三部分。这些无疑给数字油田理论宝库增加了理论创新的最新成果。

二是实际成果。首先是正式宣布 “全面建成数字油田”，开始实施 “智能油田建设”；其次是宣布要建成 “世界石油城”，开始实施数字城市建设。

三是示范效应。领导高瞻远瞩，亲自抓。难能可贵的是，对新疆油田数字化建设具有重要意义的信息平台建设的思想，陈新发市长不仅提出而且支持、倡导和组织实施，其示范效应不可低估。

会议是各种学术观点充分表达的平台，可以做到百花齐放，百家争鸣，是理论观点充分展示的最好的地方。这两次全国性的专题会议，首次把各大集团公司的信息化、数字化专家集中到一起进行学术专题研究，没有商业性和功利性，只有学术性，这在当前是很难见到的。所以，两次会议的学术价值与理论探索价值及意义均很高。

2.2　数字油田的理论

2. 2. 1　数字油田理论成就

数字油田理论的成就，现在研究起来还比较难，原因是我们还没有人对数字油田的原理作出过深刻的研究。前人的所谓数字油田理论大都是专业理论在数字油田中的作用和应用，不是真正的数字油田的理论。其实，很多学者对数字油田的理论探索了这么多年，还是没有一个成熟的结果，所以，在阐述数字油田的理论成就时，我们总结以下三点。

1.数字油田的系统理论

数字油田是一个巨大的系统工程，这是大家比较公认的一个观点，因此，在系统理论指导下，遵循系统科学原理，构建了数字油田的整体框架；构建了数字油田的模型；构建了数字油田的建设体系。这是数字油田理论的第一个成就。

系统科学的基础理论，从系统观点出发，探讨整体与要素、要素与要素、整体与外部环境之间的相互关系，并运用系统、信息、熵、控制、反馈、稳态、功能、结构和涨落等范畴，刻画系统的性质及其进化。系统科学包括信息论、控制论、耗散结构和决策论等分支学科与一般的方法和特殊的方法等。系统工程的基本思想是把工程方法引入组织管理，用概率、统计、运筹和模拟等方法，对组织和管理对象进行分析，建立系统模型，运用最优化的方法，求得系统的最佳结果。系统工程运用系统观点和方法处理规模巨大的复杂工程，是实施系统规划、综合研究、完整设计、科学实验和大规模制造获得最佳结果的技术。

数字油田正是一个庞大的体系，也是一个巨大的、开放的系统工程，从业务上讲包含了石油石化上游、下游的全部业务及其业务过程，以勘探开发为主营业务的上游油气生产企业，在数字油田建设中包含了勘探、开发、生产、集输、储运和经营管理，其中每一个方面又包含了多个分支系统，牵扯了很多个业务工作，又构成了一个个子系统。所以，油田企业的业务都是一个个系统构成的大系统，大系统构成巨大的系统，形成了一个整体。

整体思想是系统科学最重要的思想。数字油田要将油田企业这个巨大的系统全面数字化，使数字化技术渗透在油田业务之中，而油田业务过程要产生海量的数据，将这些海量数据按照系统工程思想进行规划、设计、组织、管理、实施共享，又形成了一个整体。这就构成了数字油田的数据建设整体、信息建设整体等。

数字油田建设过程与油田业务紧密相连，要开发出数百、上千个应用系统，这些应用系统不但与数据紧密相连，还要同企业特征、管理特色和油田业务相连，必须形成有机的联系，从而产生了数字油田的平台。平台将各种系统集成到一起，实现对油田业务的支持，提供给油田不同业务领域，使不同性质的部门和不同专业工程技术人员在同一个平台上工作、研究问题。在这样的需求条 件下，要研制出科学的数字油田平台，必须遵循系统科学思想，按照系统工程原理规划、设计、组织完成，从而构成了数字油田应用系统的整体。

由于数字油田建设追求整体性和完美性，必须把系统工程的基本思想引入数字油田建设组织管理和建设工程中，用规划、设计和优化等方法对组织和管理对象进行分析，建立系统模型，运用最优化的方法，求得系统的最佳结果。数字油田建设中更重要的是处理好整体与部分的关系。因此，系统理论是数字油田的基本基础理论，在处理整体与部分、部分与部分的关系时，所遵循的基本理论原理是整体性原则。我们可以用泰勒级数来证明。假设元素为 Pi（i＝１，２，⋯， n）的某个测度为 Qi，对于有限数目的元素和最简单的情况，这些测度有

２

ddQti ＝ a１１ Q１＋ a１２ Q２＋⋯＋ a１ nQn＋ a１１１ Q１＋ ⋯（２.１）

这是元素 Pi（i＝１，２，⋯， n）的某个测度 Qi构成的泰勒级数展开。方程表明，任何 Qi变化都是所有从 Qi到 Qn的量的函数；反过来，任何 Qi的变化会使所有其他测度及整个系统发生变化。这就是数字油田整体性原理定理，如果子系统出了问题，会连带影响数字油田的整体。

数字油田自提出到现在，在其建设过程中，所有的学者、专家和建设者们自觉不自觉地都遵循着这样一个原则：坚持在数字油田理论指导下，完成数字油田基础工程建设、完成数字油田的数据工程建设、完成正在进行的数据正常化建设及应用平台建设，使得数字油田在系统理论指导下，走出了一个健康发展的道路，也形成了独树一帜的数字油田系统理论，以进一步指导数字油田的建设。

2.数字油田的信息理论

在数字油田建设中信息技术是数字油田最基本的支撑技术，信息化、信息技术、信息通信等，都遵循信息理论和信息的基本原理。信息的基本性质在于信息的作用和价值，因为信息不是物质，也不是能量，但信息不能离开物质和能量独立地存在，信息需要物质和能量作为载体来承载信息。所以，数字油田信息是数字油田的核心价值体现。这是数字油田理论的第二个成就。

信息具有方法论，其主要体现在信息的反馈控制作用，“信息是我们适应外部世界，并且使这种适应为外部世界所感到的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。”（维纳，１９７８）。维纳对信息的解释，是从控制论出发的，他把信 息看做控制系统的一种普遍联系方式，控制是通过交换信息来实现的。

而信息论的奠基人申农把信息看做通信系统的一种普遍联系，他撇开了各种消息形式的具体特点，认为信息是用来消除随机不确定性的东西，就是具有多种可能而难以决断的随机性。申农的基本观点是：“通信的基本问题是在通信的一端精确地或近似地复现另一端所挑选的消息 ”（申农，１９６５）。这一观点现在也适合数字油田的信息概念和现实。因为，可以这样认定，我们寻找油气资源，就是要 “复现另一端 ”的 “消息”，这个 “另一端 ”就是地下油藏和油气资源，这个消息就是油气在哪里？

信息方法具有一定的抽象性，它要完全撇开信息运动的具体形式、形态，只是从信息的角度分析、复现 “另一端 ”的消息，然后揭示对象的特征，复现对象的本质特征，确定对象时空位置和状态。其前提条件是其 “另一端 ”消息的确定性，或者是想办法消除 “另一端 ”消息的不确定性。在地质研究中我们是一端，地质或者地下油藏是 “另一端”，我们所从事的工作，正是努力消除得到的消息的不确定性，让其确定。

在决策过程中，信息是最重要的决策依据，这个依据要尽可能地定量化，以便分析决策时判断更加准确。因此，一般遵循的原理见图２.２。

图２.２　信息流程基本原理

如图２.２所示，“消息 ”即信息来源主要是数据和意见，或者各种图片、图件和报告、文档的结论，所收集的新的信息，在听取讨论者的不同观点和意见后，都可以取得新的样本，修改原有的观点（后验），获得后验概率，这是一个信息的变换过程，也是信息流的过程，这个过程是要尽最大的努力消除不确定性，得到确定性，即数量化，所遵循的定量原则为

n

HX＝－∑ P xi log P xi（２.２）

i＝１

式（２.２）表明，如果某事物具有几种独立的可能结果， x１， x２， x３，⋯， xn，每一状态出现的概率分别是 Px１， Px２， Px３，⋯， P xn，而且，

n

∑ P xi＝１，那么，事物所有的信息量 H（X）会得到式（２.２）这样的结果。

i＝１

如果当对数底为２时， H（X）的单位为比特（bit）。１比特的信息量，是会有两个独立等概率事件的，具有不确定性并被全部消除所需要的信息。因此，信息理论、信息方法所研究的问题，就是让人们尽可能地消除信息的不确定性。

以勘探开发为主营业务的油气生产企业的勘探、开发主要是发现油气资源和开采油气资源，油气资源信息来自于地下和井中，这些信息是工程技术人员通过对一系列的数据进行梳理、整理、处理，做成相应的地质图件，在仔细研究各种图件中判读得出的结果。所以，油气资源信息的 “另一端 ”就是地下油气藏，工程技术人员进行数据处理就是尽可能地 “复制 ”“另一端 ”和消除 “另一端 ”“消息 ”的不确定性，提供最可靠的图件和报告以确定的 “消息”。

数字油田建设这么多年来，数字油田的建设者们，在自觉不自觉中所做的一件事，就是让信息源尽可能地提供大量的 “信息”，尽可能地将数据流、业务流和信息流有机地结合在一起，形成一个有机的统一体。通过信息技术手段将数据整理，建立数据库，对数据进行分类、集成，提供方便、快捷的共享渠道与方法，建立各种应用系统，开发出辅助决策系统，在系统中对数据进行统计、分析，自动生成各种报表、图件，提供相应的建设性的意见，消除 “消息 ”的不确定性，以便高层分析决策时，得出正确的判断，准确的决策。这样大的系统和工作，只有数字油田才能做得到。

数字油田提供了一个完美的平台和技术支持。数字油田的基础工程建立了良好的网络系统和数据存储系统，建立了良好的数据源采集和通信、传输系统，建立了良好的数据应用系统和平台，建立了良好的数据正常化机制和良好的数据流、业务流融合机制、体系，从而产生了良好的信息流机制和体制，形成了 “三流合一 ”的数字油田工作技术支持体系，为油田企业寻找更多的油气资源，提高采收率和油田企业可持续发展作出了贡献。

数字油田的信息理论是数字油田的理论体系中的基本成就之一，体现在数据流、业务流和信息流 “三流合一 ”的机制之中（图２.３）。

图２.３　数字油田 “三流合一 ”机制与理论模型

图２.３既体现了系统科学理论思想和方法技术，又体现了信息科学的理论和方法技术，是多个学科理论完美结合的数字油田新思想。

在业务上包含了勘探研究、开发研究和勘探开发生产，整个业务流程得到完美体现，同时使得勘探、开发、生产数据在各个生产过程产生的数据得到充分的保证和合理地流动，数据和业务完美地构成了一个整体，在这个整体中系统得到优化与合理化，从而产生了信息，为油田生产决策提供保障。

3.数字油田的管理理论

管理功能是数字油田的一个重要功能。自数字油田提出那天起，数字油田渗透着管理学科的每一个要素。在大庆油田建立的数字油田初期模型中，将数字油田建设的最终结果定位为实现 “企业再造”，这是数字油田完成一系列的建设后，让企业走向规范化、标准化、最优化的最高愿望。

计划、组织、指挥、协调和控制是管理学中最基本的功能要素，数字化管理体现在管理学中的基本功能是 “让数字说话，听数字指挥 ”的数字化组织与指挥、协调性及其远程控制。数字油田利用其综合、整合功能和强大的平台技术，综合了油气田生产过程中的各个业务，整合了为油气生产过程中提供技术支持的各种技术，形成了一个整体技术，为油气田生产业务做技术支持与服务，从而发生了一些革命性的变化 ——— “将油气田生产管理由后端直接推到前端”，解决了长期以来点多、线长、面广、管理松散和效率低下的管理难题。数字油田将绿色采油、万吨油／人、提高采收率等捆绑在一起，形成了 “原油产量要上去，生产一线人员降下来”，实施远程启停、电子围墙、视频监控等技术，实现了降低生产一线人员劳动强度和减员增效，改变了油气田的生产运行方式。由此可以看出，数字油田在油田企业管理中发挥了巨大的作用。

我们知道，管理科学原理集中体现在结构优化、有序有效和反馈控制等方面。这些原理在数字油田中得到了完美的体现和实现。在数字油田建设中，数据库建设、系统建设和平台建设在有序有效中追求更加优化，孙世友在数字油田系统建设中提出的 “建设上有系统，使用上无系统 ”观点和思想，更加适合数字油田建设的需求和应用的需要，在管理科学原理中就是需要有序，还要有效，因为数字油田是一个巨大的、开放的系统工程，在建设过程中必须遵循按系统的原则清晰地建设。但是，由于数字油田要提供给不同学科领域、不同专 业人员和不同时空地点上的技术人员同台应用的条件，合理性和智能化是个关键，只有这样才能提高使用的效率。所以，数字油田处处体现管理科学，处处渗透着管理科学原理，从而也产生了数字油田的管理理论。

数字油田就是油田企业最大的、最好的管理平台。

数字油田的理论是一个正在探索的问题，我们在这所叙述的理论成就也只是一个简单的表述，还有很多观点，这些观点已经或者将会产生很好的效果，并指导数字油田的建设。但是，由于我们的水平有限，这里还没有完整地论述出来，留给大家共同探讨。

2. 2. 2　数字油田理论的构建

1.关于理论构成原则

一般来说，作为理论应该是一组结构化的概念、定义和命题，并用这些概念、定义、命题解释和预测现实世界的现象，也就是说理论必须有概念框架、说明各种特征或变量间关系的一组命题和供验证的背景，三者缺一不可。更详细地说，第一，理论是由若干个而不是一个命题组成，如 “决策理论 ”包括决策者追求效用值最大、未来风险预测和过程阶段性等；第二，所提出的理论必须能构成一套演绎体系，即要求这种理论在形式上是由多层次的不同抽象等级的命题构成；第三，理论要能解释现实，揭示事物发生的原因和机理等。

对于理论原理和构建，我们可以建立一个模型来说明，如图２.４所示。

图２.４　理论要素组成示意图

图２.４告诉我们，铰链＋杆件可以建立理论体系支架，实证经验就是衍架的基础，对铰链和杆件给予了支撑。只有这样才能构成力量均衡、基础扎实的大厦。

可见，某一问题要能够形成理论，必须具备上述三个原则，这三个原则缺一不可。缺少基础，即实证的支持，那么这个理论就如同空中楼阁；没有一组命题就像大楼没有杆件，立不起来；没有概念就如没用铰链一样，一盘散沙，不成问题。

2.数字油田理论构建

数字油田理论构建依照理论成立三原则，首先应该对数字油田概念有一个基本的建设或者建立。

应该说数字油田的概念在今天依然是一个问题。一部分人认为数字油田很容易理解，也很容易接受，因为数字地球、数字城市等字眼随处可见，数字也就代表了先进，数字油田一定是先进的，但是，还找不到一个很好的答案。

另一部分人认为数字油田还是不好理解。数字油田是什么？它不能是油田外的油田，因而，偏重于什么学科的人，提倡建设那个学科的数字油田。还有很多人把网络建设和大屏显示都叫数字油田，这其实严重地歪曲了数字油田的本质。之前虽然出现了很多 “版本 ”的数字油田说法，也涌现了很多的研究 “流派”，但这使数字油田的概念更加混乱，对数字油田理论建设不利。当然，百家争鸣，百花齐放，在一定条件下也是个好事。随着数字油田建设的深入，数字油田的概念也在逐步地清晰。所以，数字油田的概念大家基本言传、意会了。

其次，关于数字油田的理论命题。数字油田的命题截止到现在还没有学者专门论述，按照理论建设三原则，必须要有命题。在此，我们用一句简单的话表征，这就是：数据中的信息，信息中的油气。在这句话中我们省略了一句话，即信息中的知识，知识中的智慧（油气）。

数据、信息、知识和智慧构成一个完整的体系。数据是本，数据是对未知事物的真实记录与复述，数据是信息的原始物的复述。我们地质研究、油气生产在数据中发现、获得和挖掘出更多人们未知的信息。数据是消除信息不确定性，得出正确决策的依据。信息就是 “另一端 ”的消息，对于油田企业来说就 是油气资源在哪里，更具体地说，就是这个井布在哪里打，再更具体点说，在二维图上，我们这个铅笔点在哪。这一点看起来是信息的结果，其实是数据的结果，更是数字油田的结果。

模型中的数据、信息，通过总结获得新发现、新成就，最终凝结成为能传输给后人的知识。知识就是财富，知识可用于指导实践的思想，可上升为人类的智慧，智慧可以创造更多的财富。在数字油田理论中，智慧的结晶就是获得更多的油气资源。对此，我们可作进一步对数字油田的理解。

数据建设是数字油田的基本建设。油田企业要产生海量数据，这些海量数据从产生、传输、储存到应用，形成了巨大的数据流，需要建设数据传输的高速公路传输，需要建设存储海量数据的数据库存储，需要建设保证数据安全的运行、存储、应用系统的付诸应用等，所以，数字油田建设必须以数据为本，数据建设是数字油田的关键工程。

信息建设是获得更多的油气资源的信息。大家一般很难理解数字油田的信息。信息，就是来自数据处理后获得的各种报告和图件中的判读结果。我们利用数字油田将所有的数据集成，图件集成，就是为获得更准确信息，提供更多的支持，就是消除不确定性，得到确定性。

数字油田建设的过程目标是简单的，如对油田企业低档次的数据环境 ———数据文件环境和应用数据环境建设，通过改造或重构建立高档次的数据环境 ———主题数据库环境和具有信息综合深加工意义的信息检索系统，以达到数据是稳定的，处理是多变的，提取是快捷的，应用是方便的等目的。只要经费投入，技术指标确定，就会很容易达到。而数字油田的目的要素是多元的，过程是复杂的，目标是远大的，实现是困难的。因此，数字油田必须有正确的理论来指导，没有正确的理论，就不可能有成功的实践。数据中的信息，信息中的油气是数字油田的一个基本理论观点，我们在这样的观点指导下，坚持数字油田建设，就会寻找更多的油气资源，不断提高采收率，延长油田企业的生命周期。

通过以上叙述，我们可以给数字油田理论建立一个简单的模型，如图２.５所示。图２.５的基本思想是，数字油田的理论是建立在系统科学理论、管理科学理论和油气地质学理论等的基础之上的理论，数字油田建设必须依存在油田业

图２.５　数字油田理论概念模型

务之中，油田业务需求是导向。同时，人们在数字油田提供的数据和系统中完成油气信息的确定，寻找更多的油气资源，最终实现油田企业的可持续发展。

（４）数字油田理论的实证支持就是油田企业的业务需求，这是一个很强大的实体，没有油田业务需求，就没有数字油田，更没有数字油田的建设。

总之，在今天，人们渴望能够产生出被大家所认可的数字油田理论，来指导数字油田的建设。我们相信数据中的信息，信息中的油气观点，会成为数字油田理论的核心观点。

2. 2. 3　数字油田理论观点梳理

多年来我们坚持对数字油田的一些基本观点进行梳理，观点是理论的基础，诸多观点的集合，就会构成体系。

关于油田数据的背后必定藏着丰富的油气资源的观点。这个观点最早出现在长安大学数字油田研究所刚成立时的宣传册里，把它作为数字油田的核心价值。同时还提出 “数据是数字油田的精髓”，对数据进行 “智能化采集，网络化传输，模块化管理 ”的构想。从一定意义上讲，数字油田建设就是数据建设，这是当时的基本思想。如油气资源，只要今天管好了数据，在未来深度挖掘一定会有新的发现。

关于数字油田建设规律（五大工程）的理论观点。所谓规律，是指事物本质的必然联系。规律具有客观性、普遍性和重复性的性质或特点。根据规

律的客观性和规律不以人的主观意志为转移，规律不能创造，但规律性可以认识。关于数字油田建设的规律性问题，长安大学数字油田研究所在２００９年中国数字油田高端论坛峰会正式提出，认为数字油田建设是有规律可循的。数字油田建设的规律性，具体表现在数字油田建设的五大工程上。

所谓数字油田建设的五大工程，是指基础工程，数字工程，数据工程，信息工程和知识、智慧工程。这五大工程构成了数字油田完整的体系。我们认为，数字油田必须按照这五大工程来建设。虽然在数字油田建设过程中有很多内容可以交叉、提前进行，但其前提是必须在这样一个框架内进行，否则就会出现反复和浪费。 ①基础工程包含网络工程、通信工程和人才工程。万丈高楼平地起，这是基础。 ②数字工程的关键是数据采集。地质研究和油田作业，是靠数据说话的，没有准确的数字，就会说空话，说假话。数据采集的前提是准确的数字，数字油田不能出现假数字，真处理，假结果。根据对数字油田建设规律性的认识，认为需要抓好数字采集标准化建设和数字采集过程管理。 ③数据工程是各油田目前进行的数据库建设和数据集成，包括历史数据入库与管理。 ④信息工程是数字油田数据转化为信息的过程。信息工程建设的目标，是要完成无障碍使用数据，与专业软件无缝对接的 “一键式 ”操作，寻找油气资源的智能化平台。这个阶段属于高端建设。 ⑤知识、智慧工程是数字油田建设的成熟期，数据正常化，信息平台化，发挥人的主观能动性，使用数字油田技术为油田发展建设提供良好服务。

关于数字油田技术是实施数据转化为信息的观点。１９９７年１０月１２日至１７日在北京召开的第十五届世界石油大会认为，最近几年勘探开发工作有所突破，主要与数据采集有关，如三维地震、新的测井技术及随钻信息采集，有了这个基础，才能带来一系列的后续性的处理、传输、存储、解释、利用和增值等过程，而这些被认为是知识型的工作。知识型工作意味着把数据转换成可供作出正确决策的图件，油气资源的信息就在这些图件中，通过正确地判读和经验的结合，获得正确的决策，由此可提高投资的回报。转化技术是数字油田的关键技术之一。

数字油田实施数据转化为信息，目的是寻找更多油气资源，提高采收率，延长油田的生命周期。这是一个全新的观点，在这之前没有人这样认为。数字油田能否寻找更多油气资源，提高采收率？与传统勘探开发技术完全不一

样，如提高采收率的技术之一 ———注水工程，人们很愿意接受，但数字油田如何提高呢，恐怕很难接受。但是，随着数字油田建设的深入发展，这一类观点正在得到验证。

数字油田贡献率。这一命题的重要性，在于回答数字油田建设的投入产出具有重要意义。长安大学数字油田研究所于２００８年提出对数字油田建设的投入产出进行经济学评价研究，当即组织力量推进实施，并取得了阶段性的研究成果。这个命题主要是回答 “天大的投资 ”后回报在那里的问题。

（６） “小系统，大平台 ”的理论构想。这是我们考察新疆油田后提出的一个基本观点。新疆数字油田的实践经验，尤其是陈新发市长当年亲自提出和倡导的新疆数字油田打造信息平台的宝贵思想等一系列典型案例，小系统、大平台思想和建设，这些可能构筑了中国式的数字油田建设的道路。“小系统，大平台 ”的理论观点，近年来已经对数字油田建设有一定影响。

“前方一公里 ”建设的观点。这个观点在２００９年由高志亮提出，并指导研究生撰写论文，在枟石油工业技术监督枠２０１１年第３期发表。作者认为，原油集输是一个大系统，包含了从井口到计量站、联合站到外输首站的全部过程，在这整个过程中形成了一个很长而又复杂的链路。井区集输管网是这个链路上一个重要的组成部分，构成油气集输管网系统的 “前方一公里”。由于人们往往疏于对井区集输管网的管理，所以重视研究和探讨 “前方一公里 ”问题，有利于对油气集输管网大系统进行全方位的科学化管理，推进数字油田集输管网向数字化、智能化迈进。

关于建立数字油田综合研讨厅的构思和观点。这一观点于２００８年提出，２０１０年在新疆会议上正式发布。其要点是通过采用虚拟现实技术及应用定位支持的三维可视化系统，建立数字油田综合研讨厅，改变石油企业传统的勘探开发与研究、领导决策工作的方式和流程。

这一观点的理论思想源于钱学森的系统科学思想。钱学森在２０世纪８０年代中期就提出 “系统论是整体论和还原论的辩证统一”，１９９２年钱老把处理开放的复杂巨系统的方法论表述为综合集成研讨厅体系。综合集成研讨厅体系就其实质而言，是将专家群体（各方面的专家）、数据和各种信息与计算机、网络等信息技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的认识结合起来构成系统，这个系统是基于网络的。该研讨厅由研讨终端、中心研讨厅、研讨厅骨干网、 研讨厅管理服务系统、研讨厅信息资源库及分布各地的感兴趣的和相关的研讨群体与技术支持群体组成。

关于智慧的油田的构思和观点。这种观点认为，未来油田是：数字油田＋智慧。

数据是未知的或原始事物的信息记录，信息是能够用来分析与挖掘的数据，知识是用于指导实践的信息与理论，智慧在数字油田中是油气资源和产能建设的知识价值体现。我们认为，智慧油田是数字油田发展的必然，未来的数字油田是智慧的油田。所谓智慧的油田，是数字油田＋大成智慧的综合体。这一观点于２００５年在数字油田研究所的宣传册中提出，２０１０年８月，在新疆会议上作了全面的阐述。

数字油田决定百年油田的观点。“数字油田决定百年油田 ”的观点和命题，源于大庆油田王权，而这一命题的现实版本也正在大庆等中国的老油田演绎。任何油田都是资源依赖型企业，随着时间的推移，油气产量的衰减和衰竭不可避免。大庆油田在连续稳产２７年之后，年产量的递减已经是不争的事实。未来老油田一定要依赖数字油田进行数据挖掘，数字化管理和数据的转化，是老油田可持续发展，可以延长油田的生命周期。

“建设上有系统，使用上无系统 ”这一观点出自清华大学孙世友博士，这是一个很难实现的高难技术。但是，这个思想是一个很有用的思想观点，他的基本思想是在建设数字油田的系统过程中，我们可以根据业务需求，按照系统的观点和思想，有点，有线，以线为主，构成一个系统，形成体系。在使用时要打破 “系统 ”的界限，实现跨系统、跨平台应用。

梳理的这些观点，来自于不同学者和单位，在这只是简单地罗列，以供大家共同探索，然后渴望能够发扬光大，形成数字油田的理论体系。

总之，我们认为，数字油田是在系统科学指导下的油田数字化，其本质是企业借助数字化的技术寻找更多的油气资源、发现剩余油、提高采收率、延长油田的生命周期；其原理是实施数字转化数据，数据转化为信息（油气资源在哪里），即数据 —信息 —知识 —智慧，为油田企业主营业务提供技术支持。

2.3　数字油田的实践

数字油田理论的实证支持是数字油田的实践。十多年来，我国以四大石油集团公司为代表的数字油田建设取得了辉煌的成就，践行了数字油田的理论。由于受篇幅的限制，本章仅介绍我国四大石油集团公司的一些基本思想和方法，油田公司的数字油田实践，在第３章中将单独选取典型企业进行介绍。

2. 3. 1　中石油的数字油田建设

中国石油天然气集团公司（简称中石油）成立于１９９８年７月，是国家授权投资机构、国家控股公司和特大型石油石化企业集团，主要在国内外从事石油天然气勘探开发、炼油化工、管道运输、销售贸易、工程技术服务及新能源开发等业务，下设八个分公司，１４９个成员企业。依据２００９年销售收入及相关经济技术指标，中石油在美国枟财富枠杂志世界５００强公司排名第十位，在国际５０家大石油公司中排名第五位。

中石油高度重视数字油田建设，把数字油田建设作为推进两化融合、转变发展方式的重要举措，作为建设综合性国际能源公司目标之一，作为实施 “资源、市场和国际化 ”战略的重要保证措施。

在数字油田建设实践中，中石油逐步认识到，企业信息化的发展一般要经历三个阶段，即各单位、各部门独立建设自己的信息系统，统一建设全局性信息系统，持续提升整合信息系统，这反映了信息化从分散向集中、持续发展完善的规律。因此，在数字油田建设中提出了 “统一、成熟、实用、兼容、高效 ”的十字方针；确立了 “统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理 ”的六统一原则；明确了 “化是过程、统是原则、建是重点、用是目的”的十六字工作要求；形成了 “业务主导、部门协调 ”的工作机制。

在数字油田建设过程中探索形成了八个坚持的具体做法，包括坚持按总体规划建设统一信息系统平台；坚持采用规范的项目管理方法；坚持信息部门和业务部门在项目内紧密合作；坚持先试点、后推广的实施策略；坚持采取集中的信息系统架构；坚持通过招标选择软硬件产品供应商和咨询公司，提高投资收益率；坚持选用成熟软件，避免从头开发；坚持国际合作，提升信息化建设 整体水平。

“十二五 ”期间，中石油将继续推进信息技术总体规划的实施，持续完善以企业资源计划（ERP）系统为核心的集中统一信息系统平台，主要包括已建系统的集成建设、在建系统的持续完善和面向新增业务的信息系统建设，并在油田物联网建设中发挥作用，以推进油田智能化建设。

2. 3. 2　中石化的数字油田建设

中国石油化工集团公司（简称中石化），是１９９８年７月国家在原中国石油化工总公司基础上重组成立的特大型石油石化企业集团，是国家独资设立的国有公司、国家授权投资的机构和国家控股公司。中石化是中国最大的一体化能源化工公司之一，主要从事石油与天然气勘探开发、开采、管道运输、销售；石油炼制、石油化工、化纤、化肥及其他化工生产与产品销售、储运；石油、天然气、石油产品、石油化工及其他化工产品和其他商品、技术的进出口、代理进出口业务；技术、信息的研究、开发和应用。

据中石化信息成果展披露，“十一五 ”期间，中石化信息化工作紧紧围绕公司发展战略，坚持 “六统一 ”原则和 “建用结合，以用为主 ”的工作方针，大力开展了以 ERP为核心的经营管理平台、以制造执行系统（M ES）为核心的生产营运平台及信息基础设施与运维平台的建设。 ERP建设试点成功并快速推广，应用成效逐渐显现。进一步推进了信息化与工业化的深度融合，基本建成了与公司改革发展相适应的信息化 “三大平台 ”和 “十大系统”。信息化已成为中石化集团公司发展战略的重要组成部分，在塑造中石化管理模式、建设具有较强国际竞争力的跨国能源化工公司中发挥了重要作用。

在数字油田建设实践方面，中石化 “十一五 ”以油田数据中心建设为主要内容，规范源头数据采集，确保数据及时、完整、准确，加强数据资源的应用开发和管理力度；以综合应用技术为手段，为国内及海外勘探开发业务管理、运行监控提供技术支持。

中石化数字油田围绕 “采、存、管、用”建设和数据中心五大体系着手建设，经过几个阶段的工作，数据中心建设已具备全面推广建设的条件。中石代数字油田取得的主要成果：全面梳理油田的数据建设现状，把握油田的现有数据资源；完成数据综合服务平台的设计与研发；完成企业数据中心

硬件资源的总体部署；完成服务平台、中心数据库模型的安装部署；完成企业所有数据资源的统一规范管理；完成企业数据中心建设的推广应用模式；完成企业数据资源采集管理流程再造，建立全新的运行维护机制，并通过支撑油田企业典型应用进一步验证了数据中心的科学实用。

2. 3. 3　中海油的数字油田建设

中国海洋石油总公司（简称中海油）是１９８２年２月１５日成立的国家石油公司。依据枟中华人民共和国对外合作开采海洋石油资源条例枠，负责在中国海域对外合作开采海洋石油、天然气资源。下属天津分公司、上海分公司、深圳分公司、湛江分公司和海外各分公司。

中海油自成立以来一直保持了良好的发展态势，由一家单纯从事油气开采的纯上游公司，发展成为主业突出、产业链完整的综合型企业集团，形成了油气勘探开发、专业技术服务、化工化肥炼化、天然气及发电、金融服务、综合服务与新能源等六大良性互动的产业板块。

在对中海油的数字油田研究中，我们没有像对待其他集团公司那样，选取总公司下分属的某一个分公司专项研究，而是采用面对中海油总公司研究，这是因为中海油面对着海洋。尽管中石油、中石化都有一定的海域油田，但是相对中海油的远海生产、深海采油还是不一样的，中海油的数字油田建设具有独到之处，在此为用一些笔墨。

还有一个重要原因是，中海油提出要建 “数字海油 ”的理念，其在一定意义上与 “数字油田 ”还是有所不同的，作为这样一个独特的数字化海上油田建设，我们应该给予一定的地位，总体研究。

中海油，就像大海一样的博大。在数字海油建设中，提出了与众不同的理念。要在建成 “海上大庆 ”油田的基本目标下建成 “数字海油”。中海油勘探开发油气资源，是在一个特定环境下的生产现场，与陆地油气勘探等开发完全不一样，中海油的 “数字海油 ”的基本理念是根据不同的企业场景，建成不同的数字化企业，尤其在海上作业条件下，海上平台考虑更多的是远程控制的智能化、数字化。由此而构成一个完整的 “数字海油”，形成一个 “数字海油 ”的基本体系。

中海油 “数字海油 ”的管理体系包括组织体系、规划体系、角色分工、服 务体系、监察体系和评估体系。“数字海油 ”是为了建成贯穿中国海油完整产业链的信息系统整体架构而提出的信息化远景目标，它通过信息技术支撑和实现全产业链在组织、流程和技术上的整合，支持企业高效、可持续、快速、健康的发展，进而加速中海油发展成为国际一流能源公司。

中海油 “数字海油 ”建设按照 “有统有分、统分结合 ”的模式，建立起联邦式的信息化管理体制。实行分类分级管理，在分散和集中之间寻求最佳平衡点，兼顾灵活高效和资源共享，以满足集团管理下信息化治理的要求。中海油 “数字海油 ”的建设特征有以下三点。

总体思路：一个平台，两级架构，物理共享，逻辑独立。一个平台指统一的、集成的、可管控的集团信息化协同平台，包括符合现代企业制度要求的物理共享、逻辑独立的基础网络；符合面向服务要求的集成架构（service唱 oriented architecture， SOA）；符合集团内外部信息访问要求的信息门户展现。在一个平台的建设和应用过程中，应遵循总公司和各单位在满足集团统一目标前提下的分级管理。

中海油在集团范围内搭建了管理信息化平台架构，至２００８年年底，完成了十家二级单位，２８５家三级以下单位的 ERP实施工作，系统覆盖率达到了８６％。初步建成了集团范围的经营管理平台；在总公司及所属单位各个层面都规范了业务流程，清理和制定了数据标准，培养了复合型人才，初步建成了全集团统一的经营管理平台，加强了管控，转变了观念，夯实了管理基础，提高了管理水平。 ERP的应用效果已逐步展现， ERP建设阶段性目标已经达到。

建设重点：三层应用，三条主线，系统集成，业务协同。在一个平台上应根据总公司和各单位业务发展要求不断丰富生产执行层、经营管理层和战略决策层的应用系统建设，同时为了满足现代企业制度下各级集团管控的要求，还应重点关注人力资源、财务资金、物资设备这三条主线，通过集成统一的系统固化管理流程，优化资源配置。

中海油在 “数字海油 ”建设中清理了１５０万条数据，制定了数据标准，清理了主数据，处理了百万级的业务数据，建成了集团统一的经营管理数据平台，规范了流程，梳理并规范了１５００多个业务流程，建成了集团统一的人、财、物模板及上中下游、技术服务公司和金融板块的专业模板；培养了近５００名既懂业务又懂系统的复合型人才。

通过实践，中海油形成了业务信息系统建设的通用项目组织模式。在这种模式中，强调业务部门对系统的需求、建设和应用全面负责，信息技术部门从实现需求的方案、技术实现上予以全力支持。这使得信息系统在建设、应用的过程中更具有生命力。

在企业应用层面上推动两化融合，即 IT与业务的融合，重点是要推动信息系统与企业的研发设计、生产制造、经营管理、市场营销等方面紧密结合、融为一体，从而提升企业的可持续发展能力和自主创新能力。

（３）管理原则：坚持四个统一，五项兼顾，集团优势，共建共享。为了保证中海油信息化建设的和谐有序，实现集团 “低成本 ”战略，应遵守 “统一规划、规范投资”、“统一标准、健全制度”、“统一建设、优化资源”、“统一管理、共享服务 ”这四个统一，做到 “兼顾整体与局部、兼顾先进与实用、兼顾近期与长远、兼顾集中与分散、兼顾建设与维护 ”这五项兼顾，共建共享，充分发挥集团优势。

中海油自２００５年开始实施 ERP项目，在统一投资、统一标准、统一建设、统一管理的原则下，通过统一和规范的业务流程，建立了二级单位业务特色的板块模板， ERP覆盖率达到８５％以上，建立了全面统一的经营管理平台。

独具特色的中海油数字油田建设，具有 “数字海油”、 “海上大庆”、 “智能海油 ”和 “数字海底世界 ”的远大目标体系，正在一步一个脚印地往前走，海上平台的远程控制、无人值守和集团公司的 “有统有分、统分结合 ”的建设模式对大集团信息化建设都有很好的借鉴作用。

2. 3. 4　延长油田的数字油田建设

陕西延长石油（集团）公司（简称延长集团公司）所属的延长油田股份有限公司（简称延长油田）集勘探、开发、生产、储运于一体的生产企业，其前身是长达百年历史的延长油矿管理局。改革开放使 “山丹丹花开红艳艳”，所创造的 “延长模式 ”使最落后的小企业成为引入全国、全世界最先进的原油勘探、开发、生产技术的实验场和集散地。经过３０年的发展，延长油田已跃居全国各大油田第六位。

在数字油田建设中，延长油田引入了在油田勘探开发中的 “延长模式”，发扬 “埋头苦干 ”的精神，加快建设。虽然比起全国各大油田，延长油田的数字 油田建设的速度慢了一点，但是，在原油生产最大的采油厂 ———吴起采油厂，１９９９年就成立信息中心，开展信息化建设。２００１年，吴起采油厂（原吴起石油钻采公司）被陕西省经济贸易委员会、陕西省信息化领导小组办公室确定为陕西省企业信息化建设示范单位。２００３年开发完成生产日报、月报软件，结束了产量报表靠人工发送纸质报表的历史，完成了地质信息管理系统软件开发，实现网上查阅生产报表等工作。２００５年，在５０个井场、检查站安装了视频监控系统，在四个井区（油田）架设无线网桥，建立井区无线网络系统，信息点达到数百个，油井监测达到５４０个。购买磁盘阵列，实现数据异地安全管理。２００６年，自主知识产权的企业信息资源中心（EIRC）研发完成，并成功上线运行，可以在油田所有客户端实现油水井生产数据的查询。２００８年完成 OA办公系统，领导可以在任何地点任何时候异地办公。吴起采油厂给延长油田带了一个好头，其他采油厂也在不同程度实施建设，也取得了很好的成绩。

延长油田由于多年来采用传统的生产工艺，低渗透条件下相对稳定的产量，对数字油田期盼不是很大，这是在全国信息化、数字油田建设热潮中 “沉睡 ”的主要原因之一。

在取得 “十一五 ”信息化建设的成绩后，延长油田在 “十二五 ”规划中把 “‘十二五 ’末初步建成数字油田 ”作为奋斗的目标。

在数字油田建设上他们虽然起步较晚，但有着独特的延长特色，主要有以下两点。

（１） “后发优势 ”将会创造出数字化建设的又一个 “延长模式”，他们将会借助前人创造的一切先进技术，引入前人最先进的并且经过实践检验了的方法和当前全球最先进的理念，完成适合于自己特点的数字油田建设，将会只用５年的时间完成我国其他油田用了十年时间建设的事情，这是完全可以做到的。

（２） “蓄势待发 ”的延长油田在数字油田建设中已做好了一切准备，“整体规划、分步实施、业务驱动、突出重点、务求实效 ”是延长油田在 “十二五 ”期间实施数字油田建设总的指导思想。延长油田认为数字油田建设，必须坚持科学发展理念，坚持集中统一管理，坚持持续投入机制，加快整体推进步伐，为提高公司管理水平与核心竞争力提供强有力支撑。在建设中做到 “三个坚持”： ①坚持 “统一管理、统一规划、统一标准、统一平台、统一设计、统一建

设”的六统一原则，确保信息化建设的整体性； ②坚持 “成熟 ”和 “兼容 ”的技术选择，确保系统的成功建设和应用； ③坚持 “实用性 ”和 “针对性 ”的建设标准，确保信息化的协同效益。

总之，延长油田可以采取把握后发优势，立足行业制高点；借鉴成功经验，走自主创新之路；结合自身特点，稳步推进实施；统一数据模型，加快数据资源建设；应用系统平台化，避免系统集成风险；抓好培训工作，为数字油田建设培养人才的系统策略，这是确保成功的法宝。

2.4　小　　结

数字油田的理论探索需要与时俱进，数字的油田实践需要坚持再坚持。我国数字油田建设仅仅十年，理论探索的任务还很艰巨，数字油田的实践路还很长。油田企业是数字油田的具体实践者，都为数字油田建设发展作出过贡献。同时，他们又是数字油田理论的创新者。数字油田理论会在探索中创新，在实践中进步。本章着重从以下几点进行了阐述。

在数字油田的理论一节，笔者试图对中国数字油田的理论进行梳理和探索，希望能够找到数字油田的基本原理和基本理论，以指导数字油田的实践。

在对数字油田理论之源的简单探索后，笔者尽最大努力对数字油田提出以来的相应的主要著作和文献进行了分类，还对我国数字油田建设中两次重大会议的贡献作出了评价。给出了数字油田理论构建的模型，梳理了十多年来的理论观点，得出了数字油田是在系统科学指导下的关于油田数字化的科学的结论。

数字油田需要正确的理论，以指导数字油田正确的实践。本章在中国数字油田实践中重点介绍了我国石油石化四大集团公司的数字油田实践，作为数字油田理论的实证。四大集团公司虽然不是数字油田的具体实施者，但是，他们是数字油田的领导者和组织者，多年来为我国的数字油田建设作出了突出的贡献。

数字油田在中国

数字油田在中国，是指数字油田在我国各大油田公司的建设及其取得的成就。油田公司（油田分公司）分属于各大石油集团，人们也已经习惯地称之为某某油田。我们专设一章来论述数字油田在我国各大油田公司的建设情况，即数字油田在油田企业。

这是一个非常重要的问题，原因是数字油田所有的一切都发生在油田里和企业中。如果我们承认数字油田是一个虚拟化，那么，数字油田的载体是计算机与网络。如果我们承认数字油田是现实，那么，数字油田就是在油田企业承载下的数字化了的油田，也就是，企业是载体，数字化是技术应用。油田企业承载着数字化，使得油田企业变成现代化的数字化企业。

在我国，大大小小有２０多个油田企业，所以我们在叙述数字油田在油田企业时，还做不到面面俱到，只能选取在数字油田建设中的几个典型代表，作为中国数字油田的典型案例进行分析，让大家一斑见豹地了解我国油田企业数字油田建设的理念、特征和贡献，看看中国数字油田建设的现状，从中认识中国数字油田在油田企业的成就与作用。因此，我们选取了大庆油田、胜利油田、新疆油田、长庆油田等作为代表来叙述，没有提及的油田并不是他们没有建设，或者建设得不好，而是篇幅所限。

3.1　数字油田在大庆油田

大庆油田有限责任公司（简称大庆油田）是中国石油天然气集团公司的子公司，于２０００年１１月１日经重组改制为以勘探开发为主营业务的特大型油田企业。

早在２０世纪中叶大庆油田就是我国工业战线上的一面旗帜，引导中国企业建设走向前进，在２０世纪末大庆油田又提出了 “数字油田”，将中国的油田企业引入现代化、数字化的浪潮中。因此，研究中国的数字油田，大庆油田是不得不首先提出的最典型的代表之一，也不能不深入地研究和探讨。

我们研究数字油田在大庆的基本依据包括大庆油田信息化、数字油田的规划；王权在天津大学的硕士论文；田峰的搭建大庆油田 IT建设新架构 ①和枟大庆创建数字油田的系统工程实践枠②；枟数字油田的 “两化融合 ”思想系统观及其方法论枠 ③，包括中石油信息部门领导的枟中国石油信息化进展报告枠 ④等文献资料和多次到大庆油田学习、交流。这些资料的时间范围大体自２００３年至２０１０年，将这些资料完全串起来，就是大庆油田建设数字油田理念、方法和建设的全过程，由此可以看出数字油田在大庆油田建设的基本脉络。

3. 1. 1　大庆油田的数字油田理念

大庆油田是中国数字油田的提出者、拓荒者。而最能代表大庆油田数字油田思想、理念的是，以王权同志为代表作出的我国第一个数字油田的模型（图１.２）。大庆油田在１９９９年提出数字油田，但在那样的历史条件下完整地提出数字油田的概念模型实属不易。当初，人们对数字油田的概念仅限于对数字地球的理解，数字油田是个什么样，并没有清晰的概念。王权等把数字油田视为七层，以底层的环境层到第三层的集成层，完全代表了信息化建设的思想。这个思想现在也不过时，万丈高楼平地起，信息技术就是支撑和基础。当然，现在看来，略微少了一点就是除了 IT基础工程外，人才和数字化员工建设也很重要，除此以外基本上是完美的。

但是，最能代表大庆油田人数字油田理念的是数字油田建设后对油田有什么作用。人们只要仔细阅读大庆油田研究数字油田的各种文献资料，就不难发现，在２００３年时，大庆人的战略层是 “企业再造”，也就是把数字油田总结为： “是整个数字油田的方向主导者，在战略层，要依靠数字油田建设达到企业再造的目的 ”和 “制定数字油田的整体方案与建设策略”。这样一段文字的描述，使

① 见田峰枟搭建大庆油田工厂建设新架构枠， www. ciotimes. com，２００８年８月１５日。② 见王玉普枟大庆创建数字油田的系统工程实践枠，中国工程管理论坛，２００８年９月５日。③ 见王权枟新疆会议：数字油田的 “两化融合 ”思想系统及其方法论枠，大庆油田信息中心，２０１０年８月。④ 见刘希俭枟中国石油信息化进展报告枠，中国石油天然气集团公司信息管理部，２０１０年８月新疆会议。

我们看出当时模型建设者的矛盾心理。

在整个模型体系中完全带着 IT思维方式设计的，作者还没有跳出当初计算机刚刚开始普及，个人电脑使用者跃跃欲试，网络建设初见端倪的时代背景。这个模型的全部思想是如何把数据管起来，如何把数据用起来，从而，把数字油田的最高思想建立在 “制定数字油田的整体方案与建设策略 ”上。这说明数字油田就是数据建设，与企业没有多大的关联。

企业再造，在当时条件下作者能提出企业再造很了不起，说明作者是一个善于学习和钻研的人。同时也能看出，作者在设计模型时一定费了一番心思的，其核心思想有三个。 ①通过企业原有的业务流程的重新塑造，包括进行相应的资源结构调整和人力资源结构调整，使企业在赢利水平、生产效率、产品开发能力和建设，以及压缩程度等关键指标上有一个巨大的进步，最终提高企业整体的竞争力。 ②通过对企业流程的重新塑造，使企业不仅取得了经营业绩上的巨大提高，更重要的是使企业形态发生革命性转变，将企业以职能为中心的传统形态转变为以流程为中心的新型形态，实现企业经营方式和企业管理方式的根本改变。由此可见，企业再造思想很适合于产品生产型的企业，不太适合点多，线长、面广的油气勘探开发为主营业务的油田企业。但企业再造在那时还是比较新的名词，将其拿来用在这里代表最先进的思想和理念是没有问题的。但是，随着数字油田的管理功能的大放异彩，数字油田使油田企业的生产运行方式发生了变化，其实，也是一个再造的过程。 ③到２００８年，我们发现大庆油田的这个模型悄悄发生了变化，把 “企业再造 ”改成了 “新型工业化道路”，虽然将模型的战略层文字改变了，但解释上仍旧是：“战略层，是数字油田的最高层，制定数字油田建设的方案和策略，通过数字油田建设实现企业流程再造，为持续有效发展提供支持和保障 ” ①，这一改动说明了以下三点。

从时代上来说，“企业再造 ”有一点过时了，而且，数字油田建设是一个漫长的过程。

新型工业化道路，没有注释是什么样的道路，但在２０１０年新疆会议上的数字油田的 “两化融合 ”思想与系统 ②，可以看出这一道路就是 “两化融合 ”

① 见王玉普枟大庆创建数字油田的系统工程实践枠，中国工程管理论坛，２００８年９月５日。

② 见王权枟新疆会议：数字油田的 “两化融合 ”思想系统及其方法论枠，大庆油田信息中心，２０１０年８月。

之路，这个新型工业化也是信息化与工业化融合后的新型工业化。

（３） “企业再造 ”和 “新型工业化道路 ”两者并不矛盾，就一个企业来说， “两化融合 ”后也是企业再造了，就一个企业和一个领导者来说每一个企业再造了，也就是走信息流、数据流和业务流 “三流合一 ”的道路，即数字化使企业走上了新型的工业化、数字化的道路。

我们研究大庆油田的数字油田观念不能只就这一个模型，我们还要看大庆油田数字油田的建设与实践，纵观建设历史与过程，横观全局与成就，然后，我们才能够挖掘到它的真谛。

其实大庆油田围绕数字油田做了很多事：２００２年，大庆油田根据枟中国石油信息技术总体规则枠，明确了建设数字油田的远景目标，确定了 “以信息化带动勘探开发主营业务，以勘探开发业务促进信息化建设”，搭建了大庆油田２０００年之后的信息化基础设施建设新架构（田峰，２０００）；２００４年启动地球科学与钻井系统、上游生产信息系统、管道生产系统、地理信息系统等，这是中石油启动和部署的重大信息化建设项目并在大庆油田试点的数字油田建设项目，很有新意。

这个架构的出发点是好的，多少年来油田企业勘探开发数据各执一方，这样可以整合数据，消除孤岛，形成合力。

“大一统 ”思想在中国还是第一个，但是，对于大油田，尤其是老油田企业要改变传统的做法还是比较难的，因为其规模之大，技术之复杂，牵扯面之广，在国内外尚无成功的先例，如果推行不成功就会造成巨大的浪费。因此，具有一定的风险性。

从数字油田模型和新架构看，在建设上并不矛盾，原来的模型侧重数据建设和集成，新架构侧重应用，应该是一致的，相辅相成的。但是，只要仔细分析就可以发现，两者在思想方法和技术上有着很大的区别具有一定差异性。

由此可见，大庆油田的数字油田理念 “充分发挥现代信息技术作用，对公司科研、生产和经营管理的业务、应用和信息全面整合，全线集成，全线共享，大幅度提升企业的核心竞争力，以信息带动勘探开发主营业务，以勘探开发业务促进信息化建设。”在２００３年，能够站在这样高的高度上谈数字油田建设，认识之高，难能可贵。其实蒋洁敏先生给大庆油田乃至中石油数字油田理念作了 完整的诠释和定位：“信息化建设要坚持公司发展理念，坚持集中统一管理，坚持可持续投入机制，使之成为公司发展历史的很有力的支撑点 ” ①。这 “三个坚持”是多年来数字油田在大庆乃至中石油的经验总结，数字油田的根本是为寻找更多油气资源，提高年收率做技术支持。

数字油田，百年大庆，这是大庆油田最根本的数字油田的理念。

3. 1. 2　大庆油田数字油田建设特征

大庆油田将其数字油田建设分为以下三个阶段。第一阶段是初级阶段。就是２０世纪的６０～９０年代，这个阶段是以科学计算为主，建立了一些专业应用系统。第二阶段是网络建设阶段。就是２０世纪末，特别是１９９９～２０００年，这个阶段初步建设了油田企业网络框架，为信息化建设的快速发展创造了条件。第三阶段是数字油田阶段，时间是２０００年以后，数字油田建设的标志是加强数据信息的集成应用。

在数字油田提出来之前，甚至现在仍然在官方文件中将这项工作称为油田信息化。大庆油田在信息化建设方面确实起步早，成就显著。早在１９６１年，大庆油田就已经运用电子计算机进行开发指标计算。２０世纪７０年代初，计算机已经应用到油田开发、石油地质研究、测井数据处理与解释和地震数据处理等。８０年代，大庆油田建立了我国石油行业的第一个油田生产管理计算机系统，进行地震勘探资料处理、油田数值模拟和油藏工程计算，率先建成了油田勘探、开发数据库、财会电算化和管理信息系统等，这些都是我们今天数字油田建设中的重要内容之一。

１９９９年大庆提出数字油田，从此数字油田建设掀开了新的一页。纵观大庆油田信息化建设也好，数字油田建设也好，建设成就都是显著的，大庆油田数字油田建设的特点集中体现在以下三点。

（１）大庆油田数字化建设起步早，基础好。大庆油田毕竟是我国工业战线上的一面旗帜，在石油工业领域始终排在第一，各类人才济济，先进技术首先在这里使用，先进设备首先在这里引进，计算机和计算技术从２０世纪６０年代就

①见刘希俭枟中国石油信息化进展报告枠，中国石油天然气集团公司信息管理部，２０１０年８月新疆会议。

已经启用，这与我国２０世纪９０年代才广泛普及，提前了３０年。因此，大庆油田信息化、数字化建设起步早、基础好是必然的，这就为数字油田的提出与建设打下了良好的基础。

据有关报道，大庆油田建成了弹性分组环技术，具备自愈功能的企业网骨干系统，带宽２.５ G，联机数量４.５万多台，入网节点近６万个。数据中心建成勘探、开发和地面三大专业主库和一个经济管理主库，整理加载数据２３ TB（１０１２字节）。显然经过几十年的逐步建设和积累，一般油田还是难以超越大庆油田的。

大庆油田数字油田建设实现了 “大集中 ”思想，体现了中石油的建设原则。中石油集中统一的信息化、数字化建设方针，在大庆油田得到全面的体现与落实，中石油提出 “统一、成熟、应用、兼容、高效 ”的十字方针；“统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理 ”原则；“化是过程、统是原则、建是重点、用是目的 ”的工作要求和 “业务主导、部门协调 ”工作机制，在大庆油田可以说得到了很好的贯彻。

“大集中 ”体现 “大一统 ”思想，“大集中 ”系统可以形成统一平台，用户规模大，共享范围广，技术架构宏大，应用功能强，这样的 “大集中 ”可以有效集中管控，总体拥有成本低，能走向国际化、全球化。但是，这样的 “大集中”也有它的致命弱点，就是必须保持它的健壮性，自设计、建设、运维，完全保持健康的 “体魄”，然后，要有高素质的全员数字化的员工，才能全面地推广应用。否则，就会出现一点 “伤风”，全体 “感冒 ”的牵一发动全身的问题。

大庆油田的数字化建设体现了业务主导的思想，在数字油田建设过程中效果明显。“业务主导 ”有两个含义：一是以业务部门建设为主，主管部门协调；二是以业务部门需求集中建设为主，数字油田就是为业务需求而建。在这两个含义中，我们仔细分析研究，似乎在大庆都存在。大庆油田的专业数据集中在研究院、设计院，在很大程度上数字油田的数据建设和平台建设是以研究院为主的，我们也希望能够以专业需求为建设，更符合数字油田的宗旨。

但是，无论前者还是后者，在大庆油田都是有说服力的。“业务主导 ”的数字油田建设思想取得了很大的成就。我们可以根据这样几个数据来分析，大庆油田建成５０多年中，油气年产量连续２７年保持５０００万吨稳产高产水平，这样 的持久力，一般油田很难做到。大庆油田主力油田采收率突破５０％，比国内外油田高出１０～１５个百分点，这样的成就无疑是技术的先进、管理的先进和综合技术合力的结果，但是大庆油田信息化数字化建设对这样成就的影响到处都能找得到，也就是说信息化、数字化功不可没，主要可归纳为以下几点。

运用数字识别技术，重新认识勘探程度高达７０％的老盆地，在原有目的层上、下层位，均获得油气资源的重大发现。

多学科一体化，油层研究和数字油田的勘探开发一体化技术结合，自主研发了大规模并列油藏数值模拟系统，２００６年全油田１８套专用微机机群，具备百万节点数值模拟能力，满足全油田几十个区块开发的需求，实现从定性到定量，从区块到单层，单井不同层次的剩余油描述。

搭建数字化技术平台，让勘探开发相互延伸，双向介入，缩短开发周期，加快了增储上产步伐。将盆地、区带、圈闭油气层评价到开发方案和生产过程产生的认识、信息和资料分别纳入数据库（D）、信息库（I）和知识库（K）三个层次进行管理。通过建立勘探开发数据、成果共享平台，实现工作流程、数据流程合一，促进勘探开发的紧密衔接，相互融合，提高了勘探开发的整体水平。

业务一旦与数字油田得到很好的结合，就会发挥巨大的作用，大庆油田在业务主导下的数字油田建设，迎来了第三次储量增长高峰，连续４年探明石油储量超过１亿吨。

3. 1. 3　大庆油田对中国数字油田的贡献

大庆油田的数字油田建设有着中国石油的 “缩影”。从承担勘探与生产技术数据管理系统、油气水井生产数据管理系统、地理信息系统、工程技术生产运行管理系统、企业信息门户和办公管理等系统的试点，到 ERP系统、 HSE等系统的推广应用，都取得了很好的成绩。

大庆油田对中国的数字油田的第一个贡献为在１９９９年首先提出了 “数字油田”。虽然在狂热的数字地球时刻，人们茶余饭后的话题每每都离不开数字地球的议论，在这种热议中总会有人提出油田数字化的概念的。但是，数字油田在大庆率先提出，应该一点也不奇怪。因为，大庆油田就是我国工业战线的旗帜，大庆油田几十年的高产纪录，就是靠先进技术、领先思想和超强的竞争力。这 说明大庆油田数字化的认识程度远远高于他人，所以，数字油田就在这样的前提下诞生了，这是一个偶然，其实包含着必然。数字油田的提出给油田企业信息化建设注入了强大的兴奋剂，使油田企业和 IT界都为之振奋，数字油田不断为大庆油田找到提升的机遇，也推进了我国油田企业信息化建设的进程，可以说至少提前了２０年。

大庆油田的第二个贡献是建立了一个以 “企业再造 ”为目标的数字油田模型。由于它的转载量和引用量大大超过了任何一个图形符号，为大家耳熟能详，引用率在９０％以上。这在一般人看来没有什么，就是画出了一个图，其实，在当时条件下，人们并不知道数字油田是什么，它究竟长什么样。在人们一概不知道的时候，这个模型对数字油田的描述具有很大的创造性。尽管模型对数字油田的内涵和外延的描述还不尽完美，尽管模型对数字油田建设的最终目标确定还不清楚，尽管模型没有很好地交代数据应用的最终目的是实现数据转化为信息，寻找更多的油气。但是，它给人们建设数字油田描绘了一个蓝图，它为油田企业人、 IT界开发油田企业信息化的市场、建设数字化油田提供了无限的发挥空间，从此引发了数字化、信息化建设的热潮。

大庆油田数字油田建设的第三个贡献是试点建设 “大一统 ”数字油田平台的探索，这个探索对于中国数字油田建设是非常有意义的。

“大集中 ”思想下的 “大一统 ”平台究竟是好，还是不好，现在大家还在探索之中，目前来说我们还不要下结论，实践是检验真理的唯一标准，实际的运行和应用会给出一个证明的。无论 “大集中 ”是成功，还是失败，这都是大庆油田为中国数字油田建设作出的贡献。因此，成功了它有成熟的经验让更多的人学习借鉴，不成功也让所有的人们有教训，不再步其后尘，犯同样的错误，给国家和油田带来损失。但是，我们坚信数字油田最终一定是一个统一的平台。

最后，我们以 “近年来，大庆油田全力推进中国石油天然气集团公司统建系统的实施，数字油田取得突破性的进展，数字油田框架基本形成 ” ①作结束，大庆油田对中国数字油田的建设确实功不可没。

数字油田，百年大庆，我们相信那一天会到来的。

①见王权枟新疆会议：数字油田的 “两化融合 ”思想系统及其方法论枠，大庆油田信息中心，２０１０年８月。

3.2　数字油田在胜利油田

中国石油化工集团胜利油田是对中国石化集团胜利石油管理局、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司的统称（简称胜利油田）。胜利油田勘探开发建设５０年来，在实现自身发展的同时，为国民经济建设、石油石化工业和区域经济发展作出了重要的贡献。胜利油田是中石化的 “龙头”，近年来，我们一直在追踪着胜利油田方方面面的建设的成就在研究，当然更加关注胜利油田的信息化、数字化建设，从胜利油田的数字油田理念、建设成就到特点特征和走向都作了深入的研究。胜利油田在数字油田建设中有着独具特色的方式，它不但代表了数字油田建设思想，而且在中国数字油田建设上又独树一帜，具有很好的典型性。

本次研究胜利油田的数字油田主要依据枟胜利油田开始进行数字油田方案设计枠（中国计算机报，２００４）、枟胜利油田信息化框架构建研究枠（段鸿杰，２００４ a）、枟胜利油田建设数字油田的实践探索枠（徐杰锋，２００５）、枟胜利油田开发 “数字油田”枠（张可春、王金法，２００４）、枟数字油气田现阶段建设模式探讨枠 ①、枟数字油田理论与实践浅谈枠②、枟中国石化数据中心建设枠 ③，还有其他一些文献资料和多次到胜利油田的调研、考察和真实感受。

总之，这些文献从纵向上勾勒出了胜利油田自２００３年开创数字油田建设以来的基本线索和走向，完全可以看出胜利油田在数字油田建设与众不同的方面和特征，因此，为中国数字油田建设增添新的色彩。

3. 2. 1　胜利油田的数字油田理念

胜利油田的数字油田建设比较理智，没有一窝蜂地去追逐新潮和现代，而是对数字油田的各种观点进行综合研究，反复对比，结合胜利油田的现实提出适合于胜利油田的建设的思路和理念。

早年，胜利油田也制作了一个有五层架构的数字油田框架模型，把数字油

① 见梁党卫枟数字油气田现阶段建设模式探讨枠，西安会议，２００９年１０月。② 见段鸿杰枟数字油田理论与实践浅淡枠，西安会议，２００９年１０月。③见段鸿杰枟中国石化数据中心建设枠，新疆会议，２０１０年８月。

田建设定为“１２３１”工程，即一个中心、两个平台、三个应用中心、一个决策支持中心。这个模型与众不同的地方有三点。

胜利油田将数字油田建设的最高目标定为可视化辅助决策中心，认为数字化建设的终极目的是要利用数据帮助高层作出准确的判断和正确的决策。因此，在这五层架构中辅助决策是最高一层。

胜利油田认为数字油田建设不是一个孤立的问题，数字油田与现实油田管理体制、运行机制等都有着十分密切的关系，因此，胜利油田在制定数字油田模型中提出了 IT基础技术支撑体系、标准化体系、组织领导体系、制度保障体系和人才队伍体系等。我们在这个方案模型中始终可以看到胜利油田企业影子的存在，这不仅仅是油田信息化一个孤立的事件，这是与众不同的一个最大的特点。

胜利油田在初期的认识中，认为数字油田建设 “技术影响在整个信息化推进过程中所占的比重小”，而 “本质上是管理体制问题”。这一思想反映了石油石化企业在经营管理上的主导理念思想。因此，倡导实施 ERP，实现经营管理科学化，生产运行最优化是个关键，胜利油田在推行 ERP上线运行，既早又快。

但是，在数字油田建设的过程中胜利油田的数字化油田的理念悄悄发生了很大的变化，在不断调整思路，转变观念之后，抓住了 “技术 ”和 “数据 ”不放松，成为以 “数据中心 ”建设为代表，攻克数字油田 “关键技术 ”的典型代表。

胜利油田认为原有 “分专业建库，纵向管理 ”的模式不太适应业务发展的需求，因为油田勘探开发生产管理需要数据准、数据全、面要广、数据需求响应要快。数据、系统、平台、结构要稳定，能经得住时间的考验，可持续发展。在数据系统应用中，数据要保证可靠、安全，这样才能提高企业的信息化水平和使用的高效。由此，在中石化的倡导和领导下，胜利油田的数字化建设理念转化为以油田数据为中心的理念，成为中国数字油田建设中以数据建设和关键技术研究为中心的典型代表。

3. 2. 2　胜利油田数字油田建设特征

２００３年初胜利油田编制和确定了 “数字胜利油田 ”建设规划，该规划分为三步走，共三个阶段。第一阶段确定为２００３～２００５年形成和完善数据采集体系、 标准化体系、安全体系和建成涵盖勘探开发等主要业务的数据资源中心，实现信息技术在勘探开发上的应用水平整体接近国际先进水平，并以 ERP理念为指导，统一共享平台，规范现有业务，提高工作效率和业务透明度。第二阶段确定为２００６～２００８年，这个阶段主要完成包括建成覆盖全部业务的数据中心，建成平稳、安全和优化的可视化生产运行系统，全面把握生产过程中水、电、油、产、供、销和辅助生产等信息，多系统联合运行指挥生产；实现信息技术在勘探开发上的应用水平整体达到国际先进水平；在经营管理上全面实施 ERP，做好与勘探开发业务的接轨，实现单位与人力资源的精细管理，为建立绩效考核体系提供支持。第三阶段确定为２００８～２０１０年，将建成辅助决策系统，建立适应不同业务需要的数字模型，实现各学科的结合、技术与经济的结合、过程与效果的结合，以确保效果的最优，全面建成数字油田。

这是一个跨着两个五年计划的一揽子数字油田的建设规划，给人的总体感觉是波澜不惊，有板有眼，都能落实，这也正是胜利油田与众不同的特点 ———不张扬，很理智。胜利油田的数字油田建设特征集中体现在以下三点。

对数据的理解、认识和建设。胜利油田紧紧围绕 “采、存、管、用”，以数据为中心建设好五大体系。包括： ①建立统一源头采集、监督、反馈和考核管理机制，实现勘探开发生产管理数据归档、成果资料及时准确、源点采集入库、统一管理的采集体系。 ②建立勘探开发一体化数据存储与管理体系，实现油田企业数据资源的集中有效管理，为各专业应用提供信息集成共享服务的存储体系。 ③建成一体化的数据服务平台，打通现有业务环节数据交流和信息沟通的渠道，实现跨专业、跨地域、跨系统的企业信息共享与应用集成，同时保证完成油田在应用系统的平稳过渡的服务体系。 ④与数据管理相关的标准化，与运维管理有关的组织机构。 ⑤与数据中心相关软件、硬件环境支持体系建设。

由此可以看出，胜利油田在数据建设中花了很大的精力，这与胜利油田对数据的理解认识和数字油田数据作用意义有很大的关系。

对数字油田技术的高度关注和研究。据研究，胜利油田２００５年在对国际标准研究的同时，结合源头数据建设与业务分析，实现对数据集中管理、集成服务的全面认识。２００６年在进行数据模型的先导试验中，形成数据模型系统的理论与方法，不断完善测试的技术手段。２００７～２００８年以勘探开发业务为主，完成了勘探开发数据模型标准化主体内容的建设与研究。２００９年扩展到对天然

气、特殊油气藏等模型的建设。

在国际标准技术的研究中，胜利油田解决了多语言多量纲的转换，解决了模型对业务变化的适应性，实现数据文档图形一体化管理，攻克了多种采样数据一体化管理技术和数据包管理技术的难关。

在业务分析与建模技术研究中，胜利油田分析了油田核心业务，建立了业务活动功能模型。实现了业务域、业务分类、业务活动层次的划分，完成了对业务活动数据的需求产生的成果分析，形成了数据流标准。

在项目库模型建设中，分析总结了各专业软件在地震解释、反演、地质建模和油藏模拟业务应用中所需的数据和产生的成果，制定了项目数据库交换标准，为专业软件之间，专业软件与数据库之间进行数据交换共享提供支撑。与此同时，还研究了常用勘探开发图形格式、图形交换插件、为不同格式图形的转换提供软件支持等。

（３）数据中心建设是胜利油田数字油田的另一个重要特征。胜利油田在数字油田建设中，不断坚持对数字油田的理论、方法和技术的探索，通过探索研究确立了自己的特点与特色，即数据中心建设。这里需要提醒大家的是，胜利油田数据中心不是行政管理中类似于信息中心管理职能的那个数据中心。这里需要说明的是胜利油田数据中心是不同于其他油田的组织机构数据中心的概念，是以数据为中心建设的数据中心，是实施数据管理应用的中心。

２００９年，胜利油田作为中石化试点单位全面展开数据中心建设。胜利油田在全面分析、梳理了源头数据和各专业数据采集管理、应用流程模式后，把结构化数据、大块数据体、图形文件数据、成果文档数据、地理空间数据等数据在企业的分布、存储管理方式彻底摸清，研发了数据综合服务平台，为实现跨专业、跨系统的企业级信息共享与应用集成，为油田在用系统的平衡过渡，为企业级中心数据库搭建一体化数据服务、应用服务框架体系提供平台支撑。完成了数据中心库模型库的部署，建立起了油田数据中心的框架，理顺了数据中心与源头数据，数据中心与八大数据库各项目库的关系，实现了源头数据的采集与中心数据库的日增量数据衔接，以及数据中心对八大数据库、各专业应用项目库的稳定支撑。

胜利油田的数据中心建设，建成了一套可在中石化和其他油田企业推广应用的可实施的模板，对其他油田企业数据建设具有很好的参考价值。

3. 2. 3　胜利油田对中国数字油田建设的贡献

胜利油田的数字油田建设为中国数字油田发展作出了积极贡献，集中表现在以下三点。

数据整理。独具特色的数据中心建设是中国数字油田的一大特色。胜利油田在数字油田建设上很冷静，研究数字油田是胜利油田的一大特色，做到研究在先，认识到位，建设有方，成效显著；在认识上认为数据是资源，这个资源是勘探开发赖以开展工作的基础，数据中心建设是油田企业信息化的关键，关乎企业能否有效支撑油田综合研究、生产运行、经营管理向着更深更精细化的方向发展。胜利油田在数据中心建设中总结出的经验可供很多油田企业分享，认为数据建设必须整体进行，分散建设不仅造成数据重复采集、标准不一和数据不全等问题，还会给企业带来很大的损失。因此，它提供给我们的经验就是：数据建设是一项系统工程，需要标准、采集、存储、服务、支持和管理完整地进行。需要领导高度重视，各部门统一认识，业务部门共同协作，形成合力，共同完成建设。

高端研究。胜利油田在数字油田建设上是一个很用心的企业，他们低调不追风，做到潜心研究，抓住内在本质。

２００５年，在中国数字油田建设阶段中是一个低谷，超大的投资和简单的计算机应用的普及，使一些学者产生了疑问：数字油田难道就是这样一个高科技的低水平建设吗？“红旗到底能打多久 ”的呼唤使很多企业开始停步与退缩。但是胜利油田的学者和建设者在潜心研究、反复论证的基础上形成了核心的思想，最终抓住了数字油田关键技术研究课题，２００９年成功获得科学技术部资源环境领域国家８６３计划项目的支持，开启了数字油田关键技术的研究。这是填补我国科学技术空白的８６３计划首次支持数字油田的重大项目，同时也是我国在数字油田关键技术研究上，走向世界领先水平，这是对数字油田最大的贡献。

胜利油田在数字油田关键技术研究中是中国数字油田建设的奇葩。

（３） ERP推行。胜利油田作为中石化下游集团公司的上游生产企业，在中石化全面推行 ERP时，作为以勘探开发为主营业务的生产油气的上游单位，也全力推行了 ERP并成功上线运行，取得了良好的效果，这为后来其他油田企业推行 ERP作出了榜样。

3.3　数字油田在新疆油田

数字油田在新疆，这里特指新疆油田，严格地讲是指中国石油新疆油田分公司，隶属于中国石油天然气集团公司，是中国西部最大的石油生产企业之一，主要从事准噶尔盆地及其外围盆地油气资源的勘探开发、集输和销售等业务。这样描述可能不会产生歧义。其实平常人们大都喜欢称之为克拉玛依油田，因为克拉玛依虽然在维语中翻译为黑油，很有一种诗情画意，于是，大家都习惯于称之为克拉玛依油田。但是，为了统一，这里统称为新疆油田。

“１９５５年７月６日，克拉玛依正式拉开了油田勘探开发的序幕，同年１０月２９日，克拉玛依第一口油井完钻、喷油，宣告了新中国第一个大油田的诞生。” “经过５５年的建设，建成了中国西部第一个千万吨大油田。” ①

研究中国数字油田，不能不研究中国石油新疆油田公司 ———新疆（克拉玛依）油田，这个地处西部偏远的沙漠之中的油田公司，却有着中国数字油田最先进的经验和方法。因此，我们无论如何不能绕开这个信息化、数字化的 “沙漠王子”。

新疆油田的信息化工作起步于２０世纪９０年代初。经过十几年不断的建设，基本完成油田信息化的体系建设，建立了比较完整的网络硬件、应用系统、生产科研管理数据库、标准规范和管理体系，于２０１０年全面建成数字油田。

为了研究、叙述方便和具有很强的说服力，我们不妨沿着新疆油田数字油田建设足迹回顾一下。

１９９３年，石油信息化建设起步，在艰难中一路走来（１９９９年数字油田由大庆油田提出）。

２０００年，实施数字油田建设。

２００２年实现档案资料桌面化；实现历史数据整理入库，新数据正常入库；实现油田生产数据快速查询应用。

２００３年实现业务工作桌面化；定义业务流程，开发业务应用系统；实现办

① 见陈新发枟信息化创新让城市和油田更具活力枠，首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛，２０１０年８月１２日。

公业务计算机化。

２００５年实现新疆油田桌面化；建立覆盖油田业务的数据库；初步实现生产、科研、管理等领域的一体化集成应用。

２００６年实现数据管理正常化；开展六个 “全”建设，即标准全覆盖、流程全建立、职责全落实、人员全到位、系统全通.和硬件全配齐。

２００７年实现应用系统集成化，完成四个 “一”建设，即建立一个信息平台、完成一体化系统集成、开发一个数据接口和建立一套系统管理制度。

２００８年实现生产过程自动化，建成油田自动化应用体系，构建油田生产自动化标准规范体系框架，完成油田站库自动化系统数据集成，实现油田锅炉自动化数据共享，开展自动化数据应用分析，推进油田向智能化发展。

２００９年实现管理决策智能化。

２０１０年，按照 “五个主题年 ”全面建成数字新疆油田。

新疆油田的数字油田建设就是这样一步一个脚印地往前走，走得坚实，做得扎实，建设务实。通过研究显示，新疆油田的数据正常化建设在中国数字油田建设与研究中，是最具推荐价值的业绩。它不但管好了历史的数据，还让新生产的数据源源不断地进入数据库，为科研、生产和管理提供强大的支持。

新疆油田建立了一套完整的数据服务与管理业务工作流程，实现数据直接服务于科研生产，将科研人员从收集整理数据及项目成果数据管理的烦琐工作中解放出来。

超前的思想，先进的理念，敢为人先的精神，使这个地处偏远的油田企业，率先实现１０００万吨原油产量，率先进行信息化、数字化建设，率先 “全面建成数字油田 ” ①，在数字油田建设上具有明显的优势和特点。

我们研究新疆油田主要依据枟首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛枠①、枟数字油田信息平台构架枠（李清辉等，２００８）、枟数字油田建设与实践 ———新疆油田信息化建设枠（陈新发等，２００８）、枟企业信息化过程中的数据质量监控枠（王辉，２００６）、枟数字新疆油田建设与应用枠（王辉，２００６）、枟数字新疆油田的建设实践枠（沈建林，２００８）和多次到新疆油田参观、学习和考察得来的实际感受。

①见陈新发枟信息化创新让城市和油田更具活力枠，首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛，２０１０年８月１２日。

3. 3. 1　新疆油田的数字油田理念

新疆油田数字油田起步早，思想超前。在数字油田的建设过程中，不断推出阶段性的建设任务和新的理念。

（１）数字油田是油气田业务与信息技术高度融合的产物，这是新疆油田经过多年建设和实践的经验总结。“基于数字新疆油田的建设实践，我们认为，数字油田就是实体油田在计算机中的虚拟表示，通过在计算机上研究管理油田，提高油田的核心竞争力 ” ①，这是新疆油田对数字油田的基本认识和高度概括。在这一思想中有这样的几个基本点值得注意。

“数字油田是油气田业务与信息技术高度融合的产物”，这是对数字油田提出以来的最新的表述。这个表述超越了以前任何一个关于数字油田源于数字地球的说法，更为重要的是将数字油田与油田业务的关系拉得更近。

“通过在计算机上研究管理油田”，这是新疆油田人的一贯思想。“数字油田是信息化发展的必然产物，是油田业务与信息技术的高度融合。其最终表现形式就是完全应用计算来研究和管理油田实体。”（沈建林，２００８），以往的技术主要作用于物质资源，是体力劳动的延伸。“信息技术主要作用于信息资源，为获取存储、传递和处理信息提供先进的设备和手段，劳动过程由手工操作转向人工智能控制，体现为智力的延伸，此更为重要地影响着人类社会发展。”

正是因为新疆油田对数字油田的认识和理念定位在研究和管理油田上，才使新疆油田坚定不移地进行建设，坚定不移地走到了今天。

“数字油田就是实体油田在计算机中的虚拟表示”，这是新疆人的又一个基本观点，这一观点深深地印在新疆人的心灵深处，为此而坚持和努力着，这样的执着使他们完成了 “三步走 ”工程（２００２年实现 “档案资料桌面化”，２００３年实现 “业务工作桌面化”，２００５年实现 “新疆油田桌面化”）。这 “三步走 ”工程全部围绕数据在工作，首先将基础数据全部入库，数据是计算机研究油田地质、企业管理的基础，没有数据就没有计算机研究和管理。其次是实现数据资源的共享。这是数据建设的基本目的之一，建设数字油田其中最重要的一个目

①见陈新发枟信息化创新让城市和油田更具活力枠，首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛，２０１０年８月１２日。

的就是为了数据资源的共享，同时也是为将油田装入计算机打下良好的基础。最后就是全部油田装入计算机。打开计算机就打开了整个新疆油田。

（２）新疆油田的数字油田与数字城市融为一体，打造世界石油城是新疆油田最为宏伟的目标和理念。１９５５年，中国西部第一口油井的开发，就标志着一个新型的依托石油资源的新城就要诞生。这种资源型的城市在中国乃至在世界都很多。但是，将数字油田与数字城市融为一体，借助油田、炼化和环保，建成一个 “西部明珠 ”的现代石油大都市，在中国还是唯一。

２０１０年８月，克拉玛依市政府在召开的首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛上，正式对外宣布并确立 “打造世界石油城 ”的战略，这个 “世界石油城 ”由 “五大基地”、 “三大产业 ”和 “两个平台 ”构成，通过打造世界石油城，逐步推进克拉玛依由 “单一资源型城市 ”向 “综合型城市 ”迈进，由 “工业型经济”向 “服务型经济 ”迈进，探寻一条可持续发展的新路子。

信息化、数字化是打造世界石油城市过程中的先导，是提升发展品质、调整经济结构、转变发展方式、推进资源型城市转型与可持续发展的灵魂，也是优化发展空间，实现现代化建设目标的唯一选择。可见，数字油田与数字城市在克拉玛依市和新疆油田具有很高的地位。

（３）宣布数字油田 “全面建成”，开启 “智能油田建设 ”新航程。在中国，从 “十五”、“十一五 ”到 “十二五”，在企业信息化规划中说要建成数字油田的油田企业数量不少，但是，正式对外宣布 “全面建成数字油田 ”的只有新疆油田。同时新疆油田还高调地对外宣布开启 “智能油田 ”建设，认为 “智能油田是数字油田发展的高级阶段，是在数字油田的基础上，借助业务模型和专家系统，全面感知油田动态，预测油田变化趋势，自动操控油田，持续改进油田管理，辅助优化油田决策，实现用计算机系统智能地管理油田 ” ①。

新疆油田对智能油田的描绘是 “全景智能化”。 ①智能勘探，在智能勘探区挖掘潜在的勘探目标； ②智能生产运行管理，自动预警和处理生产过程平衡与优化； ③智能储运，全程模拟分析； ④智能保障对水、电全程数字化管理；

⑤智能油藏管理，做到动态模拟，预测和专家系统辅助决策； ⑥智能战略决策，

①见陈新发枟信息化创新让城市和油田更具活力枠，首届信息化创新克拉玛依国际学术论坛，２０１０年８月１２日。

决策模拟专家系统辅助宏观决策等。

新疆油田的智能油田计划分三个阶段建设：首先，建立油田地质模型和生产业务模型体系，实现油藏和生产过程的自动监测、分析、预警和优化。主要完善感知能力，完备数据软件，实现协作平台，建立预测和生产优化能力，完善自动处理能力。其次，建立专家知识管理体系，实现智能化的知识共享和研究协作。就是建立知识库规范，优化协作管理模式，全面建立知识库和实现专家系统。最后，建立综合决策支持体系，实现生产部署、调控的智能化，主要是全面建设和运用专家系统，建立辅助决策系统等。新疆油田计划于２０２０年建成智能化的油田，让我们拭目以待。

3. 3. 2　新疆油田数字油田建设特征

新疆油田的数字油田建设具有独到之处。如果对新疆油田的数字油田建设选几个词，我们给这样几个词一定是再合适不过的了，这就是 “坚持、探索、一把手工程”。

（１） “坚持”。新疆油田的信息化、数字化建设可追溯到１９９３年。当时公司借助集团公司 “双普查 ”活动，开始组建勘探数据项目组，开展了对数据库技术在勘探领域的应用研究，自此新疆油田一刻也没有停止过对信息化、数字化建设的步伐，正因为有这样的持久力，才有新疆油田数字化的今天。

（２） “探索 ”是新疆油田的另一个特点。在对信息化、数字化建设的组织、领导与数据的管理中，新疆油田将管理机构几度调整，几度更名，从档案馆、信息中心到数据中心，几度变革。这一变，不仅仅是组织机构的变更和人事的调整，更重要的是使数据由一般意义的共享资源变为数据资产，把数据提高到了一个很高的高度，使数据管理更加规范、有序地发挥作用。

（３） “一把手工程”。这是大家一贯的共识，但是，能有几个单位坚持 “一把手”亲自抓？这是很难做到的。特别是个别领导将业绩放在自己在任期间的第一位，领导人看什么能够出彩就投入什么、建设什么、抓什么，而信息化、数字化建设是一个漫长的过程，往往开始轰轰烈烈，发展到一定阶段，慢慢就成了想起来做一点，想不起来放一放。只有新疆油田的 “一把手 ”始终如一地抓了这么多年，就像抓主营业务一样毫不放松地抓，才取得了这样大的成就和进步。

新疆油田的数字油田建设特征集中体现在三个方面。

1.数据正常化建设

新疆油田数据建设、管理，有思路，有方法，应该作为中国数字油田建设中全面推崇的典型。

新疆油田自１９４１年以来的勘探数据应有尽有，１９５２年以来的开发数据全部核准入库，总量达到７８.１ TB。新疆油田大规模数据建设始于１９９３年，坚持了三年，完成了探井、录井、测井、试油、井下作业、开发动态、采油工程、分析化验、试井和生产测试等历史数据建设，接着完成了地震、钻井、天然气、开发规划、储量、圈闭、地质图形、地震项目数据库、勘探综合研究项目数据库和地理信息等数据建设。

新疆油田在数据建设上肯下功夫，在数据管理上同样肯下功夫，他们在第一期数据建设中，历时三年，对所有已入库数据进行全面复查，使入库数据达到质量标准。在数据质量控制方面，制定统一的质量技术指标和考核规范，设立专门部门和数据监督岗位，对数据源的单位实施三级质量管理，形成数据运行、数据质量监督管理、定期发布质量公报的管理体系，并将数据传输加载纳入对作业公司的市场准入管理和工程结算条件中，建立了完整的数据质量体系和质量管理流程。

数据正常化就是数据建设、管理常态化。新疆油田认为历史数据建设与管理是阶段性的，新产生的数据实时入库是无期限的，他们于１９９５年启动数据正常管理工作，把数据正常化工作一抓到底，这是油田生产过程、研究过程和工作过程中必做的一件事，不用再强调、再要求，这是每个人的自觉行为，由此养成了良好的习惯。现在为新疆油田技术服务的作业单位和科研单位，只有同意将所有产生的数据全部按照规范要求入库，实行集中管理，才能拿出施工合同结算。

除了数据中心专业管理全油田的数据外，新疆油田还建立了数据源、专业部门和信息管理部门三级数据质检体系，要求从机关职能处室、勘探开发数据库项目组到数据原单位逐级设立岗位，建立数据传输加载工作流程。先后建立了覆盖油田公司二级单位和外部服务公司的３６个面向数据中心的一级数据源点，数据从采集、传输、处理、入库、发布、应用和服务等方面进入流程，实现正常化管理。

2.小系统、大平台

新疆油田数字油田建设实施 “小系统、大平台 ”建设思想，这在数字油田初级阶段是符合建设规律的，这是中国特色的数字油田建设的特征之一，值得肯定。

在 “十一五 ”初期，新疆油田确定的四项重点工作： ①建立科学规范的信息运行体系，信息工作要像勘探开发一样建立完善的运行体系，实现各项工作的正常化管理； ②建立覆盖油田的数据仓库，到２０１０年把物理的新疆油田装入计算机里； ③开发完成三大应用系统，即地理信息系统、自动化生产信息系统和生产指挥信息系统； ④建好新疆区域网络中心，建成一个中心机房，实现设备的集中管理，完成新疆区域网络运行维护中心建设，建立稳定.通、无处不在的网络环境，应用无线宽带技术，实现任何人、任何时间、任何地点都能工作，都能像在办公室一样管理油田、研究油田、指挥油田（韩晓霞等，２００５）

通过 “十一五 ”的建设，达到四项效果： ①油田可视化。实现油田地上信息资源图示化直观展示。 ②生产自动化。实现勘探、开发、储运、生产过程自动化管理。 ③工作协同化。实现生产、科研、管理和决策网络协同工作。 ④决策智能化。实现智能化的信息辅助生产指挥和管理决策。

这样的描述好像不应该是在２００５年那个时代的人能做到的，倒像是２０１０年在编制 “十二五 ”规划，具有非常先进的思想和技术。正是由于新疆油田具有这样超前的建设思想，能够准确地描述出数字油田如何建，才有了新疆油田 “小系统、大平台 ”这样的建设成就。小系统具备这样一些优点： ①分类细，容易建。 ②适应性强，针对性好。 ③运行性灵活，拆卸方便。

在大型平台建设还不成熟的条件下，为避免浪费和损失，应提倡这种小系统建设思想和方式。

3.数据中心管理机构建设

新疆油田的数据中心管理机构建设是值得推荐的一个特征。新疆油田的数据中心是一个组织机构，它不同于我们平常所说的数据建设中的以数据为中心的数据中心。其职能主要有：数据、系统、网络的建设、管理、维护、服务；标准规范的制（修）订；规划计划、技术方案编制；网络宣传与信息安全；信

息化项目的实施；信息化业务指导与考核。新疆在数字油田建设中坚持探索，有过信息中心建制、同档案馆合并建制等，最后确定为数据中心建制。这是一个不错的建制。

信息中心从传统意义上的机制看，是一个信息化建设的 IT服务，按照一般人的理解就是购置电脑、网络维护、修修机子和视频会议保障，它不可以介入对数据的建设与管理，更不具备对数据资源和资产的管理。而新疆油田的数据中心在管理着新疆油田最大的资产与资源。

数据中心是对数据正常化的根本保障。数字油田建设数据正常化建设与保障需要一个强有力的组织体系作保障，只有数据智能更新才可以做到对数据源点采集标准的建设、数据传输链路上过程的监管和数据正常化入库的质量保证。

新疆油田把数据中心作为专业机构来看待，它是油田公司直属机构，正处级单位，一正两副主任，两总师一副总师，六科室建制。

数据建设与管理，长有规划，短有计划，提前介入，细致入微。数据监督，就像 “数据警察”，对内监督数据的入库和发放，对外监管数据的流向，保障数据更加具有权威性、快捷性和方便性。特别是 “两总师一副总师 ”完全是一个专业机构建制，不但可以实施数据的专业监管，还进行数据的专业研究和建设，以及高端开发。如果再跨一步就实现了首席信息官（chief information officer， CIO）。

希望中国油田企业的第一个 CIO就在这里诞生。

3. 3. 3　新疆油田对数字油田建设的贡献

新疆油田地处西部，在以往可以用偏远、消息闭塞等字眼来描述。但是只要研究了新疆油田或者亲临新疆油田，给人的感觉是在信息化的时代，这样 “偏远 ”的地域不偏远。他们的数字化程度很高，信息化的思想很超前。也许正是因为地处这样的 “偏远 ”区域，他们对数字油田的建设心情才更加迫切，从而使新疆数字油田建设的步伐比内地走得更快。所以，在研究和总结数字油田建设中，新疆油田的数字油田建设对中国数字油田的贡献是很大的。

（１）数字油田建设精神。新疆油田在数字油田建设中的这种 “坚持”、 “奋斗”精神是很值得所有油田人来学习的。他们的这种持久力和建设精神在很多油田是不多见的，就像 “沙漠中的胡杨”。例如，新疆油田在数据建设初期，鼓 励全体员工坚持数据录入，每录入一条数据一毛钱、两毛钱，这在我们现在看起来是不可思议的，但是，新疆油田就是这样一点一点走过来的。

新疆油田在数字油田建设中的探索精神也是对中国数字油田建设的贡献。新疆油田为了管理好数据，为了能将数据建设领导得好，抓得有力，在管理机构上作了一步又一步的探索，从信息中心到档案馆，再到信息管理中心，最后定位在数据中心上。我们始终认为新疆油田在数字油田建设上，从数据建设、系统建设到数据管理探索出了与众不同的道路，走着一条中国式的数字油田建设的道路。

（２）新疆油田对中国数字油田的第二个贡献就是对信息化及数据管理组织方式与组织管理的贡献。在整体机构中自下而上形成一个体系，公司领导为决策层和整体建设指明方向；机关处室管理层提出要求；数据中心执行层抓好落实。研究院、采油大队、集输站、作业公司、 IT服务商和专家库等都作为支持层，有数据支持、决策支持和服务支持等，构成一个统一体，这个统一体中有一个核心 “地带”，就是能将上下全部连在一起的机构 ———数据中心。

新疆油田的数据中心不同于通常所说的数据建设中的以数据为中心的那个中心，而是一个行政管理部门，同时又是一个业务部门。数据中心的职能包括数据系统网络建设、管理、维护、服务；标准规范的制订、修订；数字油田建设规划设计、技术方案编制；信息化、数字化项目的实施；信息化数字化业务指导与考核。数据中心是正处级建制，设有总工程师等专业高级技术指导，有中心办公室，负责计划项目和综合管理。数据管理科负责标准数据服务；数据监督科负责数据正常入库；系统管理科负责系统正常运行；软件研发部负责方案设计平台；网络管理科负责网络安全与门户，从管理到维护都有人管，同时在二级单位还设有信息部门，负责本单位数据的上传、系统的正常运行和提出本单位信息化数字油田建设需求。

新疆油田这一管理体系的探索和建设经验告诉我们，中国式的数字油田建设管理体系应该或者必须走上这一条道路，这一建设、管理、运维和服务的长效机制为数字油田改变油田作业、生产运行方式，组织实现根本性的转变打下了良好的基础。

（３）新疆油田的数字油田建设中还有一个贡献，就是与 IT供应商的合作范例，也是值得人们学习和借鉴的。人们常说，就怕没有信息化数字化的项目， 不怕没有人来做。这话没有错，但是，在数字油田的初级阶段，特别是基础工程建设项目的门槛都比较低，很多 IT供应商都可以做，特别是随着信息技术的成熟和学习计算机应用人员的增多，一般人员只要学会配制和系统安装都可以做。然而，数字油田建设其实是专业性很强的，尤其是应用系统开发。尽管大量的还处于管理服务一类之中，但是油田生产过程中仍然要应用到油田技术、流程和业务，这就需要一个既可以做软件开发又懂数字油田业务的技术服务商能够 “贴身 ”运行，“捆绑式 ”服务。新疆油田在这一点上做到，在油田公司体制下的公司运作模式，常年为新疆油田提供技术服务，帮助油田提出需求，进行需求分析、设计、建设、安装、维护和升级的 “一站式 ”全程服务，使得新疆油田数字油田建设速度快、浪费少、重复建设少、成效高。这种 “捆绑式 ”服务将油田公司数字化建设与 IT公司融为一体。这种油田公司与 “贴身 ”服务的机制也为中国数字油田建设提供了可借鉴的经验。

3.4　数字油田在长庆油田

数字油田建设在长庆，这里特指长庆油田，即中国石油天然气集团公司所属的中国石油长庆油田分公司，大家习惯称之为长庆油田。长庆油田公司的主营业务是在鄂尔多斯盆地及外围盆地进行石油天然气及共生、伴生资源和非油气资源的勘查、勘探开发和生产、油气集输和储运、油气产品销售等。

长庆油田信息化建设在中国数字油田建设中处于先进行列之中。长庆油田在比较早的时候就建成了由西安、庆阳、延安、银川、靖边五个中心构成的覆盖陕甘宁的大型企业网；建成了钻井工程、井下作业等管理数据库和认识劳资、设备管理、物资市场、生产运行、质量安全等一大批纵向业务管理系统，基本实现了覆盖业务的垂直信息化管理，为相应的业务活动提供了有利、高效的管理保障。这些都是些常规的信息化、数字化建设工程。

２００９年前后，中国大地上掀起了一股参观学习长庆油田的热潮，全国各大油田和很多从事数字油田建设的单位纷纷来到长庆油田参观学习，使比较变 “冷”的数字油田建设似乎又热了起来，热闹的长庆油田感到难以应付。这样大的一个热潮起因于长庆油田先后数次在 CCTV唱１的报道，它使很多人对于数字油田感到没有什么再建的时候，又看到了曙光，这就是长庆油田的数字化管理建设。

数字油田在长庆是一个典型的个案，我们研究长庆油田的主要依据是 CCTV唱１新闻报道、枟长庆油田数字化管理建设探索与实践枠①、枟大长庆是怎样长大的枠②、枟长庆 “数字油田 ”初具雏形枠③、枟打造特低渗透创新管理示范油田枠（李建华，２００７）、枟长庆油田前端数字化管理建设与应用枠 ④和对长庆油田的参观、学习、调研及实地考察得出的信息。

3. 4. 1　长庆油田的数字油田建设理念

数字油田有一个重要职能就是管理作用，无论是对数据的建设、加强数据的管理还是对系统的开发和建设，大家都认为利用对数据的快捷使用，信息的共享，目的就是提高管理效率，提升企业经营管理水平与竞争力，对于这样的认识人们早已达成了共识。但是，这种管理作用与效果比较慢，在很大的程度上是间接作用。能不能有直接的管理作用呢？长庆油田的数字油田理念给人们耳目一新的感觉，因此长庆油田开辟了一个数字油田建设的新天地。

（１）通过数字油田建设改变人力资源管理模式。国外早年油田信息化、数字化建设的一个重要目的就是解决艰苦创业劳动力严重短缺和危险性劳动成本问题，特别在海上作业的油田，用自动化、智能化技术远程作业已成为一大趋势。

长庆油田的数字油田建设理念彻底打破了人们的思维方式和人力资源管理的观念。长庆要建 “西部大庆”，在未来几年中油气当量达到５０００万吨。那么，５０００万吨的油气当量生产，分布在３０多万平方公里的盆地里，按照传统的管理模式人员可能需要３０万～４０万，这样的现代油气田模式与数字油田完全相悖。长庆油田喊出的口号是：原油产量要上去，人员成本要下来。也就是当长庆油田的油气当量达到５０００万吨时，工程技术人员仍然保持７万多人。这一理念得到了总公司的大力支持，也完全符合数字油田建设的目的，数字油田建设就是随着数字化程度的提高，解决繁重劳动岗位上的人力资源不足和减轻劳动人员的劳动强度，这一理念被长庆油田大胆地提出来了，实施了，被人们广泛认

① 见冉新权枟长庆油田数字化管理建设探索与实践枠，西安会议，２００９年１０月。 ② http：／／ new s. cnpc. com. cn／.③ 见长庆石油报，２００５年９月。④见高玉龙枟长庆油田前端数字化管理建设与应用枠，新疆会议，２０１０年８月。

可了。

数字油田决策前端后端理念，改变油田企业的劳动架构和组织方式。按照长庆油田的划分，后端包括人事、财务、物资供应、设备和 MIS系统的业务流程、标准管理、企业内部控制体系以及油气藏经营管理、决策支持等；中端是指生产运行指挥系统；前端是油气生产管理系统。传统的管理凡是决策都来自于后端，领导层的决策是最终端，领导决策后通过前端执行，执行后反馈到后端，后端再决策。前端只有执行，没有决策。数字油田的数字化管理理念把决策直接前移到前端，当发现油井井况和抽油机工况不好，需要作业维护，前端就可以在远程实施启停，把这一时间缩短到秒级水平。

数字化管理理念，用 “让数字说话，听数字指挥 ”这样一句话，将数字油田那种神秘面纱揭开，人们知道数字油田就是安装一些自动化、智能化的设备，这些设备采集数据，数据通过无线传输到控制中心，人们在控制中心远程监控，看着这些数字，数字告诉你什么是对的，什么是不对的，根据这些数字当即决定抽油机是否需要启停。这样人们坐在办公室或者控制室实施电子巡井，再也不用厮守在远离人烟的井区或井场了。

长庆油田将神秘的数字油田简单化，数字化管理理念让更多的普通人更加深入地理解了数字油田是什么。

3. 4. 2　长庆油田的数字油田建设特征

长庆油田的数字油田建设在完全推行总公司的数字油田建设任务之中，选取适合于长庆油田区域特色的建设任务，我们称之为数字油田的主题建设，独具特色。

（１）长庆油田的聪明之处在于选取了数字油田一个主题，并且把这个主题从理论的高度上提高，从建设的作用上把它做实，让人能看得见摸得着，见效快，这就是数字化管理。

有人说：“数字油田比天大”。说大的原因是数字油田涵盖了油田企业所有的学科和领域。在传统的油田中分了很多学科，分了很多领域，不同的学科研究属于自己学科的理论、原理、技术和方法，不同的专业领域仅从事自己专业领域的技术服务。数字油田完全是一个大综合，包含勘探开发一体化、地上地下一体化和经营管理一体化，基本上传统的学科、专业、技术、领域的界限没 有了。但是，数字油田并非把学科、专业、领域 “大一统 ”了，在建设中完全可以分出主题，也就是选择一个主题建设，并且建设得透彻和完美。长庆油田的数字化管理主题就是一个很大的特征和亮点。

（２）数字油田管理突出体现在用数字说话上。由于油气深埋地下，人们看不见、摸不着，长期以来勘探找油气，就是用数字说话，因为应用地球物理方法勘探、钻探和测井等一系列方法技术都是通过采集数据编成图件，读取油气信息。油气开发还是通过勘探开发过程中的动态数据和静态数据，分析测试数据做成图件和数值模拟编制方案。因为数据是由数字而来，数字就成了油气勘探和开发的命脉。那么，在对油气企业的管理中如何发挥数字的作用？长庆油田将数字化的作用发挥得淋漓尽致，提升的高度让人刮目相看。

首先，在抽油机上安装位移和负载传感器。传感器所采集的数据通过无线或者有线通信技术传输到控制室，控制室将数据处理后变成功图，功图可以判断抽油机的工况和油气井的井况，以及单井的产量等。这些数据利用人工看守是无法得到的，它们反映的是工况、井况，如果数据干扰少，采集准确、分析正确，它不但可以对现场抽油机进行远程管理，还可以进行远程前端决策，实行关停，指挥作业。

其次，在井口、集输站、库房安装不同的传感器都可以完成相应的远程数据采集。所以，各类传感器＋无线或有线通信＋后台软件就完成了井场、站、库设备的远程监控检测，再加上视频监控摄像技术，就构成了数字化管理的技术，在指挥中心只要用很少的人监控管理就完成了传统的人海战术。

（３）长庆油田数字化管理的核心是在优化生产工艺流程的基础上将数字化与劳动组织架构结合，按生产流程设置劳动组织架构，实现生产组织方式和劳动组织架构的深刻变革，把油气田数字化管理的重点由后端决策支持转向生产前端的过程延伸，充分利用和发挥数字化技术在生产过程的作用，通过数字化管理，促进劳动、人事、管理的变革与优化，创造条件使组织设置与生产布局相统一。

长庆油田的数字化管理达到了生产过程的高效率，管理水平上档次，管理低成本，管理模式优化，生产过程的判识能力和管理水平的提升，极大地转变了思维方式和管理方式。

3. 4. 3　长庆油田数字化管理的贡献

数字化管理是数字油田的一个重要组成部分，长庆油田数字化是把数字油田管理职能从数字油田中剥离出来，把理念变为现实，把理论变为实践，数字化管理不再是单纯地依靠平台，依靠数据共享，而是将数据延伸到生产过程，走向生产前端，数据直接变为生产过程中的指挥、调动、决策、服务和预警。生产过程变短，数据变活，量化管理，扁平化。这是对数字油田建设的一个重大贡献，主要表现在以下几点。

开拓思路。打破常规是搞好数字化管理建设的核心，将数字化技术应用于油气田生产前端是对传统信息化观念的一次重大突破，关注数据源头，但更关注生产现场需要，重点解决简单而重复性低、风险性高和劳动强度大的生产过程问题，使数字油田真正发挥了作用。

切合实际的数字油田建设使数字油田更具生命力。数字油田建设要注意数据的及时性、准确性和有效性，能为科研人员、管理人员提供支持是重要的。数字油田建设能赢得一线工程技术人员和劳动强度大的人员的欢迎，真正解放生产力，将会更加有活力，更具生命力。

数字油田建设因地制宜开展技术攻关，提高数字化技术，优化工艺流程，从而保持技术的先进性，数据采集的准确性及安装维护的便捷性，它将会更加有前途。

领导层的强力推进是数字化管理成功的关键，数字化管理是油田企业内部管理中的一项革新工程，它不单单是一个简单的技术层面和生产过程的变革，而是劳动人事、人力资源和财务成本等多面的问题，牵扯油田企业最敏感的一些问题。没有油田公司高层的思想统一和观念的转变是根本无法推行的。所以，只有领导层高度认识，全面推行，及时创建与数字化管理相适应的新型劳动组织模式，数字化管理才能取得成功。

总之，数字油田在中国的建设方兴未艾，成就是巨大的，我们可以把我国任何一个油田企业拿出来写，他们都有很重要的作为和成就，而这里仅选了几个典型代表，从不同的侧面进行了描述和介绍，其实他们还有很多的建设事迹，但是，仅此已经足够说明问题了。

3.5　小　　结

数字油田在企业很可能会产生一些异议，但是，数字油田不是空中楼阁，数字油田必定落地，因此，数字油田一定要油田企业具体建设，落到实处。在我国大大小小有２０多个油田企业，数字油田建设各具特点，我们只能选取最具代表性的企业和建设特色，以阐述我国数字油田在油田企业的成就。

选取了我国三大石油集团公司数字油田建设相对典型的企业，从理念、特征和贡献三个方面进行了写实性地描述、介绍，写作的基本思想是希望通过对典型代表的介绍，可以一斑见豹地了解我国数字油田建设的现状和成就。

选取了四个典型企业，其实是四个不同侧面的数字油田建设的典范，很具有代表性。大庆油田是我国老油田企业信息化建设的先进代表，数字油田又是大庆油田首先提出的，因此，大庆油田是数字油田建设的排头兵；胜利油田在数字油田建设中的数据整理、数据中心建设很具有代表性和先进性，同时 ERP推行得也很好；新疆油田我们认为是走了一条中国式的数字油田建设的道路，“三个桌面化”、 “小系统、大平台 ”和数据正常化建设与数据中心管理机制，在我国很具有推广价值；长庆油田是我国数字油田建设中数字化管理的典型代表，长庆油田开辟了数字油田建设的一个新天地，创新发展了数字油田。

这一章里没有提到中海油和延长油田，不是因为这两个集团公司没有数字油田建设的成就，也不是没有贡献，是因为章节的需要，安排在前一章介绍了。这两个企业集团公司的数字油田建设具有各自的特色，也为我国数字油田建设作出了贡献。

 数字油田发展阶段

关于数字油田阶段论话题，最早出现在李剑锋的枟数字油田枠等著作中，但是，２００９年１０月，西安会议中再次提出。

长安大学数字油田研究所于２００９年１０月在西安召开了全国第一次中国数字油田高端论坛峰会，在长安大学数字研究所高志亮所长的枟中国数字油田研究报告枠中，将数字油田的十年发展过程进行了细分，并且还制作了一个简短的动画片现场播放，表述了中国数字油田建设十年的三个阶段。同时在枟西安宣言枠中将中国数字油田定义为：数字油田初级阶段。之后，大家都不再提及阶段问题了。

现在的问题是，数字油田在这短短的十年建设之中是否存在阶段呢？在我们的本书中很有必要给大家一个交代。

4.1　数字油田阶段论

事实上，阶段论可以分为两种含义：第一种含义是中国数字油田建设发展以来跌宕起伏的过程阶段，这是一个微观阶段论；第二种含义是数字油田整个发展过程的阶段，这是一个客观的阶段，可以称之为宏观阶段论。我们认为这两种阶段论都存在，都有非常丰富的内涵和重要的研究价值。

4. 1. 1　微观阶段论

中国数字油田的元年大家都已达成共识： “１９９９年由大庆油田提出”，对于这一问题没有争议，这就是一个定论。但是，自从１９９９年大庆油田提出数字油田以后，数字油田建设方兴未艾，这也是大家有目共睹的事实。可是，数字油田在中国的建设与发展并不是一帆

风顺的。我们通过对中国数字油田建设这十年发展线索的梳理，发现２００４年之后一段时间到２００６年前半年时间，明显出现了一个小低潮，于是，我们将数字油田发展过程进行了划分，以便对数字油田建设细分，加强研究，具体可以分为三个阶段： ①１９９９～２００４年是高潮期； ②２００４～２００６年是一个低潮期；

③２００６～２０１０年又是一个由低潮转入新的高潮期。

由此可以看出微观阶段是存在的，其表现出的特征很明显。

1.中国数字油田之热 ———微观中的第一阶段

１９９８年 “数字地球 ”的提出，全世界的目光都聚焦在地球的数字化，大家都在.想未来的数字地球将是一个什么样，用数字包围而且用数字显示的一个崭新的地球，人们可在电脑中查询地球的每一个角落的人文和矿产。在这热议中间有两件地质事件对人们的影响很深：一件是由７０多个国家、数百个矿产与计算机专家将地球的构造带、矿产带完全数字化，放在数字化的地球上，为人们提供在计算机中看出地球的另一面和矿产、构造带的直观展示，这是数字地球最直接的一个表达。另一件是数字油田。尽管大家认为数字油田是由中国大庆油田提出，但是，还有学者论述，数字油田在国外更早，言下之意就是在没有 “数字地球 ”提出之前，数字油田就早已存在了。其实，这是一个不争的事实。因为，油田企业使用计算机比较早，我国大庆油田２０世纪６０年代就应用计算机技术进行数据处理和地震解释。因为油气田勘探会产生很多的数据，这些数据靠人工计算是无法实现的。所以，计算机的发明，尤其是大型计算机的出现除了给上天（航天计算）以外，就是给入地（油田与矿产勘探）进行数据处理。而国外在数字地球提出之前，在数字油田还没有概念的时候，就开始实施远程数字化控制与管理。原因很简单，国外石油行业的劳动力人员成本较高，还有就是海上作业风险与成本很高，利用数字化技术实施远程控制与管理，可以降低成本。

由于西方油田在没有数字油田概念下已经实施了数字化建设，在没有一种全新理念和概念情况下建设，那是另外一种概念，当时也就是一种技术和手段。有了一种全新的理念做事，那又是一种概念，它就是数字油田。

我们研究数字油田，还是要把１９９９年作为元年，这是毫无疑问的。把 “数字地球 ”作为引爆全球数字化，带出或者孵化出无数个数字城市、数字农业等 的中心点和界点，这也是毫无疑问的。

在数字油田提出后，数字油田建设之所以能够出现热潮，形成一个阶段，主要因为两件事：一是 IT技术的快速发展；二是出现了一批热、冷、酷的推动者。

在数字油田的推动者中，首先是数字油田狂热的推动者，这些人与油田没有任何的关系，但是，他们又和数字油田有着千丝万缕的联系，这就是 IT精英和 IT界的人们。因为，计算机的快速发展，互联网的快速推进，被 IT界认为是一个极大的商机， IT界把油田作为最重要的开源目标，不惜一切代价实施攻略、智取，他们利用一切场合鼓吹一个新概念 ———数字油田。其实他们也不知道数字油田是什么，但是，有一点看得很清楚，而且很准，知道计算机在这强大的数字化运动中有用场，油田又是这场数字化运动中的快速实施者。所以，他们在不遗余力炒作数字油田新概念的同时推介着 IT新产品。这是一个强大的、分散的、狂热的推行者，同时也是强有力的推动者。

其次，是数字油田冷静的推动者，这些人是油田企业的信息化工作人员。大家不要认为油田企业的信息中心是数字油田之后才有的，这是不对的。油田企业的信息中心存在得比较早，这个机构成立和存在的时间各个油田不一样，但是，多多少少都有，只是规模不大，名气不大，事业不大。可是，数字油田出现后，各个油田企业的信息中心成为 IT界关注的焦点，信息中心也同时被推上了前台。

油田企业信息中心是为油田企业信息化建设提供规划、计划和网络建设，计算机维护和刚刚开始普及的计算机应用培训等提供技术服务的机构，是在数字油田提出以后出现的。数字油田的建设任务首当其冲地落在油田企业信息中心的肩上，信息中心就成为链接油田企业数字油田建设高层决策者与 IT界的桥梁，也成为 IT界希望攻破的桥头堡。在此条件下，油田企业信息中心是一个冷静的且又是强力的推动者。他们在给决策者吹风、鼓劲、提出决策依据的过程中，一面迎接着来自各方狂热的 IT界的推介者，过滤掉很多他们认为不可取的技术和产品；另一面提取有价值的技术、产品与建设者队伍给决策者。所以，这是一批很冷静的推动者。

最后，是数字油田冷酷的推动者，这就是高层决策者，这些决策者一般都是雄狮，他们 “睡”得很深，很难说服他们。在数字油田建设之初，这些领导 者态度是：什么无纸化办公，打一口油气井，产１０万吨油，卖出去的是钱，这是关键。有的决策者还能注意倾听，听后了说：“嗯，先进是先进，就是太遥远了，这些让我们的后代去做吧”，就这样地拒绝了数字油田的建设。但是，决策者一旦 “睡醒 ”了，那就是雄狮，绝对大手笔的投资。投资力度大，推进速度快，因此，在数字油田建设上有一句话叫：“数字油田是 ‘一把手 ’工程”。就是从这而来。

就这样，在众多力量的推动下，１９９９～２００４年数字油田在摇篮中快速长大，由一般的概念认同，到数字油田的基础工程建设的投资与建设，再到创建数字油田数据中心等，在３～４年中，数字油田大都进入了油田企业的 “十五 ”规划。

这就是数字油田在中国数字油田发展中微观阶段的第一个阶段的基本特征，而标志性的成果是诸多学者快速推出的专著与轰轰烈烈的 IT投资。

2.中国数字油田之难 ———微观中的第二阶段

２００４年后半年到２００６年前半年，中国数字油田出现了一些问题。

随着数字油田的发展，出现了一些包装和粉饰，给数字油田贴上了各种虚意的标签。数字油田建设巨额的投资（当初计算机很贵），短期内看不到回报，这使很多学者、一线建设者和一些管理者，开始思考以下问题。

数字油田到底是什么。尽管对数字油田有很多定义，但没有一个确切的谓语给出准确的定义。由此而引起学者们的怀疑：数字油田到底是什么？一些学者们发出强力的呼吁：“数字油田行稳以致远。”

数字油田狂热之后，出现了一段平静。狂热之后的平静倒让很多关注和期望的人不适应，出现了没有声音的平静，给人一种错觉：不会是昙花一现吧？所以，一些学者提出了种种猜想和疑问，大有 “红旗到底能打多久 ”的呼唤。

当年建设之初投资最大的是网络工程，包括机房建设和终端电脑，巨大的投资和计算机应用水平的低下，使一些学者感到很困惑，每台计算机投资上万，而使用者有的连字也不会打，进而影响使用效果，因此，有学者提出了 “天大的投资 ”的数字油田是福还是祸的疑问。

其实，在发展中出现不同的声音并不是坏事，这些有疑问的人都是善于思考的人。他们的质疑会给建设者、决策者提个醒，我们应该给予表扬，感谢这 些人。千万不要认为这些人是无知 “刺儿头”，这都是不正确的。

这个阶段只是学界的一种安静和平静，一种质疑与忧虑。数字油田的建设还是没有停止。只是，这个阶段的出现，成了后来数字油田建设两极分化的标志。

这是数字油田建设中出现的少有而短暂的平静，是一个低态的转折点。

3.中国数字油田之光 ———数字油田发展微观第三阶段

经历２００４～２００５年这样一个非常小的平静之后，中国数字油田研究开始走向高端，建设走向深入。在这个阶段出现了两极分化的迹象，一极走向高端，一极基本停止建设。在高端方面出现了两件事，且同时出现在２００５年。

第一件事是胜利油田部分学者开始深层次地思考问题：数字油田的关键技术是什么？于是，这些有志于对数字油田深入研究的人们，开始了艰难的探索，他们专访国际大油田，研究油田企业信息化的历史和现状，探讨数字油田的理论和原理，挖掘数字油田的根源和建设中的问题。从２００５年开始酝酿，撰写论证报告，经过三年的努力，终于在２００９年初获得国家科学技术部资环领域专家们的认可，获得了国家８６３计划重大项目，实施数字油田关键技术研究。

国家８６３计划研究成果是填补国家技术空白的重大技术活动。数字油田关键技术被列为国家８６３计划，立项研究不仅仅是弥补技术空白，也是一个技术创新。

第二件事是长安大学数字油田研究所在２００５年成立了。中国数字油田在诞生之时没有一个专门研究机构，在最狂热的时候，也没有出现一个专门研究机构，就在２００５年，这个平静的时刻，长安大学数字油田研究所成立了，而且和数字油田关键技术研究论证竟是同一年起步。这是一个大学研究机构，其实是数字油田爱好者的俱乐部。其前身是一群专项从事油气勘探的地球物理勘探工作人员。在数字地球、数字油田最为狂热的时候，他们并不敏锐，并没有太大地关注和参与茶余饭后的热议。他们大都在从事着艰苦的地球物理工作和地质研究工作。学者们大量发表的文字和专著都是有关地学与相关矿产资源信息的文字。２００４年，在他们进行的地球物理勘探找油气和部分的油田地质研究成果提交后，出现很多的研究成果，这些成果都在甲方十万火急中仓促提交，对数据的处理和推断解释深入研究得很不够，于是，他们希望有一个办法把数据保存起来，以后再挖掘。起初这些学者关注的并不是数字油田，而是数据银行， 并专项对数据银行进行了解和研究，在研究数据银行中发现了数字油田的概念和建设，并发现人们对数字油田概念的理解和建设的偏差很大，尤其对数字油田的数据的理解和认识有很大的误区，更多的人认为数字油田就是 GIS和数据库建设。在这样的背景下，在长安大学地球科学与资源学院领导的支持下，长安大学数字油田研究所成立了。

长安大学数字油田研究所的成立，宣告专注数字油田专项研究，仰望星空，追求真理，脚踏实地地建设好数字油田是他们的使命。就这样，长安大学数字油田研究所成为中国大地上第一个专门从事数字油田研究的机构。

在经历了数字油田的狂热和短暂的平静之后，２００９年又是一个热点。

这一年，长庆油田数字管理建设将平静的数字油田建设推向了高潮，它给人们的第一反应是：其实数字油田也可以这样建。２００８年、２００９年直至延续到２０１０年，数字化管理建设引发了全国各大油田企业参观学习的热潮，要求学习、参观的同行让长庆油田应接不暇，同时，再一次推动了数字油田建设的热潮。

数字化管理，其实是一个老技术、新概念。老技术是指油井监测监控之前就有，很多油田都在安装使用。新概念是指将油田管理自后端推到前端，减员增效，远程控制，把数字油田建设同人力资源管理和油田生产成本紧密相连，这是长庆油田人的智慧。所以，数字化管理是经过２００４～２００５年短暂平静后，数字油田建设中最大的一个轰动。它的轰动不亚于１９９９年数字油田的提出，甚至超过了数字油田发展的第一阶段。因为，长庆油田的以数字化管理为中心的数字油田建设在 CCTV唱１多次得到报道，这在数字油田发展中是前所未有的，也是唯一的。

这就是中国数字油田渡过平静之后，出现的中国数字油田建设又一个阶段 ———微观中的第三阶段。

在第三阶段有一个现象，就是发现了在第一阶段建设热潮中成绩不错的油田企业，在第二阶段平静时候淡出数字油田建设，在第三阶段中表现出与大油田企业数字油田建设有很大差距的现象，从而出现了严重的 “两极分化”。

出现两极分化的根本原因有两条：一是实力问题。数字油田建设与油田企业的油气生产有关联，也就是油气资源潜力是第一要素，产量和增量是数字油田建设的根本保证，这就验证了我们提出的 “数字油田建设的终极目的就是为了延长油田企业的生命周期”。油田企业连油气资源都没有了，建设数字油田又 有什么意义？所以，实力决定数字油田建设能力。二是与人的认识和建设过程中的用人选人及其把握有很大的关系。其实认识很重要，在当时条件下人们的认识程度还不高，只能在这个阶段认识水平的条件下完成这个阶段的建设任务。最怕的是选错了人，这些人指各个方面的人，包括企业信息中心的组织者、 IT建设与协作者等，尤其是协作者，如果他们的目的是获取名分和利益，而不是将其作为一个事业来做，那么，最后将会无果而终，从而伤害油田企业的美好愿望。一旦伤害了很难再来，“重振河山待后生 ”是需要勇气的。

其实，还有一部分油田并没有受质疑和平静阶段的影响，他们一直在沿着自己的思想路线坚持与努力地进行建设，这就是新疆油田。这是我国数字油田建设中的奇迹，他们走着一条中国式的数字油田建设的道路，在２０１０年正式对外宣布 “全面建成数字油田”。尽管这一宣布在学界很有争论，但是， CCT V１多次的报道成了不争的事实，他们为自己划分的数字油田建设的阶段性画了一个圆满的句号，无可厚非。

4.中国数字油田微观阶段论的启示

研究数字油田微观阶段，对我们有以下几点启示。

微观阶段论这绝不是小题大做。这样细的划分主要是便于对中国数字油田发展过程的精细研究。用一个小阶段可以看出数字油田在这个阶段内的建设内容，发展建设，甚至可发现数字油田的微小内涵。

任何一个事物的发展过程绝对不是一帆风顺的，波浪式、螺旋式的发展是事物发展的基本规律。数字油田也一样，无论时间长与短，其在建设过程中仍遵循着这样一个规律，这样的发展更加有力和长远。

在事物发展过程中一定要有质疑的声音，没有质疑是不正常的，有了质疑可以有不同的声音提醒我们。所以，我们不要对提出不同看法的学者予以歧视和批评，更应予以保护和鼓励。

在中国数字油田建设过程中不断地出现不同的声音是好事，我们要给予他们应有的地位和尊重。今后还要继续鼓励更多的学者提出不同的看法和批评。

总之，中国数字油田在短短的十年之中，发生了很多十分有意义的事件，在这些事件中，我们可以领略到数字油田的美好未来。因此，在研究数字油田过程中分出一个 “微观 ”的阶段，构成微观阶段论。

4. 1. 2　宏观阶段论

数字油田是建设、研究与发展共同推进的一个新生事物，建设是需要脚踏实地地，扎扎实实地实施；研究是仰望星空，追求真理，需要艰苦探索；发展是个硬道理，谁也无法阻拦。但是，发展需要依靠思想指导，因为，思想铸就未来，建设与发展共同成就事物走向未来。建设、研究、发展是共同作用一个事物得到结果的推动力。

数字油田宏观论，是关于数字油田整个发展过程的思想方法和预言。数字油田宏观阶段是一个历史的长河，需要我们从大局、全局看过程，它更加关注的是发展问题、未来问题。但是，发展又离不开建设，建设与发展二者相辅相成，组成了一个数字油田历史的长卷。

1.数字油田发展阶段思想

信息化的发展的确存在着初级阶段、成长阶段和成熟阶段。芯片技术的“１８个月 ”预言其实早已终结，这是曾经人们用来证明信息技术发展速度的，在数字化建设过程它已被彻底地粉碎了。

据有关记载，计算机与网络技术的发展先后出现了数个元年：１９４６年，第一台电子计算机诞生，这是电脑诞生的元年；１９６５年，大型计算机诞生，这是大型电脑诞生的元年；１９８０年，个人计算机诞生，这是个人电脑诞生的元年；１９９５年，互联网诞生，这是互联网诞生的元年；２０１０年，物联网诞生，这是物联网诞生的元年。于是人们用了一个标示图，将它们连起来构成了一个计算机、互联网、物

联网起点元年图，如图４.１所示。

这个元年图记载了计算机、网络发展过程的起始点，连线上都是那一年出现的一个新的产品与技术，同时也是由于计算机的诞生带来新技术的产生与出现，而每个新技术的出现都会带来不同领域新技术的出现。数字油田就是计算机和互联网发展的产物，我们在这个元年图上再添上１９９８年、１９９９年和２００８年，再看有什么样的变化，如图４.２所示。

图４.１　计算机、网络发展元年图

图４.２　数字油田元年图

１９９５年出现的互联网，给人们的生活、工作带来了极大的便利，人类生活一下子变得丰富多彩起来。大家一下感到世界变得不再那么遥远了，过去要寄一封信得１周到１０天，发一个电报也得１～２天才能接到，现在发一个邮件只需要１分钟。

所以，１９９８年之前提出的 “信息高速路 ”是自然而然的事，地理信息系统的出现，数字地球自然也就出现了。有了数字地球，数字城市、数字油田也就自然而然地出现了。

可见，１９９９年数字油田的元年是建立在计算机、互联网和地理信息系统提出的基础之上的，而数字油田面对油田企业海量数据实现数据、信息共享，已 成了非常容易的事。

１９９９～２００９年，我们认为是一个十年，这是人们习惯用十年来作为一个轮回，纪念一个时间段发生事件和发展过程的时间点。

２００９年１０月，长安大学数字油田研究所为了在十年数字油田建设以来，进一步推动数字油田的健康发展，在西安召开了首届全国数字油田高峰论坛会议，在会议上主办方拿出了一个会议宣言初稿，希望通过这样的一个会议给历史一个交代。

但是，在１０月２６日晚上召集的全体成员会议上，大家为数字油田是什么展开了激烈的争论，以至于在晚上１０点突然停电后，３０多位代表移位到天井休闲区点着蜡烛，借助应急灯继续讨论，最后形成了一个新的枟西安宣言枠。

大家争论的焦点有两个：一是对于数字油田如何定义。在这次会议上主办方一个中心思想希望结束 “盲人摸象 ”的时代，给数字油田一个准确的定义。但是，所有与会者对于数字油田原有定义和现有定义都不满意。二是数字油田建设处在一个什么样的时刻。数字油田是刚刚开启呢？还是经过十年的建设已经初步完成。因为２０００～２００５年是我国第十个五年计划时期，在部分油田企业的 “十五 ”规划中已经把建成数字油田写入规划中，更多的油田企业是在２００６～２０１０年的 “十一五 ”规划中提到 “十一五 ”末建成数字油田。那么，到２００９年之后的２０１０年就是 “十一五 ”末，难道真的建成数字油田了吗？

经过激烈的争论，大家一致认为将数字油田建设定位为 “初级阶段”。这样处理是依据如下三点共识：

数字油田是什么？很难找到一个合适的谓语作结论。我们现在找不到，智慧还没有达到，但是，未来人一定会很有智慧，来解决这一难题；

数字油田建设的确还有很长的路可走，因为数字油田是什么没有界定好，数字油田建设的方向、目标也就不是很清楚，因而，在数字油田建设上的方法、技术还有很多问题要探索；

对数字油田的界定与未来走向大家有争议，说明数字油田还是一个内涵更加丰富，外延更加广阔的事物，还有很多的问题需要探索。

所以，用 “初级阶段 ”来暂时把大家的分歧搁置下来，这是一个明智的选择。枟西安宣言枠解决了这个问题，达到了目的。这也是西安会议的一个重要成果。

2.初级阶段的依据

如何来判定初级阶段？这是个问题。

当初在枟西安宣言枠中认定数字油田初级阶段，大家并没有深入地探寻根源和依据，只是一种感觉，感觉数字油田定义不成熟，没有大家公认的定义；感觉数字油田时间太短，仅仅十年时间，信息化、信息技术再快也不会在１０年达到成熟阶段，况且数字油田是一个庞大的系统工程，建设可以说刚刚摸出一点思路，数字油田体系还不够完善。

大庆油田在２００３年提出并建立了数字油田模型，这个模型的建立为数字油田建设与发展作出了不可磨灭的贡献，因为，大家都不知道数字油田是什么，这个模型告诉人们：数字油田就这样，而且简洁、明了，一看就明白。但是，数字油田建成的终极油田到底是个什么样？是企业再造么？这些尚需时间考验。由此，在今日我们应该对这种感觉给出依据和定论。

１）初级阶段的数字油田理论还不成熟

我们知道没有正确的理论指导就不可能有正确的实践。在２０１０年之前的十年中，数字油田在理论探讨中还处于各方争霸的地步，还谈不上争奇斗艳。数字油田之初的理论是以地理信息系统理论为依据的理论，在某种程度上是一个错误的理论，错误的理论就会误导实践走向。这一理论的出现很快被大家否认了，没有推行下去，应该说这是一件值得庆幸的事。

在数字油田发展中王权的数字油田理论用狭义和广义来说明，这是一个聪明的选择。因为在数字油田发展之初，数字油田未来是什么样其实看不清，看不远，但是用狭义与广义来表述，还是被大家所认可的。

因此说到底，数字油田理论一直是个欠缺，不但没有建立，而且不成体系。所以，没有正确的数字油田理论指导，就没有正确的数字油田建设方向，更没有健康发展的数字油田的未来。大家一定要借助数字油田初级阶段这个时间，首先把数字油田的理论探索清楚，这是必要的。

２）初级阶段的数字油田技术还不成熟

数字油田技术与关键技术什么样，在之前很少有人关注和研究，更谈不上

成熟。“数字油田关键技术研究 ”是国家高端技术研究，是我国乃至国际上第一个填补相关技术空白的研究。

数字油田的建设技术是依靠 IT的技术，信息技术体现在网络技术和计算机技术及通信技术上，这些技术在数字油田建设的十年中发展迅速。网络宽带和无线传输，无论建设和技术都已成熟。计算机不但容量大，速度快，且随着应用的普及，价格暴跌，但技术却不断提高。通信技术更是出了 CDM A、 GPRS等系列，３ G的开始普及，“信息高速公路 ”已成事实，现在手机上网随时随地，不再是 “梦想”。而数字油田在信息技术快速发展中其基础建设技术也在快速提升。在初级阶段关于数字油田技术研究需要明确的问题有以下三点。

数字油田建设另一大工程是数据建设。由于油田一般历史长，数据多，数据建设工作量大，需要一定的时间来完成，有人称之为 “体力活”。那么将数据全部电子化、矢量化存在电脑里就算建成了呢？还是数据实现 “数据库管理 ”算建成？还是数据整理、整合，数据无障碍提取，快速应用算是建成？这个问题在２００９年之前并没有得到解决，即使在今天也没有得到彻底解决，仍然在探索之中。

数字油田将数据电子化管理后，还应该做什么？海量的数据管理不仅仅是为共享，关键是应用。数据中隐含着大量的信息，将数据通过专业技术的应用分析，挖掘数据中剩余油气信息，提高采收率是数字油田的根本目标和目的，但是，如何运用得更好，现在也没有得到解决。

数字油田技术、数字油田关键技术是什么？这是一个难题，如果将数字油田定位在仅仅是把海量的数据实现共享，那么，完成了大庆油田建立的数字油田模型中规定的建设任务就算完成了吗？有学者认为，就是这样。因为，已经有良好的 IT技术作支持，高速网络、巨大的机房和无限的存储系统，完好的储备体系和安全体系，将海量的数据监管起来，共享了，这就完成了。其实，如果数字油田蕴含着更强大的功能的话，数字油田就有可能成为一种勘探技术、开发技术和油田科学管理技术。而对于这一技术始终没有人敢提出。其实，数字油田的功能，包含着哪样的一些技术，今天依然没有探索明白或者展现出来，所以，就要利用数字油田的初级阶段很充分地研究。

３）数字油田庞大的体系建设还不成熟

数字油田蕴涵了油田企业的全部业务，勘探、开发、生产、集输和经营管理。数字油田是线，还是面，一直在困扰大家，如果是线，如按照勘探业务、数据采集、数据处理、数据应用，把数据管理起来，形成一个闭环，这样倒简单了。可是，油田业务越来越不是 “走单骑”，油田更加需要协同与协作，需要在一个大的平台上工作，不同专业技术领域的人在同一时刻完成不同技术条件下的同一目标任务。为了快捷，减少协同间的扯皮、推诿，在同一个平台上协同工作是数字油田的一个重要功能，也是数字建设需要解决的根本问题之一。这样单线技术是不能解决问题的，会成为无数个孤岛。所以，面是解决数字油田建设问题的唯一办法。

数字油田的面是指勘探开发一体化，生产指挥调动与动态监管一体化，经营管理一体化等。数字油田面的建设，就是要划分成基础工程建设、数字工程建设、数据工程建设、信息工程建设和知识工程建设等，这些工程是相互联系、互为基础的一个庞大的体系。因此，我们不可能在很短的时间内就把这样的工程建设完成，它是需要时间的。

所以，数字油田体系没有建立和完成，需要在初级阶段来完成。

基于这样三个不成熟原因，把数字油田定位为初级阶段是有依据。从而，我们把数字油田划分为初级阶段的基本依据是充分的。

3.数字油田初级阶段的基本特征

根据研究，数字油田初级阶段的基本特征包括三个方面。

（１）人们的认识程度是初级的，低水平的，人们在不断接受的过程中再升华提高，但是，现在表现出来的认识是参差不齐的。对于数字油田建设能够快速接受而投资建设的并不多，等待、观望的人很多，当看到一些建设比较好，就会一哄而上到现场学习、参观、调查研究，很多领导是亲身感受后认识了，迅速开展建设的。这是数字油田初级阶段最典型的特征。这个现象很普遍，原因是大家认识不了，怕担风险。

数字油田建设其实在走着 “摸石头过河 ”的方法路线。数字油田建设，起初的投资并不大，而且，全都不是以数字油田建设为名的投资，大部分是在油 田信息化建设的名头下实施的数字油田建设，至今很多油田依然这样投资建设着。这是很正常的，数字油田建设风险还是比较大，信息化建设的风险比较小。原因是，初级阶段大家依然 “吃不准”。这就是数字油田初级阶段的又一个认识上的典型特征。

所以，数字油田的初级阶段表现在人们的认识正处在初级阶段，而且这一特征非常明显，可能还要保持很长一段时间。

数字油田初级阶段表现在建设特征的初级阶段性。数字油田建设的初级阶段大部分表现在基础工程建设、网络工程和数据工程等，这一部分的建设仅仅完成了数字油田基础工程建设和数据工程建设，对于浩大的数字油田建设工程来说也就是一个初级阶段的建设，这是数字油田建设的典型特征。

数字油田初级阶段表现在时间性的初级阶段。从数字油田完整体系来看，数字油田也同样遵循油田业务的规律，油田建设是地下决定地上，产量、投资决定规模。数字油田建设也是地下决定地上，投资决定建设。油田企业如果地下没有油气资源，地面工程建设的规模再大，技术再先进有什么用呢？投资决定规模。地面工程是需要大投资的，只有投资大才能有良好的规模。而数字油田建设也一样，油田企业地面的所有建设是为了加强对地下油藏变化的掌握，特别是将油藏的动态掌握好才能对油井、油藏作出合理而科学的决策。数字油井的监测与监控，油井单井产量的准确计量，不单单是为了生产任务，更需要的是掌控油层的变化情况，所以我们对油井的监测监控、数据的源点采集、数据的快速传输、数据的分析统计、得出数据结果后对油井远程控制，不但为了提高工作效率，更需要的是让工作技术人员早知道，早做工艺技术制造，让油田减少损失。

所以，完成了地面的数字化，并非是 “全面数字化”，数字油田包含着地上数字化，也包含着地下数字化，从时间上来说地下油藏没有数字化，也就是刚刚起步。因此，地下数字化更难。

现阶段的数字油田建设从时间上来说，也仅仅是初级阶段，这也是数字油田初级阶段的典型特征。

4. 1. 3　数字油田发展阶段论

数字油田建设有了初级阶段，一定不会长期初级下去，还要在完成了初级

阶段后走向下一个阶段，那么，下一个阶段是什么？数字油田建设发展阶段套用诺兰信息化阶段肯定是不合适的，主要有以下三个原因。

数字油田是一个行业数字化建设工程，不是一个全社会行为的信息化过程。

诺兰将信息化建设阶段划分为六级，初级到成熟级中间有控制和集成等，这些大多是工业的或者是自动化企业的信息化行为，不适应以勘探开发为主营业务的油田企业数字化。

数字油田完成了初级阶段不会很快进入全面推进阶段和普及阶段，很可能出现新的技术概念替代了数字油田，如智慧的油田完全取代数字油田，数字油田的概念就不存在了。

那么，现在数字油田初级阶段的走向如何来划分呢？ 有这样几种可能： 第一，初级阶段，中级阶段，高级阶段； 第二，初级阶段，成长阶段，成熟阶段； 第三，数字油田阶段，智能油田阶段，智慧的油田阶段。 以上几种划分都不是很理想，第一种划分符合数字油田这样的体系，具有一

定的连贯性，初、中、高完全是针对同样一个事物发展在不同的阶段上要做什么样的事，由低到高。但是，这个界限是很难界定的。第二种划分是按照事物成长性划分的，从发生、发展、成长到成熟。这种划分过于生硬，没有体现数字油田丰富多彩的内涵。第三种划分是，数字油田就是一个阶段，数字油田之后的时代就是智能油田或许是其他什么样的一个新的时代，这样的划分需要探索。

其实，数字油田发展的阶段划分还是一个难题。在讨论发展阶段之时，暂且先放下阶段论，我们不妨先讨论一下油田全面建成的标志。数字油田建成应该具备哪几个条件算全面建成呢？通过多方调研和探索，就我国数字油田而言，至少应该具备以下五条。

油田内网络全覆盖。光纤至少辅设区队，或者不存在 “最后一公里 ”问题，或者有线＋无线覆盖率达９０％以上。

数字化员工所占比例达到９０％以上，油田企业具有 CIO或者首席执行官（chief executive officer，CEO），数字油田建设常态化，即油田规模发展到哪

数字油田建设到哪，数字化员工跟到哪，会操控、会建设、会应用，在数字油田平台上自如工作。

数据建设常态化。数据从源点采集，智能化管理达到９５％以上。数据应用各种方式传输并.通，数据使用无障碍，数据管理科学化，数据应用反馈自动化，数据正常化覆盖所有业务领域达到９５％以上。

勘探开发一体化、地上地下一体化不再是一个口号，在数字油田平台上，勘探开发不会因为地质认识上的不同而发生争执，推诿的事情不再发生。因为，地上地下一体化、三维可视化将油田全面透明化，透明化率达到９５％以上，勘探家、开发家成为一家。

数据转化成信息不再是难题，没有因格式不同而无法转换，没有因各种专业软件把数据转化为信息成为隔行如隔山的障碍，人们可以在数字油田平台上，宏观远程在线，不同地域、不同领域专门讨论一个相关的问题，瞬间开完一个技术难题研讨会。数字转化为信息的能力达到９５％以上。

这是否可以成为数字油田全面建成的标志需要探讨。更详细的评价体系参见附件三。

但是，至少有了个标准，全面建成的数字油田，可以用以上五点为指标作鉴定。

标准１、标准２是在初级阶段必须完成的，还要完成数据库建设，达到历史数据的全部电子化入库，数据做到全面整理。标准３是数字油田发展的中间阶段，数据的源点智能化采集率要达到９５％以上，这是一个标志，这既是智能化油田建设的组成部分，也是数字油田必须要做的一件事，如果油田没有做，不能做，它就不可能完成９５％以上的数据正常化建设，数字油田发展到一个新的高度也就无从谈起。

因此，数据正常化之后一定要将数据转化为信息，提高数据在一个平台上完成所有转化的能力，这是一个明显的标志。

数据无障碍获取、无缝连接、智能化提取、智能化分析、给予辅助决策、智能转化为知识和知识体系的建设常态化，这是数字油田的高级阶段，智慧的数字油田阶段。这个阶段数字油田完成了８０％～９０％的原来需要人工完成的作业，并给出相应的决策建议，工程技术人员仅阅读数字油田平台上给定的资料，给出一定的判认，发挥聪明才智，即智慧，就可以推进油田企业的发展和提高。

根据以上的阐述，可见，数字油田发展分为三个阶段是合适的。初级阶段：应该完成的是最基本的建设。包括机房、网络、计算机配置和机房安全等基础性工作，还有数据的基本建设、数字化管理建设等。

数据正常化阶段：油田全面数字化后的直接成果就是数据正常化，也就是数据从源点采集到传输管理、应用、监管，再入库形成一个完整的闭环系统，包括油藏智能化和油藏数据正常化建设。

智慧的油田阶段：数字油田平台完成了人工８０％～９０％的工作，工程技术人员需发挥聪明才智对数字油田已完成的工作进行智慧的判识，得出结论。其模式就是：数字油田＋智慧。

现在相当一部分油田还在进行数据整理工作，因为数据放在电脑里，不一定就能应用了，数据整合与关联整理是数字油田更高级的技术工作。油田物联网为数字油田数据正常化提供了机会，现在只有很少一部分油田企业完成了数据正常化的部分工作，全面完成还需要一定的时间和努力。

智慧的油田阶段，还需要很长的时间才能够到来。

根据叙述，我们的观点是：数字油田发展一定是沿着由低级到高级的发展规律发展。为了使数字油田能够很好地、健康地发展，我们将数字油田整体发展定位为初级发展阶段、数据正常化阶段（包括系统建设、平台建设、地上地下一体化建设和智能油田建设等）和智慧的油田阶段。

4.2　数字油田发展机遇

记得哲学家曾经说过：存在的，就是合理的。数字油田在我国存在这么长时间了，说明数字油田一定有它存在的合理性，按照系统工程原理，合理的，就是科学的。这又说明数字油田有科学的一面。

数字油田在我国，已经存在十年有余，而且还在继续生存与发展，从诞生到建设都遇到了良好的机遇。

4. 2. 1　数字油田的生态系统

每一个事物的生存都有其生存的环境与条件，如油气成藏其条件必须具备生、储、盖、圈、运、保的条件，油气要在高温、高压下成藏，孔隙度、渗透 率、饱和度等条件要达到适度，才可以运移、成藏与产出，这就构成油气生存的环境与条件。数字油田在中国，这十多年来的存在应该有着良好的生存条件与环境，从而构成了其生态系统。

数字油田的生态环境包括以下几点。

1.油田企业需求的环境

数字油田倡导将油田全面数字化，更重要的是数字油田建设是从网络和数据库建设开始，这种基础性建设一方面符合时代发展的需求，顺应了当时社会与历史条件下人们对网络的需要。另一方面网络满足了油田业务的需求，人们希望利用互联网开展业务工作，人们需要宽带传输油田业务中大数据量的图件和图像。这些随着光纤延伸的建设、机房的扩展、服务器等功能的强大，都满足了油田的需要，因此建设的速度很快。

有了信息高速公路，在 “高速路 ”上跑什么？这是油田企业人的另一个需求。油田企业有着海量的数据，将档案管理文件盒中的纸质文档数字化入库，将各种图件矢量化入库是必须要做的事。按照数字油田建设的内涵，数据建设是数字油田的基本建设之一。网络满足了油田企业的数据传输需要。因此，大规模的数据建设成了油田企业十年来数字油田建设中的一项主力工程。

由此可见，数字油田是顺应了时代的发展，迎合了油田企业的需求，从而数字油田在油田企业中一直健康地生存与发展着。

2.数字油田与业务融合的环境

数字油田具有强大的功能，具有提供数据存储和数据安全保障的功能；具有数据快递、快速共享的功能；具有强大的数据应用、信息管理、辅助决策的功能；具有数字化管理、远程控制的功能等。这些功能能够很好地融入油田业务中，为油田勘探开发、生产、技术过程提供便利，形成融合，这使数字油田的存在更有价值。

我们以油田数字化管理为例：首先，数字油田提供了数字化的先机和理念，如果没有数字油田这样的理念存在，大家就不可能发现和应用数字化技术管理油田的事。其次，数字化管理在油田企业中完全融入业务之中，将数字油田的数字化过程与油田生产过程渗透、结合、融合在一起后，缩短了生产过 程，降低了工人劳动强度，减少了生产过程中运行方式，将原有油田生产管理从后端推到前端，实现远程在线管理与控制和减员增效，效果十分明显。

可是，数字油田除了油田企业的业务需要外，更重要的是数字油田功能能够融入到以勘探开发为主的主营业务之中，这一融合产生了更大的作用。所以，数字油田在油田企业的生存更有价值和条件。

3.数字油田与油田业务主导下的环境

数字油田能够不断地建设与发展，不断地加大投资建设，这与企业的业务主导有着很重要的关系，除了领导认识和理解了数字油田外，企业主要部门领导和业务人员认识与发现了数字油田的作用并结合企业生产提高企业业务能力，也是一个重要的原因。因此，企业 “一把手 ”主导数字油田建设的投资与走向，企业业务部门和业务人员主导数字油田的建设，形成数字油田生存与发展的主导因素。

导向。企业主导最重要的一点是导向，数字油田的发展是有过程的，庞大的数字油田建设过程有着很长的周期，数字油田是需要几个五年计划才能完成的一个工程，因此，需要遵从顺序建设和多期投资建设原则。所以，先建什么，后建什么，投资多少完全由企业领导说了算或者说 “一把手 ”说了算，同时企业领导还完全督导着数字油田建设的走向。

导引。数字油田是为油田企业的数字化技术服务的，数字油田的功能要顺应油田的业务需求，从而油田企业的业务需求引导着数字油田的建设走向。更重要的是数字油田内涵因素在不断引导着数字油田的发展。例如，在基础工程建设完成后，数据建设是关键，数据要服务于油田的业务。如何能让数据发挥作用。当数据建设到一定程度时，油田业务导引数字油田建设加快应用系统建设，应用系统建设后又需要功能更加强大的应用平台等。就这样，油田业务需求引导数字油田建设深入发展。

领导。数字油田建设以来，坚持做到 “六个统一 ”原则：统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一管理、统一建设。这 “六个统一 ”中，统一建设不是原则，而是领导和权力，这里的统一是为了不乱，以防止重复、浪费和出现信息孤岛。但是，关键是没有给你权力的时候是不可以投资建设的。

“六个统一 ”一直在规范着数字油田的行为和建设，具有很强的约束力，使 得至少在一个大集团内部数字油田建设规范是一致的，标准是统一的。但是，也有不好的一面，统一管理和统一建设往往约束着基层建设的热情和想象力，更严重的问题是，一旦出现错误就是一个大错误。无论好与不好，“六个统一 ”对于数字油田规范建设和运行起到了很好的原则性的作用。这也是一个生存环境和条件，数字油田十年来就是在这样的生态环境中不断发展着。

4.数字油田与服务运营环境

数字油田建设与发展不能忘记 IT界的运营商，包括现在数字化时代的 “鬼怪精灵 ”们，他们头脑清晰，十分精明，他们是 “春江水暖鸭先知 ”的鸭子们，国际先进理念、行业动向都是他们最先预知和预感的，他们可以将一个大的理念快速转接在他们占领的行业中，他们也可以对一个很小的理念进行放大，再嵌入到他们推广的行业业务里，从而推动 IT技术与行业应用的结合与发展，构成了强大的数字油田生存与发展的外围环境。

数字油田能如此之快地推行与发展， IT界的精英和数字油田的运营商的推波助澜功不可没，他们有着非常灵敏和坚强的触角，可以深入到油田企业的各个层面，甚至更高层面的领导层中，他们有着能言善辩的本领，可以用简单地表达打动高层领导投资的意念，进而实施建设。

IT界或者数字油田运营商们其实构成了广大的社会生态环境。

5.数字油田与油田企业数字化建设群体环境

在数字油田建设与发展中有一个群体不能不提，他们没有多少投资和拍板定论的权力，但是，他们始终在为数字油田的建设默默地做着努力，这些人构成了连接数字油田与数字油田 IT运营商，连接数字油田与企业高层的纽带，这些人就是油田企业信息中心的领导者和工作人员，他们是数字油田的倡导者和建设者。

这些人是最先接受数字油田理念的人，是最先学习数字油田技术的人，是数字油田规划、技术的编制者和守望者。这批人是将市场中的新理念、新技术、建设方法变成领导很容易理解的，用很简短几句话让领导听明白并相信的，获得领导的同意和认准的人。没有他们，数字油田每发展一步都很困难，这个群体就是油田企业的信息中心的人们。

守望是他们的基本功。数字油田作为新生事物，在最初的发展阶段并没有建设的经验和成果，完全是依靠感知而构造出数字油田的大概的模式。然后按照信息技术的思路制定规划，编制计划，说服领导投资建设。但在领导接手之前，他们大量的时间在不断地接受新的思想，探索别人的一点点经验转移到自己的规划、计划方案中，然后再说服领导，就这样大量的时间在期盼着，守望领导的批准是他们的基本功。

倡导是他们的基本态度。数字油田建设要在油田推行，必须要有一大批人大力倡导，信息中心的人们在不遗余力地倡导数字油田会给企业带来什么变化，能为企业做什么，他们的宣传、解释推动了数字油田的建设。倡导是他们的基本态度，他们会利用各种工具倡导数字油田建设，甚至有一点点成果他们都会进行大力宣传，从而保持数字油田在油田企业的健康发展。

建设是他们的基本工作。数字油田建设是一个高科技的体力活，在建设过程他们会受到来自各方的挤压和批评，经常得到的是委屈，回报的是成果。

数据建设是一个体力活，如何将成千上万本的文本资料电子化，是体力活；如何将成千上万套图件扫描矢量化入库，是个体力活；在油井上安装传感器，在井场、站、库安装监控系统，是个体力活。虽然大量的体力活都给了 IT运营商，但是需求调研、现场监管、协调关系和验收维护无不渗透着他们的心血，油田的各个数字工程现场都留下了他们的足迹。他们完成了一个又一个数字油田的建设任务，看着数字油田在业务中的应用成果，心里感到很甜很美。

需求、业务、领导、运营商、数字化员工看起来关系并不紧密，不在同一个语词关系中，却构成了数字油田的生态系统，在这个系统中以业务需求为核心构成了数字油田的生态环境和条件，如图４.３所示。

数字油田生态系统还有很多子系统，每一个子系统都有它的功能作用，这些子系统都在为数字油田的生存与发展提供着营养，使数字油田茁壮成长，健康发展。

4. 2. 2　数字油田生态环境下的机遇

数字油田生态环境是指数字油田所处的时代与油田企业内外部生存的条件及其在生存中与各种条件的关系。这对数字油田的发展十分重要。

图４.３　数字油田生态环境图

1.国际机遇

在国际上，数字地球的概念已深入人心，数字地球概念的内涵和外延都发生了很大的变化。然而数字地球的建设与发展依然强劲。数字地球已不再仅仅局限于刚刚提出时那样的理念，只是地球表面的人文、地理等信息的汇聚与互动及查询，人们将数字地球的概念拓展到更深的层次。

“智慧的地球 ”将时空大大地提升到人与地球之间不再仅仅依靠人机之间的互动，而是地球已经具备了人在作出决策之前，一系列的分析、判断来自于数据的智能化，计算机分析数据的天赋已经接近人的智能判断，从而使得地球更加智慧。

透明地球的提出，又将人们的目光从地球的时空由空间、地表延伸到地下超过４０００ m。深部构造、资源和流体之间的关系，矿体与矿体之间的关系，不再那样的高深莫测，借助高性能传感器对地球的感知，利用高速网络的快速传输，数据并行处理的实时监测与分析，人们可以在４０００ m以下的地球实体中身临其境，不再是神话。

数字地球、透明地球、智慧地球 ⋯⋯有时感觉就是一个概念，这个概念的 大肆宣传被冠以 “炒作 ”之名，但是，概念下的技术实现，大大地推动技术的创新，催生出更多的理念、方法和技术。

数字油田的建设成就归功于数字油田的概念，其实，在数字油田提出之前，油田信息化也在进行中，甚至可以追溯到２０世纪６０年代，但数字油田提出之后仅用十年的时间，超过了我们前半个世纪的速度和成就。

今天人们提出智慧的地球，就出现了智能油田和油田物联网建设等，老技术下的新概念整合了很多的传统技术，使方法与技术变新，在现代条件下发挥更大的作用。

透明地球概念的 “感知地球 ”拉动传感器产业和通信技术的快速发展。油田企业借助数字油田、透明油田和智慧的地球，快速发展着数字油田，从而使数字油田借助新概念更加深入发展。

这些新概念给数字油田发展提供了良好的机遇，在国际大环境下，在全球高新技术条件下，数字油田还会更加深入地快速发展。

2.国内机遇

我国数字油田有着良好的条件与环境。油田业务发展和油田企业自身发展的需要，给数字油田建设与发展提供了机遇。十年来，数字油田抓住了这个机遇，取得了可喜的成就。现在，数字油田在国内仍然具有良好的发展前景。

信息化与工业化融合（即两化融合）是国家战略，党的十五大、十六大、十七大先后提出了信息化与工业化融合的论述，在两化融合中国家都作了重大的战略调整，胡锦涛同志在庆祝中国共产党建党９０周年大会上的讲话中再次提出：“发展是个硬道理，稳定是个硬任务 ” ⋯⋯ “加快资源节约型，环境友好型社会 ”建设步伐等，进一步要求深化两化融合，对我国全面推进科学发展与转变方式寄予了厚望。

两化融合的本质是要坚持做好信息渗透在产品之中和信息化改造传统运行方式，这成为党和国家大力倡导和主抓的战略，而这对数字油田建设来说正好做到了，就是应用数字化技术改变油田传统的运行方式，提高油田管理水平，因而，数字油田其实就是两化融合的结晶。

这么多年的数字油田建设，保证了储量的持续增长和油藏的有效开发。因为，油气勘探开发是技术密集型的行业，在现阶段离开了以高强度计算和海量 信息存储为代表的信息技术支持，就难以找到油气资源。信息技术渗透到油气田勘探开发的过程中，数字油田起到了平台作用和提供了多学科、多专业领域协同工作条件。还有数字技术与生产过程的结合，实现了油气生产过程的实时监控与远程操作。例如，在生产现场设备上安装传感器，通过数据采集、无线传输、数据分析，实现设备的远程测控和地下油藏的动态监测，这也给数字油田提供了平台和条件。

总之，国家两化融合战略在 “十二五 ”期间更加突出，调结构，保增长等方针为数字油田建设与发展提供了机遇。

数字油田借助两化融合战略还有很多事可做，还有很多事要做。它可以将艰苦行业的人力资源配置、绿色采油、减员增效和提高生产效率等发挥到极致。

除此之外，国家的能源战略调整、化石能源与非石化能源发展、常规油气田勘探开发和非常规油气田勘探开发，都需要数字化技术支持与升级，这都给数字油田借助国家能源战略调整提供了很大的空间。

3.企业机遇

油气田企业发展为数字油田发展提供了广阔的空间，数字油田在业务驱动和需求引导下，一步一步向前发展，未来的油气田企业仍然在不断地发展，为数字油田继续发展提供良好的机遇。主要有以下三点。

油田企业二次创业需要数字油田。随着油气开采难度的增大，在老油田高含水、低丰度、产量递减快的条件下，很多油田企业提出了 “二次创业”。二次创业就是在隐藏比较深的地方和边际及贫油气的油藏中寻找剩余油，这些为勘探开发技术提出了更高的要求，未来油气勘探开发技术的创新更加需要信息技术的渗透和数字化技术的渗透。数字油田为高新技术创新提供了平台和条件，二次创业必须借助数字油田技术向 “老、深、边、贫、隐”进军，这是数字油田大发展的良好机遇。

油田企业走出去战略需要数字油田。目前我国海外油气勘探开发能力大大提高，在某种程度上可以和很多国际大公司在同一水平上竞争。我国大油气集团公司开拓的海外油气勘探开发市场，遍布全球五大洲。而海外油气勘探开发大都处在社会动荡与条件艰苦的国家和地区，在人力资源紧缺的情况下，走出去战略更需要数字油田作技术支持。

数字油田可以提供远程技术服务。数字油田研讨厅技术建立数字油田平台，可以将远在国外任何一个区域的数据通过卫星传输到国内的控制中心，利用研讨厅实现全球不同区域的专家在同一空间内同台研讨一个技术难题，这在不远的将来不是一个难题。油田企业走出去战略，将为数字油田开拓更加广阔的市场和技术发展前景。

油田企业发展需要数字油田。油田企业都在努力地延长油气田的生命周期。除了向深度进军，滚动扩边外，还有就是在油田内挖潜，对油田的数字化管理，对油藏精细化管理实现每一个小层、小砂体的精细化描述，这些都只有依靠数字油田来完成。

4.3　数字油田面临的挑战

4. 3. 1　新技术变革影响数字油田建设的走向

熟悉计算机发展的人们都知道，２０年前，个人计算机大都还在使用命令行式的 CCDOS操作系统，人们为计算机能使用 WPS简单地处理中文文件，在分辨率只有７２０ ×３５０的显示器上作出简单的图画而倍感惊奇。而在十年前，我们又在为计算机的信息系统平安地跨过了２０００年而欢欣鼓舞，其实事情的起因在我们现在看来是多么微不足道，当时就是为了节省计算机宝贵的存储空间而使用两位数字表示年份，从而造成２０００年表示为００所带来的不确定性，一度称作 “千年虫 ”问题。我们回头审视那个时代所作的信息计划和设想时，有些在今天看来是多么具有睿智和卓有远见，但相反，也有些显得稚嫩或昙花一现。１９９９年大庆油田在我国率先举起数字油田建设的大旗，无论在工业化与信息化相融合上，还是在企业信息化建设上都是一个成功的例证，十余年来，没有大庆油田以及后来的胜利油田、新疆油田等我国大型油田在数字油田建设上一步一个脚印的探索与实践，就没有我国当今数字油田建设的满园春色。我们回顾历史，就是要以史为鉴，只有了解过去，才能指导现在，展望未来。

“昔日黄花已成土，又见新花笑今朝”，今天，信息技术的发展已不可同日而语，从 IBM深蓝计算机向代表人类高级思维的国际象棋博弈的挑战，到遍布世界各个角落的计算机。它们活跃在人类生活的各个领域。进入新世纪以来， 信息技术革命发展的势头要比前十年更加迅猛。在计算机的性能方面，无论是计算速度、存储容量，还是多媒体表现能力都有大幅度的提高，特别是互联网、虚拟现实、无线传感、物联网、云计算等新技术、新思维的不断问世，风起云涌。当今，世界可能面临着重大的技术变革。２００９年９月８日中国科学院院长路甬祥院士在题为枟应对危机，把握机遇，科学前瞻，创新发展枠的报告中指出，“进入新世纪以来，世界科技发展呈现出一系列新的特点，人类正走向可持续能源与资源时代，信息技术的发展将继续深刻影响和改变人类社会的生产、生活、思维和发展方式”。他还指出，“我们有充分的理由相信，当今世界科技正处在革命性变革的前夜，在今后的１０～２０年，很有可能发生一场以绿色、智能和可持续为特征的新的科技革命和产业革命，科技创新与突破将创造新的需求与市场，将改变生产方式、生活方式与经济社会的发展方式，将改变全球产业结构和人类文明的发展进程，这次国际金融危机，将加快科技创新和新科技革命的到来。”在谈到信息技术领域时，他认为 “无处不在的信息网络、惠及大众以及低功耗、低成本、易使用、高可信、自治管理和个性化将成为未来几十年发展信息技术的主旋律。我们必须抓住２１世纪上半叶信息科学变革性突破和信息技术跃变的机遇，加快和提升我国信息化进程和水平，发展 ‘智能中国 ’基础设施，消除数字鸿沟，走出一条普惠、可靠、低成本的信息化道路，加快构建我国无所不在、人人共享的信息网络体系”。

２０１１年是 “十二五 ”的第一年，面对新的技术革命发生的前夜，人们都在精心制定数字油田未来的实施规划，在数字油田业已取得成绩的基础上，准备继往开来之时，有可能举棋不定，有可能被某些开发运营商所错误诱导，也有可能因认识的局限而成 “井中蛙”，但我们一定要想到五年或十年以后科学技术的发展趋势，到那时再回首，不要因为我们对形势发展估计的不足或错误的判定，致使我们今天所作所为成千古之恨。我们要成为时代的弄潮儿，高瞻远瞩，既要考虑到当今的可实施性，又要考虑未来技术的变革，使我们的数字油田建设，不仅当前是先进的、可行的，未来也要经受时间的考验，证明也是科学的、可持续发展的。

4. 3. 2　世界形势复杂多变影响数字油田建设的投资

美国学者迈克尔 · T.克莱尔在枟资源战争枠一书中写道 “未来国家之间的 冲突，将不是为意识形态而爆发，而是为确保最宝贵的自然资源供应而爆发”。石油能使一个国家迅速繁荣昌盛，也能使一个国家瞬间走向衰败，甚至土崩瓦解。阿拉伯联合酋长国１９６６年发现石油，依靠丰富的石油资源换来大量的财富，使原来主要依靠珍珠出口的贫穷国家发生了天翻地覆的变化，如今，人均 GDP已达五万美元以上。然而，近年来，由于中东和北非地区地下储藏着丰富的石油与天然气资源，引来了西方大国的觊觎，从２０世纪中叶以来的历次中东战争，到近代伊拉克战争，多国军事干预利比亚都能看到油气资源在其中的端倪。２００４年８月人民日报在题为 “油气资源牵动地缘政治 ”一文中指出：由于石油具有的特殊战略价值，世界石油中心同时也成为各种政治力量争夺的焦点。从当代国际政治的演变来看，石油逐渐成为一个国家为维持国力或谋求霸权而争夺的重点，各国想尽各种办法在控制石油资源方面展开角逐，划分势力范围。世界各国对全球石油供应资源的争夺，也构成了世界各国政治、外交政策的重要基础。

近年来我国一些大型石油企业开展海外投资，到海外去寻找稳定油源，实现石油进口多元化，不仅可保障我国石油供给安全，还可以增强我国石油企业的国际竞争力。这种跨国域的经营方式之中，正是数字油田大显身手，发挥更大作用之时，但是，由于国际形势的多变，海外投资存在着潜在的风险，如果出现形势逆转，大量的金钱可能付之东流。２０１１年初因利比亚国内局势动荡，为了我国公民顺利撤出利比亚，我国租用了四艘外国高档游轮，安排十余家星级酒店食宿，又派出近百架次民航包机，还有多架次的军用运输机，有人保守估计总花费在４亿～１０亿元人民币。其中还没包括因企业仓促停产和因战火所造成的损失。

２００８年美国出现次贷危机，危机迅速蔓延发酵，由此引发金融危机和经济危机，金融大鳄雷曼兄弟公司申请破产保护，成为第一枚倒下的多米诺骨牌，经济危机的阴霾很快笼罩了全世界，全球经济经历了２０世纪３０年代以来最为严重的衰退。危机至今虽已历时两年有余，但复苏前景变数犹存。最近的欧洲债务经济危机如果任其发展有可能将刚刚复苏的欧盟各国再次转入衰退。

这种世界政治与经济形势的复杂多变，致使国际石油价格大起大落，当前我国的原油市场价格正处于与世界原油价格逐步接轨的阶段，从而也就直接影响我国油气田企业的经济效益。当世界原油价格节节攀升，世界经济形势好转， 国内原油及其成品价格也随之不断调高，各大油田企业当然是最大的受益者。相反，如果世界原油价格下跌，企业的效益势必受损。

一旦企业因各种原因资金周转发生困难，以发展与稳定为首要的考虑目标时，它们往往会首先紧缩在数字油田建设的投资，使数字油田建设举步维艰或戛然而止，所以，数字油田的建设者应对这样的复杂多变形势要有所准备。

4. 3. 3　油气资源枯竭影响数字油田建设的热情

“泽中有火”、 “上火下泽”，这是距今三千多年前的西周时我们祖先最早对石油的认识。如今，石油已从简单的照明取暖，变为人类社会最重要的能源物资，它被称之为工业的 “血液”。在我们没有找到石油的替代品之前，如果世界一旦离开石油，社会至少要倒退百年。

我国虽是世界上最早发现与开采石油的国家之一，但我国的石油工业只在新中国成立之后才得以大力发展，２０世纪５０年代克拉玛依油田、大庆油田的发现极大地振奋与鼓舞了全国人民。改革开放以来，随着我国经济的迅速崛起，对石油的需求急剧增加。据中国石油集团经济技术研究院发布的枟２０１０年中国国内外油气行业发展报告枠（以下简称枟报告枠）所述，２０１０年，由于主要用油行业 ———工业和农业生产以及汽车销量都增长较快，导致了国内石油消费需求强劲反弹。全年石油消耗量达到４.５５亿吨，较２００９年增长１１.４％。２０１１年中国由于各方政策的导向，石油需求增速虽有所下降，但预计全年的需求量为４.８３亿吨，仍增长６.２％。与此同时，我国石油进口量大幅增长。据海关总署公布的数据显示，２０１０年中国进口原油２.３９亿吨，同比增长１７.５％。报告还认为，当前中国仍处于城镇化、工业化快速发展阶段，今后五年，石油需求年均将增长４％左右。到２０１５年，中国石油对外依存度将上升至６０％以上。

石油不仅关系到我国经济长久的持续发展，也关系到国家的战略能源安全。我国历届中央领导集体都对能源发展和石油供需给予高度的关注，强调要抓紧制定和实施可持续发展油气资源战略，搞好石油天然气资源的勘探、开发、生产和节约使用。但是国内主力油田大都已进入开发后期，我国油气藏类型日趋复杂，资源品质明显变差，勘探与生产的难度日益加大。２０１０年枟大庆油田可持续发展纲要枠中就提到油田自身发展面临 “五大挑战”，其中第一个挑战就是资源接替的问题。纲要指出，油田每年提交的油气储量，还不能满足原油稳产、天然气 上产的需要，实现储量有序接替、储采基本平衡困难多、任务重。如何发现新探明储量、稳定油气产量、降低生产成本已成为我国油田共同面对的问题。

为了克服企业面临的窘境，企业决策层往往将希望寄托于高科技，认为数字油田能解决企业所面临的一切困境，希望通过数字油田建设找到更多的油藏，迅速提高企业的油气产量。但当对数字油田建设的投资没有达到预期或效果没有想象的那样明显时，就有可能导致对数字油田建设的热情降温，对数字油田的作用产生疑惑，乃至数字油田建设半路夭折。

4. 3. 4　数字油田的误读引起数字油田建设的疑问

数字油田不仅仅是一种使油田数字化了的技术，也不仅仅完成企业再造。其实，数字油田不但能够体现出当今时代的油田企业信息化的最高水平，而且还是一个未来油田企业发展的必然趋势，它不仅具有支持今天现实油田企业的具体油气生产和提高采收率、提高管理水平、提高竞争力的作用，更重要的是能够解决以油气勘探开发为主营业务的油田企业如何实现可持续发展的大问题。因为油田企业本身是一个大系统，而数字油田又是一个开放的、复杂的巨系统。数据的背后是信息，信息是数字油田的血脉和纽带，它吸纳地球科学、石油科学等所有知识和技术，做到控制、反馈、协同发展。

我们必须认识到建设数字油田不是目的，更不是企业作秀的华丽外衣，尽管数字油田的建设内含有不同的解读，有着各个侧重面，也有着多种不同的实现方法，但有一点是相同的，那就是它应为合理调配和挖掘油气田企业内部资源、提高生产运行效率、强化企业管理、提升核心竞争力的有效手段。

数字油田建设是油田企业一项艰巨而复杂的系统工程，然而有的企业把数字油田简单理解为就是构建带宽足够大的网络通信链路、建设功能足够强大的信息处理中心、建立若干个海量数据库、编制面向各业务的应用软件、安装高清全天候视频监控工程等，在这些孤立系统的后面，没有统一的标准的支撑，没有统一指挥、统一调度信息处理平台的汇总与升华，不能实现数据转化为信息，信息转化为智慧，只能在一个水平上徘徊，难以上升到更高的层次。这样对数字油田的误解，轻者可能使数字油田满足现状停滞不前，重者走入不断增加信息建设的投入，不断增加信息孤岛的非良性循环，使数字油田建设走入歧途。

当这种所谓的数字油田建设越走越远，资金越投入越多时，就有可能积重难返，欲罢难休，企业数字油田建设者看不到数字油田的未来曙光，企业领导者与广大员工看不到数字油田带来的益处，他们不禁对数字油田建设产生疑问。一旦数字油田建设得不到领导的呵护与扶持，得不到员工的支持与投入，数字油田建设势必有始无终，半途而废。所以我们在建设数字油田时必须弄清数字油田的内涵与外延，精心制定、论证数字油田短期与长远规划，科学、稳妥、扎实地一步一个脚印，为数字油田建设增砖添瓦，使数字油田建设永远沿着正确的轨道前进。

4.4　小　　结

数字油田发展阶段研究其实是一个很重要的课题。因为人们只有深刻地认识到数字油田发展的阶段，才能认识到阶段的过程，并依据过程细化任务，很好地完成建设。如果对数字油田的发展过程及其阶段认识不明，就会犯严重的错误，甚至会导致数字油田建设的失败。

数字油田阶段论是描述数字油田建设过程中的阶段性，有利于对数字油田建设过程的细化与认识。在阶段论中，将数字油田建设的过程阶段和数字油田发展过程的阶段作了明确的界定，有利于对数字油田未来发展的把握。

数字油田在发展中遇到了很好的机遇，才使得数字油田诞生与发展，在未来的数字油田建设中仍然需要良好的机遇。在今天，数字油田仍然有着良好的国际、国内的机遇，这对数字油田建设与发展十分有利。

数字油田的发展不会是一帆风顺的，在良好的机遇下，还有很大的挑战。挑战来自于数字油田本身的建设与发展；来自于油田企业的油气资源的潜力与主营业务需求；来自于世界经济、国内生产等的形势与变化。数字油田要面对变化，积极应对，从而实现更好的建设与发展。

专　题　篇

数字油田技术

数字油田技术一直是个难题，主要难在数字油田是否是技术，能否成为技术。

数字油田能否像地震技术一样寻找油气资源，能否像钻探中的钻井、录井、测井、智能完井技术一样开采油气，能否像注水开发一样提高油气产量呢？这些技术没有人提出质疑，如地震技术一直是地球物理勘探找油气的重要技术之一，从当初亮点技术到２D、３ D直到今天的４D技术，没有任何人提出异议。然而，只要提及数字油田技术就会有人问它是一门技术吗？

数字油田能否成为技术？数字油田是否是个技术，我们需要研究和探讨。本章试图就数字油田技术的沿革、数字油田的主要技术以及数字油田技术组合与优化等方面进行论述。

5.1　数字油田技术沿革

5. 1. 1　油田技术来源于油气的勘探与开发

石油天然气勘探开发是一个高风险、高投入、高技术含量的产业，进入２１世纪，油气勘探与开发面临的难题越来越多，为保证油田的增储稳产和降本增效，增强企业核心竞争力，各大油田的管理者、科研技术人员运用一切先进的技术发掘油田的潜能，由此便诞生了油田诸多特有的技术。

正如２０世纪以来，随着计算机的发明及互联网技术的推广，计算机、网络相关的先进油田勘探开发技术得以推广，油田中先进技术的发明与运用多数都与计算机网络有关。它们大都是信息技术服务于地学、石油工程以及企业管理的产物。信息技术的运用体现于监测 —决策（数据 —信息 —知识 —智慧）－部署实施三大主要环节。数字油田技术也就特指油气藏的监测，数据的采集、存储与通信及解译，决策的实施与方案的优化，操控的闭环管理过程中应用现代化的信息技术，它涉及油气资源的整个生命周期，涵盖勘探、评价、开发和集输等领域，将油井、油田及相关资产相互联系起来实现统筹经营与管理，旨在保证油田的增储稳产和降本增效。数字油田技术蕴涵于数字油田之中，而软硬件是数字油田技术的载体和具体体现。经过多年的发展，国内的各大油田拥有了日益完善的采集系统，完整的数字网络环境、丰富的信息数据中心、全面的应用软件和熟练掌握网络设备操控的员工，数字油田技术日新月异。数字油田技术为新一代的油田人提供了全新的领域，造就了一批优秀的数字油田管理和技术人才。

5. 1. 2　关于数字油田技术

数字油田是一种新一代的油田管理技术，源于剑桥能源研究会。２０００年该研究会组织了一个全球范围内的多用户研讨会，议题是 “数字油田 ———新一代油藏管理技术”，在会后发布的研究报告中，对数字油田技术将会给石油工业带来的影响、作用给予了高度评价。

美国石油工程师协会在２００５年的年度技术会议和展览上进行了 “数字能源”专题讨论，并于２００６年５月在中国澳门举办了 “智能油田的未来 ”论坛。２００６年７月由斯伦贝谢公司主办的以 “迈向数字化油田的通途 ”为主题的“２００６中国论坛 ”在厦门召开。至此，关于数字油田的潜在技术和实际价值，已经从初期的仪器、仪表和监测的数字化，发展成衔接现场作业和各业务部门作业的闭环工作流程，通过这些业务流程的无缝衔接，不断发挥数字油田的全部潜能。

把数字油田作为技术的提法在国际上很普遍。但是，在国内对于数字油田技术有许多种声音。

认为数字油田不是技术。在很多人看来数字油田还没有完全搞清楚其是什么，就不可能有技术，认为数字油田就是油田信息化。但也有人把油田抽油机远程无线测控、数据实时传输系统技术认为就是数字油田技术。

将数字油田等同于某项具体的技术。例如，很多文献认为数字油田的核心技术是 “GIS”，即地理信息系统， GIS在数字油田中有很重要的地位和作用，可将油田人文、地理数字化，实现查询和互动。

数字油田本身内含着数字油田的技术。这种观点认为数字油田技术是数字油田本身所具有的技能和本领，它通过发挥自身的功能为油田企业服务，使企业产生价值和效率与效益，或者解决某一项技术难题，如高能气体压裂技术解决了高含水油层的开发难题一样。数字油田技术一定能解决油田企业中存在的难题问题。这点有别于数字油田建设工程中的那些集成技术、数据运行与维护技术等。

经过多年的数字油田建设，对于数字油田技术也进行了多年的争论，我们在探讨和研究数字油田技术时，必须给数字油田技术充分的论证以还其真实的面目，让其发挥数字油田技术的真正作用。

我们认为，数字油田技术是数字油田的本质内涵。数字油田通过数据整合、技术整合，为油田勘探开发主营业务提供技术支持；通过将信息技术高度渗透和融合，构成油田勘探开发的新技术。

5. 1. 3　数字油田技术的地位

1.数字油田技术的定位

２１世纪以来，油田企业出现了一个明显的新现象，在集成化油藏经营管理进一步完善的基础上，又迈向一个崭新的时期 ———数字油田阶段。这个阶段将把各种有形资产、人力、数据、工艺、技术、方法与工程等有机地融合到一个统一的价值链中，在整个油田开发的生命周期内，连续进行 ERP优化，提高效益和价值。以四维地震检测、重力测量、电磁监测、永久型地面检波器网络和永久型光纤井下检波器等为主的遥测技术、三维可视化技术、智能钻井与完井技术、自动化和数据集成等的发展与应用形成了这一时期的关键技术系列。数字油田展示了油气田开发正在进入自动化、智能化、可视化和实时化的闭环生产经营新阶段，见图５.１。

有学者系统地回顾了２０世纪７０年代以来关键技术的发展历程，从中可以捕获到关键技术的发展脉络和趋势，同时也可以对比分析出我国油田开发技术所处的位置与水平。从图５.１中可以看出，技术发展推动了油气田开发水平的进步和提高，使油气田开发不断迈向新的阶段。

该学者对自２０世纪７０年代起所诞生的新技术和关键技术进行了统计，从技

图５.１　国外油气田开发技术的发展历程与趋势（枟石油科技进展综述枠，有改动）

术进步的角度看在逐步发展与提升，尖端技术和解决关键难题的关键技术在不断诞生，学者认为到２１世纪的关键技术除深水开发技术、微孔井开采技术等外，数字油田赫赫在列，也被认为是２１世纪的关键技术。笔者认为开发技术还在发展，在不断迈向可视化、智能化、集成化、实时化及全面的数字化。

2.数字油田技术理论基础与技术来源

数字油田技术服务于油田工作之中，体现了 “用力少，见功多 ”管理的基本原则，充分发挥出油田科研人员的智慧，同时实现增储稳产和降本增效，提 高了油田工作者的工作效率、决策水平，改善了人员工作环境。数字油田技术的主要研究内容包括信息技术、地学／石油工程和管理学三个方面，数字油田技术的发展与革新也源于这三大领域的理论指导与技术支持。

地学、石油工程、信息学、管理学等多个学科的发展，伴随着数字油田技术的进步。地学方面表现为沉积学、石油天然气地质、地球物理与有机化学、地质建模、地理学、遥感航测、制图等学科领域的发展；石油工程方面则表现在地震与其他物探技术、油田开发与采油工艺、钻井、测井、录井、试油技术、油气集输技术、地面建设技术、设施监控和自动化控件等方面；信息技术则表现为计算机网络、信息采集、处理、解释、应用技术、 OpenGIS和 WebGIS技术、数据库管理技术、数据仓库技术及数据银行技术、虚拟现实技术、海量存储技术、并行计算、协同工作技术、企业信息门户技术等；管理学方面则表现在系统工程理论、组织管理技术、风险分析技术、 ERP技术、信息管理技术、知识管理技术等。

3.信息社会催生了数字油田技术

托夫勒在枟第三次浪潮枠一书中，将人类社会划分为三个阶段：第一次浪潮为农业阶段，从约１万年前开始；第二阶段为工业阶段，从１７世纪末开始；第三阶段为信息化（或者服务业）阶段，从２０世纪５０年代后期开始。自计算机问世以来，在全世界范围内兴起的第一次信息革命对人类社会产生了空前的影响，信息产业应运而生，人类迈向信息社会。到９０年代初期，美国每年应用计算机完成的工作量相当于４０００亿人一年的工作量。以信息技术为基础的产业在发达国家内已占生产总值的一半以上。信息高速公路掀起的第二次信息革命的特征是网络化、多媒体化。信息高速公路能传递数据、图像、声音等信息，其服务范围包括教育、卫生、娱乐、商业、金融和科研等，并将采取双向交流形式。

世界各国争相发展信息产业以改造传统工业。早在２０世纪９０年代，芬兰政府就将建成信息化社会作为其首要发展目标，并于１９９５年制定了信息社会发展战略。芬兰政府制定和修订了电信法、数据法、商务电子通信法、电子签名法和信息社会保护法等一系列法律，完全开放了电信市场，在信息和通信基础设施建设方面投入了巨资，为信息与通信产业的发展创造了有利环境。１９９７年韩 国发生金融危机后，韩国政府就立志要加快发展信息技术，成为世界级 “信息技术发达国家”，把信息技术作为带动经济发展的动力。韩国投入巨资建立超高速通信网，大力发展网络技术，使韩国信息通信技术及产品走在了世界前列。２００２年２月，德国推出一项总投资额达３６亿欧元的“２００６信息技术研究 ”计划，为德国从２００２年到２００６年在信息与通信技术领域内的发展提供强大的经济支持。我国政府明确提出了以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子，用高新技术和先进适用技术改造传统产业。１９９９年１１月１０日人民日报刊登了信息技术改造传统工业的十大趋势：快吃慢、地变天、西融东、聪变傻、窄拓宽、分让直、老让少、收即开、高喝低、技变贸。

信息技术悄然改变了传统工业的经营生产模式，改变了传统工业中人员的工作与思维方式。９０年代以来互联网的发展， Web２.０的广泛应用，人们的工作、生活方式发生了质的变化。研究表明，５０岁以上人以文件方式工作，３５～５０岁的人以 E唱mail的方式工作，小于３５岁的人以 Web的方式工作。姑且不管这个年龄限定的正确与否，但这一变化是事实存在的，体现于油田员工的工作与生活中，改变了油田员工的思维方式（底层员工对信息的需求主要体现于具体技术手段的信息化）。这一变化推动了领导层的思维与决策指挥的变化，成为我国数字油田建设的需求，不管是从宏观角度，还是企业微观角度来看都推动了企业的信息化的发展。

可见，信息化时代不断催生着新的技术，在信息化时代的大潮中，诞生了数字油田，催生了数字油田技术。

5.2　数字油田主要技术

数字油田就像一个人，硬件是躯体，是数字油田运行的基本环境；用户界面是脸，是技术、科研、决策人员与数字油田对话的基础；数据是血液，是数字油田得以运行的保障；数据整合是心脏，维持着数据的流通；专业软件及软硬件整合是大脑，实现专业领域的技术应用；业务流是思想，是数字油田的灵魂，数字油田是一个平台、一类框架、一种理念，至于用户是用来找油找气，还是用来油气开发，依托于业务流。多年的信息化建设，改善了硬件基础设施， 建成了专业数据库平台，购置了大量的专业软件，这一系列的基础工作支撑着数字油田的发展。新的时期，数字油田建设过程中还需整合数据、整合软硬件，并融入油田的实际业务之中。

5. 2. 1　数字油田支撑技术

1.数字油田硬件基础

硬件基础设施建设是数字油田的根本保障，内容包括网络通信、机房、服务器、数据存储设备、自动化采集设备、视频监控设备、高性能的运算设备和可视化的展示设备等。主要分为四类：第一，数据采集硬件设备及技术。包括各种传感器及其大型地球物理设备仪器、数字化井场监测、监控设备及技术。第二，数据传输的设备与技术，主要包括有线、无线传输与通信技术。随着油田物联网建设的发展，这部分在数据传输过程中显得越来越重要了。第三，数据存储的设备与技术。除了现有的数据中心机房建设外，还包括异地容灾、双机热备等的设备与技术。随着云计算的出现，云计算、虚拟化等技术将会发挥更大的作用。第四，数据展现设备与技术。这部分在以前并没有引起人们的普遍重视，但随着生产指挥调动系统建设和三维可视化技术的发展，未来大屏、小屏及其移动设备与技术将成为油田设计及决策的重要手段之一。

2.数字油田数据采集技术

１）地震勘探技术

经过几十年的发展，我国石油的物探技术已拥有了较强大的技术力量，对油气田的增储上产和可持续发展发挥着重要作用。

针对复杂山地、黄土塬等特殊地表和复杂陆相沉积地层等世界级难题，我国展开了提高资料信噪比、成像精度及层位预测准确率的一体化物探技术攻关，逐步形成了复杂山地地震技术、沙漠地震技术、黄土塬地震技术、过渡带地震技术、大型城区地震技术、富油气区带高精度地震技术、油藏地球物理技术和综合物化探技术等八项具有中国石油特色的技术系列。其中复杂山地、黄土塬等地震勘探技术处于国际领先水平。目前取得重大进展的前沿物探技术主要有 高密度地震技术、海上多波地震技术、全数字地震技术和时移（４ D）地震技术等。

未来物探技术将沿着二维描述、三维描述、三维可视化、四维检测、全面解决方案的技术发展路线发展。 ①在勘探阶段，发展以重磁电、复杂地表采集、叠前深度偏移处理、叠前储集层预测和圈闭评价为主的地震勘探技术； ②在评价阶段，以地震勘探技术为基础，发展以高精度三维地震、叠前地震属性描述、流体识别、定性／半定量圈闭评价和油藏静态建模为主的物探评价技术； ③在开发阶段，发展以数字地震、高密度地震、多波、井筒地震、四维地震、流体识别、储集层改造动态检测、油藏动态建模为主的油藏地球物理技术； ④在二次开发和提高采收率阶段，地震、测井、钻井等工程技术一体化，开展滚动评价，提供勘探开发全面服务的一体化解决方案。

通过成熟技术推广、瓶颈技术攻关、前沿技术跟踪研究和软硬件系统的研发，必将进一步提升中国石油物探技术核心竞争力，从而实现多做物探、少打井，总体勘探开发少投入、多产出，实现上游业务发展方式的转变，更好地为提高油气勘探开发效益服务。

２）智能钻井技术

２１世纪钻井技术趋向于自动化、智能化、轻便化和经济化。一方面，整合钻井、测井、数据采集、传输、控制技术；另一方面，从地面人工控制发展到地下全自动闭环控制，数据采集方面则由地面为主的间断采集发展为地下直接连续的采集。目前，我国主要应用的钻井技术有喷射钻井技术、平衡压力钻井与欠平衡压力钻井、丛式井钻井技术、油气层保护技术、定向井、水平井钻井技术、深井、超深井钻井技术、老油田重钻井技术、旋转导向钻井技术、大位移钻井技术和多分支井钻井技术等。

３）智能测井技术

测井技术被喻为 “油气勘探开发的眼睛 ”和 “石油地质师的参谋”，在油气勘探开发过程中，测井技术具有决策先导和技术支撑作用，它是确定和评价油气层的重要手段，也是解决一系列地质问题的重要手段。

近年来，世界石油测井技术发展很快，伴随着勘探开发领域的不断拓展和 相关基础学科的进步，随钻测井全面推广，成像测井已广泛从 “二维 ”进入了 “三维 ”的新阶段，井筒覆盖率和准确程度大幅度提高；测井装备正在逐步实现小型化、集成化、网络化和实时化。近年来中国测井技术也有了较快的发展，成像测井、随钻测井技术装备研发成功并投入批量生产，过套管测井仪器系列不断改进和完善，测井资料的处理和解释技术不断提高，火山岩测井解释理论和方法、低阻油气藏测井识别与评价方法等复杂储层测井解释技术有了新的突破。产生的测井新技术有：电阻率测井技术、声波测井技术、核磁测井技术、电缆地层测试技术、随钻测井技术、过套管测井技术和井下永久传感器等技术。

４）智能井技术

所谓智能井就是在井中安装了可获得井下油气生产信息的传感器、数据传输系统和控制设备，并可在地面进行数据收集和决策分析的井。通过智能井可以进行远程控制，达到优化产能的目的。智能井系统的主要部件包括： ①流动控制装置，通常是控制流体流出／入油藏的水力内部控制阀； ②直通层间隔离封隔器，使水力控制管线和地下控制阀连通； ③井下传感器，向地面提供压力、温度和流量数据； ④控制系统，包括水力／电力地面系统，用以监测和控制地面条件。智能井技术的应用范围很广，主要用于油藏开采过程的管理，这对于二次采油与三次采油非常重要。它可以控制一口油井的注入水或注入气在不同产层或不同油藏之间的分布，也可以封堵产自其他产层的水或气，因而可以控制注入水或驱替出的油扫过油藏中未波及的区域。这对于复杂结构井，如大位移井、长水平井或多分支井以及各向异性的油藏来说非常重要。作为一种有力的工具，智能井技术不仅可以处理油田开发中经常出现的问题，也可以处理很多井下突发事件，并通过对这些突发事件的处理创造价值，从而给资产增值。其优点主要在于：优化油藏性能，从而提高油藏采收率，增加油井产量；减少作业中投入的劳动力，从而减少安全事故，更有效地进行油藏管理。

５）其他相关技术

实时数据采集技术。为提高生产指挥水平，需实时把握各生产环节和关键设备的运行动态，监测油井生产参数，监控输油管线和供电管网运行状态。实时采集通过测量仪表和传感器等设备实现，主要包括：钻、录井参数监控，

输油管道泄漏监测（输油管道的压力、流量实时监控）；抽油机井、电泵井生产参数的实时采集；油站库的油气水自动计量，电量、燃油等能耗数据自动监测等。此外，近年来，视频实时监控技术发展迅速，视频实时监控、外物闯入报警、闯入目标智能锁定、语音自动提示、远程语音警告等技术发展，使电子巡井技术得以实现。

异常判识技术。异常判识技术用来分析实时采集的数据，依据预设的规则，判读异常状况，给出预警信息，以提醒生产人员，包括数据图像分析处理、集油管道堵漏判断、示功图智能识别等技术。例如，示功图智能识别是将实测示功图与典型示功图进行对比分析，以判断井下工况，提醒技术人员完成相关操作，保证生产安全平稳运行。

远程控制技术。远程控制技术对机采、注水、集输等系统进行整体优化，实现工艺流程自动监控、设备运行预警保护、动态优化生产参数，具体表现在投球清蜡、抽油机的远程启停、智能分层配注以及连续输油等方面。

地下可视化技术。油气藏是位于地下的三维实体，地质学家不断寻求对其表征的有效方法，从而诞生了一系列的专业软件，如 Petrel等。这些软件大多是依据地震、钻井和测井数据模拟刻画油气藏的地下形貌，在地下三维数据可视化表现方面功不可没。

其实相关技术还有很多，以上仅列举了一部分，这些技术看起来是专业技术，而且已经在油田中发挥了很大的作用，但是，这些技术对数字油田技术作着很好的技术支持。这些技术承载着信息技术，将信息技术渗透、融合后，构成了先进的数字油田技术。所以说，没有这些技术，也就不可能有数字油田技术。

3.数字油田软件技术

数字油田软件分为两类。一类是已有的专业软件，这类软件技术解决专业过程的数字转化，数据转化问题将专业设备采集的数据转化为各种图件，用以研究地质问题、开发问题和生产问题。这类专业软件达百余种。另一类是数字油田开发的软件，这类软件将专业技术，专业软件和工程技术人员的智慧融合在一起，不同专业技术、不同学科的工程技术人员同台工作的机制，显示了数字油田综合技术的能力。这是数字油田的软件技术，也是数据复用的数据再生技术。

5. 2. 2　数字油田的整合技术

整合，是数字油田的基本功，也就是说数字油田的关键功能之一就是整合。整合数据、整合技术、整合信息，形成一种综合集成技术，为油田企业主营业务提供技术服务与保证。

1.整合技术

人员整合，协同工作。数字油田就像是一面旗帜，或者是一个观念，当油田的每种设备都由原来的模拟转换成数字式的先进仪器，当油田的每一个生产环节都自动化、现代化，当所有数据流都能实时传输，当分布在全球的专家实时解译后，工程技术人员在办公室里通过电脉就能指挥生产、科学研究，数字油田也就自然而然地实现了。它体现了多学科、异地的协同，实现了多岗位的整合。数字油田从过去的怀疑、观望，逐步建设成为现实，它就是大旗，将油气勘探、油藏评价、油气开发和油田管理等各环节上的人员融合在一起，促进地质研究人员、钻井、录井、测井、试油以及各类工程人员之间的交流，它搭起油田管理者与科研人员、工程人员沟通的桥梁，将油田生产经营各环节有机结合在一起，以优化产业结构，实现增储稳产和降本增效的目的。

整合人员的关键在于让不同领域、不同专业的人员能在同一平台同时解决同一个技术难题。

数据整合，数据库的整合。数字油田是平台，它能将油田中不同监测手段、不同专业领域、不同生产环节、不同时期产生的数据整合到一起。平台中有来自不同时间尺度下对盆地、油田、油藏的监测的数据，也有油井操控反馈信息；有地震、测井、录井、分析测试、数值模拟的专业数据，也有油井实时监测的数据及地质学家及时解译的油藏信息。数字油田平台中数据不是简单的堆积，它是以符合行业标准的格式存储，如 POSC、 EPDM等，它满足油藏三维空间、多层系、多阶段研究的特性，满足各学科具体业务的需求。平台提供的智能化软件对数据进行加工，并以方便快捷的方式呈现给研究人员，使研究人员建立对油藏的初步认识，减轻研究人员在目前研究中收集与整理数据的工作量，让专业数据始终发挥作用。多源数据综合让数据发挥出整体优势，使研究者可以建立全局的印象，全方面把握油藏规律，从而作出科学的决策。数字

油田就是油田企业最有效的数据资源整合平台。

技术整合，应用层的整合。油田研究者特别是地质学家通过综合多方面的数据，把握油藏的整体规律。目前，研究者凭借各式各样的专业软件判读油藏特征。专业软件加速了研究进程，体现出研究者的智慧。数字油田本身就是工具、平台，它服务于油田生产、油田管理，是现代化油田发展的利器。数字油田可实施数据一体化无缝连接。无缝连接不仅体现在软件与硬件之间、现场与科研基地之间，还体现于各类专业软件与专业数据库之间。通过数据管理工具实现专业软件之间数据交换，则数据交换是无损的、自动的。要达到这一点，各专业软件需满足数字油田平台输入、输出接口的标准；平台为专业软件提供数据或是专业预处理的结果，并格式化数据，以满足专业软件的输入需求；专业软件的成果上传至平台，为下一环节所用，从而实现各个专业领域的成果共享与信息传递。值得注意是，目前正处于文件 E唱mail工作方式向 Web式工作方式转变，科研人员仍主要通过加工文件形式的数据获得信息、形成知识，这一加工手段，主要表现在专业软件、小型工具或是人的归纳性思维。专业软件间的互通与数据交换已得到大家的重视，产生大量的数据交换平台，如 OpenSpirit平台。然而小型工具或是办公型软件的统一与规范化、集成化一直被忽视，科研中的各类统计表、统计图，对于大型专业公司而言，这只是个小问题，利润很少，不受关注。然而在地质人员工作中，至少将１０％的时间花费于此。因此，小型工具的集成，也应纳入工具整合之行列，更好地服务于广大科研与工程人员。

信息整合是数字油田的重要技术之一。数据整合、技术整合相对比较容易，信息整合要比所有的整合要难，因为信息是一个高度复杂的概念性的实体，有时是可以量化和捕捉得到的，有时是不可以量化，甚至是捕捉不到的，但是，信息是存在的。信息整合技术是一个很难的技术，需要高科技的方法和技术来实现。

但是，数字油田要将信息整合作为一个重要功能加以建设，这对数字油田十分重要。

2.数据 —信息 —知识 —智慧集成技术

油气勘探开发是一个对地下油气藏及其相关信息不断采集、加工处理和解 释应用的过程，亦体现了数据、信息、知识、智慧的转换过程（图５.２）。依据数字油田理论，数字油田将单一来源的数据加工成信息，综合多方面的信息，归纳出油藏的一般性的规律，形成关于油藏的知识。最后研究者依据学识，将油藏知识推广至新的区域，体现出研究者的智慧。

数据是载荷或记录信息的按一定规则排列组合的物理符号，可以是文字、数字符号的组合、语音、图形、图像等，也可以是计算机代码。

数据按性质分为： ①定位的，各种坐标数据，如地震的测线、井位、剖面位置等； ②定性的，事物属性的描述，如孔隙发育、储层好、敏感性弱等；

③定量的，反映事物数量特征的数据，如含油饱和度、全烃含量、伽马值等； ④定时的，反映事物时间特性的数据，如测井采样间隔、单位煤油压入岩芯的时间等。

数据按表现形式分为： ①数字数据，表现为各种统计或量测数据，如钙离子含量、高岭石含量等； ②模拟数据，由连续函数组成，又分为图形数据（如点、线、面）、符号数据、文字数据和图像数据等，如电阻率曲线、地震剖面等。 ③结构性和非结构性数据，结构性数据是用数字符号表征的数据，非结构性数据为图表等数据。

信息是图片信息，又称资讯，是一种消息，通常以文字或声音、图像的形式来表现，是数据按有意义的关联排列的结果。信息由意义和符号组成。信息就是指以声音、语言、文字、图像、动画和气味等方式所表示的实际内容。对信息的接收始于对数据的接收，对信息的获取只能通过对数据背景的解读。数据背景是接收者针对特定数据的信息准备，即当接收者了解物理符号序列的规律，并知道每个符号和符号组合的指向性目标或含义时，便可以获得一组数据所载荷的信息。亦即数据转化为信息，可以用公式 “数据＋背景＝信息 ”表示。信息某种程度可以理解为某一来源的数据的归纳与总结，如通过薄片鉴定资料的归纳总结某个区域的岩性、孔隙组合、填隙物空间特征等。它具有很强的专业性，同时也具备真伪性、层次性、可传输性、时效性和时滞性、可变换性等

图５.２　数据、信息、知识、智慧之间的关系

特征。信息在一定的时间内是有效的信息，在此时间之外就是无效信息，如随着样品量增加，储层的物性空间特征的变化。

知识的 “知”，字从矢从口，矢亦声。“矢”指 “射箭”，“口”指 “说话”。 “矢”与 “口”联合起来表示 “说话像射箭，说对话像箭中靶心”。本义：说得很准（一语中的）。“不知 ”或 “未知 ”就是指话没有说准，就好像射箭没有击中靶心。箭有没有射准，可以由报靶员证实；话有没有说准，可以由公众检验。地下油气藏是看不到，摸不着的，油藏研究者只能通过各种手段间接表达油藏的地质特征，各种来源的信息各具利弊。因此，研究者通过综合多方面信息，如地震、录井、测井、试油试气和分析化验等信息，形成油藏的分布规律，形成关于油藏的知识，从而指导生产。

智慧是对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。智慧是人们生活实际的基础。特别是在现代社会中，没有现代人智慧，就无法在现代社会中生存。可以把智慧分为三类：创新智慧、发现智慧和规整智慧。创新智慧，可以从无到有地创造或发明新的东西。发现智慧，可以发现虽然本来就存在但还没有被认知的东西。规整智慧，可以运用现有的规则如法律、法规、制度、政策、方针和方法等来调整、梳理、矫正、改变已经存在的东西。油气勘探开发中，智慧体现于研究者将其学识应用到实际的工作中，如根据生、储、盖、圈、运和保的规律寻找有利区块，体现出研究者的学识和主观判断力，广泛体现于油田决策中。

数据、信息、知识和智慧构成了数字油田的重要技术内容。数字油田最终都要将这些技术内容集成在一个平台上，完整地为油田技术服务，或者为油田企业主营业务提供技术支持，在未来的集成中，体现出来的基本模式就是数字油田＋智慧。

3.业务流与数据流、信息流集成技术

油气勘探开发过程就体现了数据到信息、信息到知识、知识到智慧的过程。完成这一复杂的过程，需要多个专业领域的人员参与，综合各个方面的资料。目前，各个业务岗位人员完成工作，主要依据小型工具、专业软件以及人工归纳汇总。研究发现，地质学家在收集、整理数据上所花费的时间，大约占整个研究项目的２０％～５０％，可见地质学家有多数时间花费在前期的重复性工作中。 数字油田技术将各个专业领域的业务整合在一起，实现各岗位人员的整合，实现数据流与业务的统一，其中最主要工作就是将数据流与业务流统一。

在讨论数据流与业务流之前，我们先看看研究决策过程中做了些什么？以井位部署为例，研究者需要分析地层、构造、沉积特征和成藏特征等资料，从而获得油藏的分布规律，并制作成藏模式图。这是非常复杂的过程，需要多个岗位的人员配合共同完成，这些岗位之间的配合有一定的顺序，后续工作以前面工作为基础，如砂体平面图绘制需基于分层数据，精细油藏描述中数值模拟以地质建模为基础。虽然整个研究过程比较复杂，但研究者总能将它们划分成若干小的工作单元，分工给不同的人员，并以特定的顺序组织完成指定的工作。对于某项具体的工作而言，可抽象为多源的数据输入、研究人员的加工处理、成果数据的输出三大部分。涉及的数据形式有数据库、统计表、统计图、平面图、单井柱状图、剖面图、三维模拟图以及描述性文字等，研究者也正是以这些形式表达其对油藏的认识。综上所述，大的工作任务由一系列小的工作单元组成，小的工作单元的组合是有序的，这就是业务流。

１）业务流

业务流由一系列的业务节点组成，组成业务流的业务称为业务节点，每个业务节点完成一项具体的工作，如砂岩储层的岩性三角形分类图、岩石学特征和储层评价等。业务节点由数据输入、数据处理和数据输出三个部分组成，对应于研究者的岗位工作。输入的数据由单机文档、专业数据库和成果数据组成，还包括之前该业务节点的输出成果数据，体现研究的延续性。数据输出主要是成果数据，可分为统计表、统计图、平面图、单井柱状图、剖面图、三维模拟图以及描述性文字等。数据处理部分，由人员利用小型工具、专业软件或是归纳完成，体现研究者的智慧。

实际工作中，按业务的大小，业务节点可分为最小业务节点、中级业务节点和最终业务节点。

最小业务节点，完成最小的工作量，如岩石类型分类三角图和孔隙组合类型研究。

中级业务节点，较最小业务节点大的节点，由多个业务组成的业务，可以由多个最小业务组成，也可以由多个中级业务组成，如物性特征、储层评价和 沉积特征等。

终级业务，完成最大的工作，最终的目标，如精细油藏描述等。不同层次的人对业务节点大小认定迥异，对于决策者认定为最小业务节点的某些工作，基层研究者却认为是最终业务节点。

值得注意的是，由业务节点组成的业务流中，业务节点之间体现继承性，其流向是单一的，总是由初始业务的输入走向最终业务输出。虽然随着地质学家研究的深入，其认识是不断改变，业务节点之间呈现出网状交织的结构，但在特定的时间段，我们可认定其是单向的。

业务流从实际应用的层面，解析、诠释了业务的流程，重在描述专业业务，然而具体的数据处理过程则体现于数据流中。

２）数据流

在业务节点中，数据处理过程以人的智慧＋工具完成。业务流不能很好地表现具体数据流向，即不能很好表征 IT角度的数据走向问题，为更好地表征数据流向，引入数据流的概念。

所有数据流，由一系列节点组成，节点是数据流的最基本单元，完成访问数据、操纵数据等工作。节点可分为数据访问节点、数据操纵节点、数据可视化节点、模型分析节点和输出节点。

数据访问节点向数据流中引入数据，引入数据可以源于各类数据库，如 Oracle、 Sybase、 Infomix、 CA唱Ingres和 Access等，也可以是单一的文档、图件等，如分析测试数据、测井解释成果、岩性统计表和砂体分布图等。

数据操纵节点，主要是数据的预处理，为专业工具、小型软件、模型分析准备数据，如数据计算、格式的变换、指定空间范围内的数据提取和样品的配对等。

数据可视化节点，则是通过可视化的手段表征地质学家的研究成果，有统计图、平面图、剖面图、专题图和三维模拟等，如填隙物分布、砂体等厚图和孔渗的三维拟合等。

模型分析节点，是数据流中的最关键部分，以各类模型、模式分析数据，如初始孔渗的恢复、物源的聚类分析和递减率曲线分析等。模型包括数据挖掘算法、空间分析算法和专业模式图等。

数据挖掘算法具体包括三类： ①监督模型、预测模型类，神经网络、决策树（C５.０、 C& RT）、回归、逻辑回归等； ②无监督模型类，聚类分析、关联分析等； ③数据降维类，主成分分析、因子分析等。

空间分析算法主要是由基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术构成，有空间信息分类、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、领域分析和空间统计分析等。

模式图是地质、油藏研究者常用的技术，它是前人研究成果的总结，将样品分析、动态监测的数据投影到事先绘制好的图板上，根据点在图板的位置或数据点的分布规律判读样品的类别、油藏表征参数等。模式图有很多类，有储层研究中常用的判读岩性的三角形图、孔渗恢复图解、沉积环境判读的 C唱M图、测井图板等，也有油田稳产常用的递减率分析等。值得注意的是，数据可视化节点的成果以可视化方式表达出数据之间的关系，某种意义上可以称之为模型分析节点。

输出节点，则将是数据流的成果输出至指定的数据库中，或是以文档形式保存，以便作为后续数据流的输入。

由数据节点组成数据流，由业务节点组成业务流，那么两者之间的关系是什么呢？数据节点偏向于 IT，数据节点完成了程式化、单一而具体的任务，如增加字段、合并数据流、访问某个数据表和字段排序等。由它组成数据流，则可表征一个有地质意义的工作，如砂岩分类中的石英、长石、岩屑端元组分的计算，油藏描述中的数值模拟等，即数据流可对应于业务节点。可以简单地认为数据节点组成数据流，数据流对应业务节点，业务节点组成业务流。数字油田平台提供一系列的数据节点，它们并非逻辑的或是虚拟的，而是物理的、可视的。由数据节点及指定数据流向的箭头组成的数据流，是根据业务需求定制的，即数字油田平台中提供一整套数据节点，业务人员则根据自身需求定制数据流、业务流，充分体现 IT与业务之间的有机结合。数据节点、数据流的可视化，充分表达了数据处理过程的可视化，这一点有别于传统的只注重结果的数据处理平台，过程的可视化有利于研究者之间的思维共享与沿续。

数据流是不连续的。正如上文所述，地质、油藏研究者主要通过小型工具、专业软件和人工归纳完成工作。就目前而言，数字油田技术可以实现小型工具的自动化，一键式操作，如孔隙度直方图的绘制等；对于专业软件数字油田可 为其提供输入、输出接口，实现数据处理的半自动化，如地质建模、数值模拟；然而对人工归纳工作而言，体现了研究者的智慧，数字油田可为其准备数据，如油藏管理、井位部署。由此可见，某些情况下，数据流是不连续的，这是由专业性质决定的，需要研究者的参与以保证数据流的.通。

３）信息流

信息流是业务流与数据流共同作用的结果。信息主要来源于在业务工程中数据处理、加工与提炼获得的人们的认识、判断和辅助决策的结果。在油田企业的勘探开发中表现得尤为突出，如部署井位就是建立在对之前地质研究、勘探等数据处理后完成的图件，加上工程技术人员的经验、知识与智慧，最后在地质图上确定的一个点。

业务流、数据流的过程中体现出信息流。信息流的技术主要表现在对业务的精湛和对数据的高精度处理过程中。

5. 2. 3　数字油田建设技术

数字油田建设技术，是指数字油田建设过程的技术。早在２００５年清华大学的孙世友和大庆油田勘探研究院的乔书江就提出：“建设上有系统，使用上无系统”的建设理念，这个理念非常好，并且给出了“３４４１”建设办法，但是，实际实施是很难的，原因是什么呢？

多年来，油田建成了各种类型的专业数据库，这是我们初级阶段的重要成果，而且使用者也初步享受到了数字油田的成果。可是，数字油田的建设者在使用中遇到了很大的麻烦，需要从这些分散的数据库提取数据，数据很多，利用率却很低，这又是为什么？

还有，油田企业十几年来，甚至几十年来，购买了多个厂家的软件，今天是这个，明天又是那个。虽然单个专业软件看起来都很先进，但软件的数据源的准备需花一线技术人员很多精力，而软件之间成果的共享又是个难点，如何发挥这些专业软件的整体效益呢？

数字油田还需要良好的数据获得、调用、发送的可视化界面等。我们把解决这些问题的技术，都叫数字油田的建设技术。打通分散专业数据到专业应用中的各个环节是数字油田建设的目标之一。

如图５.３所示，数字油田平台整合松散的各大专题数据库和成果数据库，形成统一的数据出口，保证平台中数据的快速调用，并提供有力的数据综合表现手段，用户可以方便快捷地浏览、查找、分析数据；数字油田平台集成各学科领域的专业软件、硬件、平台为其提供数据源，并接收其成果数据，实现数据流与业务流的统一（图中中心向外发散的箭头代表着平台中数据的流向，最外层的循环的箭头代表着业务流），最终实现油气开采的异地协作、跨部门协作，从而节约成本，变革现有的科研生产管理方式。

图５.３　数字油田平台建设

1.数据综合管理服务技术

过去的１０多年里，各大油田建设建成各大专业数据库，并在此基础上研制出专业应用平台，如地震、测井、钻井、录井、分析试验、油田产量和地面管网等专业数据库。建设过程中，受政治、技术的影响，多有反复，建设道路相当曲折，但也积累了大量有价值的数据，这一点不容置疑，它有力地保障了后期的科研生产的顺利进行，即便它们存在这样、那样的数据质量问题。这个时期虽有从上层向底层推行的数字化项目的存在，但从实际应用上看，底层科研生产院所自行研发的专业数据库及应用平台占主导地位。这些系统分属于不同的生产部门，系统的运行管理相对独立，互不干涉。

随着信息化的发展，多部门协作进一步增强，各部门的数据共享需求与日俱增。人们也日趋重视各大专业数据库间的数据整合。由此产生了两种数据整合方案。 ①数据迁移。以 EPDM或 PPDM等数据库模型，将各大专业数据库迁移至一个数据库中。将各大专业数据库整合到一个数据库中，建成一个大而全的油田数据库，虽实现了数据的充分共享，便于油田数据的统一管理与维护，但工程量巨大，资金费用可观，将维护人员提升至多学科业务水平的花费也是不容忽视的。某种意义上，这种方式废弃原有数据库及其相应的应用系统，推翻了前人的研究成果，这倒是信息化过程中常见的现象。 ②数据整合服务。用数据整合服务中间件整合各大专业数据库。该中间件存在于数据库与应用系统之间，为应用系统提供统一的数据服务。它不改变原有数据库的数据结构、存储方式，保留原有的应用平台，以 EPDM或 PPDM等数据库模型为标准，建立各大专业数据库与其的映射，通过这些映射关系，达到数据迁移的效果。此种方式，建设映射需要大量的人力、物力，但保留原有的系统，可以确保系统平稳过渡。具体实现过程，可分为增量同步式数据整合服务、直接访问式数据整合服务两种。增量同步式数据整合服务，建立一个大而全的数据库，将各大专业数据库中内容定时增量同步至其中，应用系统访问该数据库，保证数字油田的运行效率。直接访问式数据整合服务只提供访问映射关系，访问过程中中间件解析映射关系为应用系统提供数据，应用系统访问一个虚拟的整合数据库。

2.数据综合表现服务技术

油田相关的科研生产数据，来源于多个部门和专业领域。从时空分布上，它是多年科研生产的产物，贯穿某个盆地的地上、地下，产生于一个特定的四维空间。如何有效地表现这些错综复杂的数据，使用户体现到数字油田平台优越性，是数字油田平台建设的重点之一，可视化技术首当其冲。

各油田使用的地质可视化软件众多，如飞狐、 Suffer、 GeoMap等，也有许多用于地下三维油藏描述、模拟的，如 Petrel、 RMS、 GoCAD等。这些软件注重数据的专业应用和表现效果，但难以担当大区数据综合管理、交互操作等方面的重任。虽然以 GIS技术为主导的３S技术在油田中的应用曾备受争议，然而从数据管理、交互角度看，空间数据的可视化管理使用 GIS技术不容置疑。 GIS从以 ESRI为代表的 ArcGIS系列２D GIS专业产品，发展到以 Google为代表二、三维地图服务产品，虽然３D GIS技术目前不够成熟，但以 Google Earth为代表三维空间表现力，足以征服全球的 Google Earth粉丝，并兴起了风靡全球的三维热。但就企业的定制而言， Google Earth不如其同类 Skyline系列产品， Skyline的地下三维操控、２ D GIS的数据使用管理等方面，明显优于 Google Earth。３ D GIS技术的兴起，使得 GIS技术走向三维时代，然而现阶段，２ D GIS技术仍是其专业领域应用的主导技术。

在平台建设中，以 GIS技术为主导的数据综合展示，有效合理地组织专业数据是关键。油田历经多年的发展，产生了海量的数据，它们具有以下两个方面特点：一方面数据源于不同的专业学科，如构造分布、砂体展布、开发现状等；另一方面数据表达内容的空间尺度不尽相同，如盆地级、区域级、区带级、油藏级。就不同专业来源的数据组织而言，可通过数据的叠合或多窗体的联动实现。就不同尺度的数据组织而言，采用多细节层次（levels of detail， LOD）技术。 LOD技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算。即将盆地级、区域级等不同尺度下的图件，以图层控制的方式组织到同一电子地图上，以比例尺区间控制其显示与否，从而实现数据统一管理与展示，如 Google Earth、百度地图等。

至于数字油田平台中的数据使用，则是依据 GIS平台中提供的优秀而全面 的空间分析功能，如数据漫游、查找、空间查询等工具。平台根据用户操作图元反馈的关键字、查询专业、成果数据库，展示相关查询内容，实现图形向专业数据的导航。

3.软件与硬件集成服务技术

油气开采各个阶段离不开各类专业软件，专业软件是前人潜心多年的研究成果，数字油田平台建设不可能取代它们，而是将这些专业软件整合进来，让其构成了数字油田平台的一部分。平台通过传输格式化文件实现与专业软件间的数据共享，数据传输由软件的接口实现。众所周知，接口具有两个含义：其一指人与软件之间的交互界面（user interface， UI）；其二是指软件本身的狭义 “接口”，如各种软件 API等，平台以调用 API实现底层的数据交互。数字油田平台与各类油田生产中应用的硬件设置的关系亦是如此，调用 API实现硬件输入输出和网络传输等。

专业软件上游应用和数据整合问题，早就受到石油行业的广泛关注，也诞生了多个软件产品，如 OpenSpirit、 Global Mapper等。 OpenSpirit公司成立于２０００年７月，是由著名公司壳牌、雪佛龙、斯伦贝谢、帕拉代姆共同投资而成，２０１０年９月被 TIBCO Software收购。 OpenSpirit实现 GeoFrame、 OpenWorks、 GoCAD、 PPDM、 SED等１２种数据源的整合，彻底解决了 GeoFrame、 OpenWorks、 Petrel、 ArcGIS等３５种软件之间的数据共享问题，使组合不同软件的功能模块处理特定地质问题更加.顺自如。数字油田平台可集成 OpenSpirit之类整合软件的 Runtime运行库，并定制油田特有专业软件的接口，扩充整合软件的功能使其支持油田特有的专业软件。平台从数据库中调用数据，格式化成整合软件的标准数据格式，由整合软件分发给专业软件，实现平台对专业软件的数据分发。用户在专业软件编辑、修改之后，再通过整合软件反馈给平台，平台将这些数据保存至平台的成果数据库中，实现专业成果数据的储存。最终达到平台整合专业软件的目的，完成平台的软件整合服务，至于硬件通信服务亦如此。

4.业务流与数据流的统一服务

业务流与数据流的统一是数字油田建设的另一个主要目标。数字油田平台 整合了数据和专业软件，为实现油田的业务流与数据流的统一提供了环境。在前面的 “数据信息知识智慧集成技术 ”一节，详细描述了数据、信息、知识、智慧的关系，并论述了业务流与数据流统一的方法，数字油田平台中正是把数据操纵、数据可视化、输出等功能封装成一系列可操作节点，研究者据具体业务的需求，合理组织这些节点形成业务流。笔者认为，可以在数据挖掘方法论指导下实现两者的统一，如 CRISP唱DM（cross唱industry standard process for data mining）数据挖掘模型。

CRISP唱DM，即 “跨行业数据挖掘过程标准”，此 KDD（knowledge discovery in databases）过程模型于１９９９年由 SIG（special interest group）组织联合起草，通过近几年的发展， CRISP唱DM模型在各种 KDD过程模型中占据领先位置，采用量达到近６０％。 CRISP唱DM提供了一个数据挖掘生命周期的全面评述，该模型将一个 KDD工程分为六个不同的，但顺序并非完全不变的阶段（图５.４）。经常需要前后调整这些阶段，这依赖某阶段或是阶段中特定任务的输出是否为下一阶段必须输入。图中箭头指出了最重要的和依赖度高的阶段关系，外圈象征数据挖掘自身的循环本质。

业务理解，最初的阶段从业务的角度理解需求，同时将这个知识转化为数据挖掘问题的定义，形成达到目标的初步计划。

数据理解，从数据收集开始，通过一系列的分析处理熟悉数据，识别数据的质量问题，发现数据的内部属性，探究引起兴趣的子集，形成隐含信息的假设。

数据准备，包括从原始数据中构造最终数据集的所有活动。任务包括表、记录和属性的选择，数据清洗，数据格式的变换等。

建模，选择和应用不同的模型技术，解决业务问题。有些技术在数据形式上有特殊要求，因此经常跳回到数据准备阶段。该阶段是数据挖掘的关键所在，在数字油田平台中，可理解为使用专业软件完成特定的工作。

图５.４　跨行业数据挖掘过程标准

评估，到此阶段，已经从数据分析的角度建立了一个高质量的数据挖掘模型。在开始最后部署模型之前，重要的事情是彻底地评估模型，检查构造模型的步骤，确保模型可以完成业务目标。这个阶段的关键目的是确定是否有重要业务问题没有被充分考虑。

部署，模型的创建不是项目的结束。模型的作用是从数据中找到知识，用户据此知识重新组织生产活动。根据需求，此阶段可形成简单的报告，或实现相对复杂的、可重复的数据挖掘流程。

CRISP唱DM为我们提供了数据挖掘的方法论，我们可依此来合理组织业务流节点及数据流节点，保证平台中业务流得以运行。在实际建设过程中，地质学家、油藏工程学家、地面工程研究者提供业务需求，并协助平台开发人员组装业务流。平台开发人员可依据业务的需要，预制一系列的业务流，实现数据流与业务流的统一，各科研生产岗位充当业务流中的节点，业务流的运转保障生产的有序进行。

5.3　数字油田关键技术

数字油田关键技术是一个值得探索的问题。数字油田的关键技术到底是什么样的技术。我国中石化的胜利油田承担了国家８６３计划的数字油田关键技术研究，这对于我们专项研究数字油田的人来说是一件非常高兴的事，是一个高端研究，可以填补我们技术的空白，由于还在研究，我们期待着这项技术研究的早日完成，期待着这项技术成果早日推广应用。对此我们只是简单地谈一点我们自己的看法。

5. 3. 1　数字油田整合与优化技术

油田是受构造、地层、岩性等因素控制，圈闭面积内一组油藏的总和，数字油田技术的组合与优化具有很强的地域性，组合与优化也形成了各大油田特色的技术。数字油田技术的组合与优化也就成了数字油田研究的重要课题之一。

数字油田技术是信息技术服务于油田的产物，它服务于油田勘探开发、开采、经营各环节，然而不同的油田生产环节所涉及的专业领域有差异，决定了各个环节生命周期的差异，如实时操作为数秒，采油优化为数天，油井、油藏 管理为数月，油田开发为数年，这种时间维度上的差异也就决定了数字油田技术具体应用技术上的差异。我们要对这些技术进行有序的管理和整合，从实际出发、因地制宜，寻找简单实用的整合技术，对数字油田技术进行整合和优化。

优化是科学研究、工程技术和经济管理等领域的重要研究工具。它所研究的问题是在众多的方案中寻找最优方案。数据集成也好，数据资源整合也好，最终目的是让数据发挥效应，实现最大限度的客观资源共享、信息共享。但长期以来在各油田存在的管理不协调、数据私有化和信息孤岛的问题是很难消除和解决的，数字油田恐怕需要很长的时间才能整合成功。那么，在数字油田资源整合中，要采用传统的数据流线索和现代的思维、技术方法共同努力，客观整合，最好的办法是按照数据流，顺流而行比较好。只要按照数据流，将不属于这一数据流的数据划归，然后按照统一标准、统一格式建库管理、整合技术，就很容易消除隔膜。因此这里有一个思维方式的转变，就是数字油田建设方式要由以数据为中心转变为以业务为中心，即按照业务流进行数据资源的整合和优化。

5. 3. 2　数字油田融合技术

在人工智能中的数据融合技术是多源信息的综合分析、判断、决策，是人和其他生命系统的基本功能。人类感知外部事物，综合推断或判断是为了更准确、更可靠地了解外部世界。数据融合的目的就是通过数据组合推导出更多的信息，以便得到最佳协同作用的结果。

数据融合后将数据转化为信息。这些信息就是油田决策者需要的图件、报告和方案成果。数字油田的融合过程遵循一定的标准，并进行适当的评价。评价过程不仅要使其满足数字油田标准，同时也应满足油田企业领域应用的标准。

数据融合是一切信息处理方法都可以应用的技术，数据融合技术是数字油田技术中重要技术之一。

5. 3. 3　数字油田知识管理技术

知识管理乃是对企业知识的识别、获取、开发、分解、使用和存储。所以，对知识的管理是一门大学问，也是一项很重要的技术。数字油田在对油田企业知识进行管理中发挥巨大的作用。知识管理技术主要是将油田海量数据经过整 合后进行有效的管理。

现代油田数据成果储存于计算机硬盘之中，使信息、知识流转的速度的加快，但是，由于还存在着数据各自为政、信息孤岛等现象使得知识的管理与转化存在困难。数字油田知识管理技术就是要有效地解决这些问题。

当前，数字油田建设的关键技术比数字油田本身的关键技术还重要，如果没有规划，没有标准，没有统一设计，不但增添更多、更大的信息孤岛，而且，所建的信息化不成体系，将来更加麻烦。

另外，在数字油田的建设过程中要进行现状的分析：追踪分子、子系统的分析，把握每一个子环节，分析每个细节，还要考虑技术筛选与组合方法。关于评估方式，要由以技术为中心转变为以价值为中心。衡量的尺度之一是要看在技术转变为产值的过程中是否符合数字、智慧油田的标准；二是看结果，看产值是否提高。

最后，比较重要的一点是要考虑不同类型油田有着各自不同的特点，如国际上典型的低渗、低压、低丰度的 “三低 ”油气藏，塔河油田的油气具有 “深、稠、硫化氢含量高、开采难度大 ”等特点，针对不同类型油田，所采取的数字油田技术是不同的，需要根据实际情况进行技术筛选和优化组合。

5.4　数字油田技术趋势

数字油田的宗旨是使油田增储稳产和降本增效，改善油田工作环境，尤其是边远地区及海上的油气资源的勘探与开发的工作环境。它变革当前的工作方式，将从传统分类资料的顺序处理改变成实时资料的并行处理，利用实时数据传输技术结合高速计算机系统和智能软件的应用，建立快速反应的动态油藏模型，并通过传感器、智能井和自动控制实现油藏的操控功能，让经营者更直观地了解地下生产动态和更准确把握未来动态变化，以便及时采取措施提高产量和进行有效的油田管理。总体上数字油田技术发展表现出以下趋势：先进性、普及化、自由化、标准化、网络化、实时化、可视化、并行化、一体化和智能化等。

先进性。随着我国经济的持续快速发展，油气资源的需求将与日俱增。然而我国油气资源后备可采储量少，特别是优质石油可采储量不足，缺乏战略

接替区，油气勘探开采的难度越来越大，这些促使油田工作者运用一切可以利用的先进技术进行油气勘探与开采。数字油田技术发展先进性主要表现在三个方面：第一，基于先进的信息技术基础和硬件应用环境，如支持先进的３G、４G、卫星通信网络、高性能计算和可视化环境，支持网络分布式计算和并行计算环境，尤其是集群并行计算及物联网环境等。第二，采用先进的软件技术，如面向对象技术、并行计算技术、人工智能、专家系统、人工神经网络和海量数据分析处理技术等。第三，使用先进的应用技术，包括三维地震、井眼地震、地震油藏描述与监测、成像测井、核磁共振测井、欠平衡钻井、大位移井钻井、多分支井钻井和聚合物驱油等各种勘探与开发技术。

普及化。在石油生产经营中，普及化表现在通信网络、操控设备、分析软件等数字油田技术覆盖的应用领域及新型技术人员使用两个方面。在石油工业中，数字技术已经广泛应用于勘探开发、生产运行、经营管理和社会化服务等专业领域。从高层管理者到技术人员、工程人员都日趋依赖于数字技术展开工作，从生产、经营和管理的实际业务需求出发，组织建设的生产运行实时系统、人事管理系统、财务计划系统、油气运销系统、设备运维系统、科技信息系统、企业文化系统、电子商务系统、电子邮件系统和办公自动化系统等，在油田生产、经营和管理中发挥了重要的作用。新疆油田建设了生产指挥、应用集成、数字勘探、数字评价、数字开发、数字井筒、地理信息、数字采油厂、自动化、 QHSE、数字化经营、数字化管理、综合管理和数字矿区等十多个专业领域的１００多套应用系统，实现了油田生产经营管理的数字油田技术的普及化。

个性化。在硬件系统的基础平台和软件的核心内容开发中，不采用个别厂商所拥有的集成开发环境和私有软件产品，这样可以最大限度地保证软件的长期发展，不受个别厂商的约束和限制，保证了应用软件对硬件与软件环境的广泛兼容性。中石油、中石化、中海油等多家石油公司下属的各大油田的数字油田建设过程中，所有采用的技术、方法、软件、硬件产品相对独立，如采用的 GSM、 GPRS、 CDM A、 WCDM A等移动通信技术。开发商在我国有大型国有企业，也有私有的民营企业，同时也有国外大型石油服务公司的参与，如 LandMark、 Schlumberger、壳牌等，呈现数字油田技术应用的百家争鸣、百花齐放的局面。然而自由开放的数字油田建设，使用不同来源的软件硬件在硬件兼容性，数据来源的标准化、规范化，软件成果标准化等方面存在很多问题。

目前各大油田也正立足现有数字油田技术，发展企业级、公司级的规范化硬件环境，标准化软件接口，保证各个专业领域间的进一步数据通信与共享，实现多学科多岗位的协同工作。

标准化。标准化指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。科学研究标准化可以避免重复劳动。标准化可促进生产的科学有序，可促进管理统一、协调和高效。标准化体现于油田生产经营的各个领域中，所采用的技术符合相关的国际标准、国家标准、行业标准以及企业的标准。标准化包括生产环境的标准化、科研生产的标准化、油藏工程的标准化、硬件设备的标准化、软件接口的标准化和数据格式的标准化等。标准化保证了信息系统和软件产品的兼容性和互操作性，保证了油田的规范化的数据采集、传输、分析与操控，保证了油田管理的统一与高效。我国长庆油田、新疆油田、大港油田等油田地面工程建设推行标准化取得重大的成果。特别是长庆油田推行标准化的井场设计，坚持数字化管理的建设思路，提高了人力资源的优化效率和生产运行的管理效率；同时对井场平面和设施进行了优化简化，降低了建设成本，标准化井场比常规井场可降低５１％的建设成本。

网络化。油田应用信息技术、通信技术和管理手段将网络延伸到每口井、每个设备、每一个岗位，能实时地采集到最原始的数据，及时传输给研究人员，实现油田的快速反应机制。特别是物联网的兴起，各种感知技术广泛应用于油田数据采集、远程监测、物资管理以及地面全面信息化等领域，增强了研究者对油井、油藏、油田、井场和管网的感知能力，油藏管理者能够迅速掌握开采动态，并在第一时间内作出反应，这使得油田管理走向实时化。网络化消除了应用系统间限制，实现异地各学科各岗位协同工作，紧密连接生产经营的各个环节，实现油田业务与技术的整合，现场与科研决策的整合。例如，在油水井生产远程监控分析优化系统中，实现了油水井生产实时采集、实时计算、实时诊断、实时优化、实时发布和实时控制，该系统使得注水设备具有物联网的计算、网络通信、精确控制、远程协作和自治五大功能，让计量站、配水间和传统的三级布站模式退出历史舞台，对于创建节约型企业，实现老油田高效开发具有重要指导意义。

（６）实时化。实时技术广泛应用于钻井随钻、油井监控、油田注水监控、 油气集输管线监控、 GPS车辆移动定位等方面。实时系统主要由现场数据实时与及时采集，卫星、 GPRS的网络的传输，异地的动态可视化等多个方面组成。钻井随钻（主要是水平井），将作业现场的钻井参数、录井数据、随钻测井数据和随钻井眼轨迹测量数据等相关数据实时同步传输到基地，让钻井和地质油藏专家就生产中出现的问题实时作出决策，从而降低了钻井作业风险，节约人工成本，提高了作业效率和决策能力。作业现场数据来源于放在钻井内的随钻测井仪器，除测量电阻率、声速、中子孔隙度、密度等常规测井和某些成像测井（LWD）外，还测量钻压、扭矩、转速、环空压力等钻井参数（MWD）。异地动态可视化则将实时传输的数据以图形、曲线的方式显示，并与地质模型、构造模型整合或叠加，以可视化的方式提供给油藏专家、工程人员，以便快速判断指挥生产。实时技术的应用也体现在各类监测技术的使用中，如油田对重点生产环节、关键设备运行动态实时把握，实现了千米以下油井生产参数动态监测，百公里以外输油管线、供电管网运行状态尽收眼底，提高了生产指挥水平。

可视化。种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。由于缺乏大量数据的有效分析手段，大约有９５％的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻的、意想不到的洞察力，使科学家研究方式发生了本质性变化。可视化技术已经广泛应用于数据采集和质量控制，数据分析与解释、地质模型的建立和修正、多学科研究组的协同工作、勘探开发工程设计、技术交流以及决策支持中。可视化技术为地球物理、地质勘探、油田开发、油藏工程技术人员组成的多学科技术人员间的交流创造了良好的环境，特别有助于地学研究人员与管理者之间的交流和勘探决策，提高了工作效率，缩短了研究和勘探开发方案优化决策周期。例如，油田的 “地面建设信息系统 ”和 “社区地理信息系统 ”两套系统都是以油田地形图为基础的可视化软件，全面直观地展示了油田开发建设以来的地面工程建设情况。

并行化。石油勘探开发对于地震勘探、油藏动态模拟精度和准确性的需求不断提高，导致数据量与计算量呈指数式增长，对高性能计算技术呈现出持续而强劲的需求。高性能计算较为经济的解决方案是使用 PC集群技术，就是把多台同构或异构的计算机用高速网络连接，组成一个集群，协同完成特定的任务。集群技术体现在软件上，如２０１１年１月，在科学技术部和国家自然科学

基金相关项目的支持下，中国科学院地质与地球物理研究所和北京吉星吉达科技有限公司联合研制成功 “油气勘探 GPU（图形处理器）／ CPU（中央处理器）协同并行计算系统 ———吉星”。数字油田的集群体现在三个方面，地震数据处理与油藏模拟的科学计算集群、数据库服务的高可用集群以及网络应用负载均衡集群。过去十年中，集群计算机系统以其成本低、可用性好、可扩展性好和利用率高的特点成为石油数据处理的主流甚至是唯一系统架构类型。

一体化。表现在数据管理的一体化、工作流程的一体化、地上地下一体化、勘探开发一体化和上游下游一体化等多个方面。例如，数字油田网站集成了生产指挥、应用集成、数字勘探、数字评价等１０个专业的数据库，１００多套应用系统，为用户提供统一访问入口，实现数据管理的一体化，同时也实现了工作流程的一体化。在勘探开发一体化技术的推广应用中，一体化也体现了多个专业领域的一体化协同工作和各类专业软件的一体化工作中，如中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心研发了 GeoEast一体化平台，实现了地震数据处理与解释协同工作的一体化软件系统，在数据模型、数据共享、一体化运行模式、三维可视化、交互应用框架、地震地质建模、网络运行环境和并行处理方面取得了多项创新与重大技术突破。

智能化。数字油田已从初期的仪器、仪表和监测的数字化发展成衔接现场作业与研究、决策部门的工作纽带。通过业务流的无缝衔接，数字油田的潜能不断得以发挥与实现。由井下采集数据的各类传感器及数据传输和地面数据收集组成实时的监测系统，能够让工程人员观察到井中正在发生的变化，高性能的网络使得研究者可以第一时间内获得这些数据，通过智能化的软件分析，判读地下的地质体变化、流体运移的规律，据此作出决策同时反馈给工程人员，并以此为依据通过实时操控设备对生产操作调整，达到降低生产成本、加速资金流动和提高油田采收率的目的。各类传感器、完善的网络传输系统、高速的计算机以及各类专业软件的应用，贯穿于不同尺度下的油田生产调控周期，连通各大学科领域，充分发挥工程人员与研究的人员的智慧，使油田具有智慧和快速操控的能力。对实时操作、采油优化、油藏管理和油田开发这些油田生产环节的生命周期，由几秒到几年，数据采集，传输的手段，数据转变成信息、知识的方法是不同的，对于生产的操控及时性要求也各异。因此，这种尺度下智能化的表现也是不同的，在实时操作、采油优化的过程中主要体现在对海量数

量的异常判识、自动化的生产调控；而在油藏管理、油田开发过程中则更多地体现在地震、测井、油藏模拟等专业软件的智能化，以及研究人员的综合数据分析与处理的智慧。

总的来说，数字油田技术的发展源于地学、石油工程、信息学、管理学等多个领域的技术的进步，它是先进的信息技术服务于油田生产经营管理的产物。各类数字油田技术的应用，标志着油田已基本完成了网络化和普及化，而技术的标准化、并行化奠定了数字油田的可视化、一体化和智能化发展的基础。随着数字油田技术的发展，油田的研究者、工程人员和管理者的关于数字油田的思路也悄然改变，从以数据为核心的数据库、数据管理平台建设阶段，迈向了以主营业务为核心的数字油田技术的建设时代。

5.5　小　　结

数字油田技术是一个全新的课题，需要很多学者来探讨，需要长时间的研究。我们认为：

数字油田不是直接作用于油气勘探、开发和生产的专业技术，但数字油田是和直接作用于勘探、开发和生产的技术结合、融合后的技术，融合后的技术将发挥更大的作用，这在１０多年来数字油田的建设成就中已经完全体现和显现了出来，还会发生更加长久的作用和效果。

数字油田技术一定包含着数字油田本身建设中的技术和数字油田如何作用于勘探、开发、生产技术的技术。这两个技术都很重要，都是重大和重要的技术。建设的技术将解决数字油田建设中的技术难题，把数字油田建设得更好；数字油田的技术是解决油田勘探、开发、生产中的技术难题的技术，作为２１世纪的油田关键技术之一，将会发挥重要作用。

数字油田存在着一个很重要的技术体系，但是，现在还没有被人挖掘、发现和研究总结出来。国家数字油田高端研究一定会研究、挖掘和总结形成中国数字油田的技术体系，为我国油田二次开发、三次开发发挥关键作用。