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1、PRODML标准及其在油气田生产优化的应用2011年第2期16总第7O期石油工业计算机应用ComputerApplicationsofPetroleumJur1.2011Total70?综述?PRODML标准及其在油气田生产优化的应用范海军刘冉任向东薄芳1中国石油大学(华东)石油工程学院2胜利油田孤岛采油厂摘要在目前国内油气田生产优化过程中,不同石油公司,不同石油软件对油气生产数据格式和标准的要求不一致,导致生产优化过程中不同应用系统间信息的交流和共享困难.针对这一问题,作者提出采用油气田生产数据的国际统一标准PRODML,并建立了基于该标准的两种油气田生产优化应用模型,分析了这两种应用模型的
2、具体流程及应用效果,指出了PRODML标准在油气生产优化过程所涉及到的不同应用软件或系统中的重要作用.最后对该标准在国内油气勘探与开发中的应用前景作出了分析.关键词生产优化;数据标准;PRODML;流程0引言目前,全球石油勘探与生产企业都面临着降低运营成本与提高劳动生产率的双重压力.尽管油价持续攀升,但是石油天然气企业仍继续寻求成本效益更好的途径,来优化油气生产流程,特别是那些高风险,高回报的项目.在油气生产的优化过程中,会涉及到不同石油公司的石油软件或应用系统.在目前国内研究现状中,各个石油公司开发的相关软件从界面风格到数据存储格式都有各自的标准,没有采用统一,完整的数据模型标准,不能满足油
3、气生产优化过程中对实时信息的交流和共享,技术集成难以实现,阻碍了油气生产的优化流程.PRODMLc(ProductionMarkupLanguage)是石油行业标准组织Energistics为那些监测,管理和优化油气田生产的软件工具提供的一种开放的,非专利性标准,是基于XML基础的一种油田生产数据交换标准.为解决上文中所述问题,本文提出建立基于此标准的应用模型,来优化油气田的生产流程.1基于XML的油田生产数据交换标准XML(ExtensibleMarkupLanguage)是一种精简的SGMI(StandardGeneralizedMarkupLanguage)版本,是一种可扩展标记语言,很
4、类似HTML,而不同之处是XML的设计宗旨是传输数据,而非显示数据.XML强调形式描述与内容分离.XML赋予标记一定的语义,加强了对内容的描述.用户可以自定义有意义的标签.目前一些行业已经制定了本行业的标准XML词汇.石油行业标准组织Energistics已经制定了一些石油方面的XML标准.如钻井标准WITSMLc(WellsiteInformationTransferStandardMarkupLanguage),油气田生产标准PRODML(ProductionMarkupLanguage)和油藏标准RESQML(ReservoirCharacterizationMarkupLanguage
5、).由BP,Statoil等公司赞助的WITSML是基于XML的井场信息传输标准标记语言;由十三家石油公司赞助的PRODML是基于XML的油气田勘探与开发过程中的数据传输标准标记语言;RESQML是基于XML的用于油藏描述,建立地球物理模型和油藏模型的标准标记语言.PRODML油气生产数据交换标准在2005年由五大石油公司,八大石油软件公司及石油行业标准组织Energistic提出.2006年l1月,PRODML发布第一个版本PRODML1.0,支持油气生产准实时优化流程(可在一天之内实施并产生效果的生产优化流程,例如油井射孔到地面的优化流程)中不同石油软件或应用系统间数据的顺畅交流和共享,目
6、标是在支持系列的油田生产优化过程中实现上游石油开发系统或软件的即插即集成.本文主要是在PR()DMIV1.0的基础上讨论该标准的应用.作者简介范海军,男,中国石油大学(华东),副教授.从事教拳和科研作2011年第2期范海军,等:PRODML标准及其在油气田生产优化的应用172PRODML标准用途为了实现数字油田中油气田勘探与开发的优化运营,使油田设备和石油软件之间的数据流衔接顺畅,这就需要所有的技术和设备集成使用,然而不同油田或不同石油公司所采取的不兼容的数据格式和结构为实现这些目标增加了很大难度.PRODML标准的油田勘探与开发中能够解决的问题包括:(1)使技术的集成使用成为可能,实现实时的
7、信息交流和共享,并且更明确的认识到数字油田所带来的效益;(2)其研究重点是从油藏井筒到某个集输点的技术,同时注重与其他领域标准的结合,例如wITSML(钻井标准),RESQML(油藏标准);(3)为油气田的先进优化过程的运行提供了一个低成本,低风险,高创新性的环境.对于PRODML标准的1.0版本,其在油气田勘探与开发中的三种应用尤为突出,分别为:气举优化;采用实时数据和网络模型对自喷井进行生产优化;基于实时操作,网络模型和产量预测的油田生产优化.相关工作流程包括:(1)从历史数据库中读取数据来驱动应用软件;(2)利用建模来推测不能测量的或没有测量的数据;(3)利用时间序列模型5建模并进行预测
8、;(4)基于目标的生产预警管理并连接到工作流程异常处理;(5)将油井的工作制度,测井实际数据和预测的储量集成在一起进行对比分析,得出预测效果.3应用模型3.1油井生产优化目前国内油井生产优化的典型做法是采用某一石油软件或应用系统来完成油井生产优化的整个过程,实现的功能和获得的信息不全面,且由于采用的是独树一帜的数据标准,难以与其它系统集成使用,可扩展性差.在该应用模型中,通过将基于PRODML标准的多个实现不同功能模块的应用软件集成为一体,可获得油井的全方位动态生产信息并由各个应用软件进行处理应用,由于采用统一的生产数据交换标准PRODML,各应用系统间信息的交流和共享简单快捷,通过对试井实际
9、测量值和模拟的油井常量值的对比,来完成对油井动态异常行为的预测,如图1所示:应用模型l基于模型的油井生产优化流程图1基于模型的油井生严优化流程这个工作流程是一个同步的或基于时钟的过程.上图中蓝色圆圈所标注的行为都是由PRODML标准所定义.红色圆圈部分标注的行为是工作流程中调用的内部应用程序,而且可以被PRODML调用,虽然它们不是由该标准所定义的.如上图所示,虽只是一个简单的流程,但为油气田开发的生产优化和生产监测流程打下基础.上图工作流的简要概述如下:在嵌入式程序所设置的时间点从历史数据库中为目标井读取数据(油,气,水的产量)(见任务1a,1b).嵌入式程序还要求为目标井从建模程序中获取模
10、拟信息(见任务2a).建模程序可恢复目标井的模型信息(任务3),并可从历史数据库中获取目标井的工作条件(如压力,温度等).程序利用这些信息计算出井的产量模拟值(油,气,水产量),并将这些信息反馈给嵌入式应用程序(见任务5,2a,2b).嵌入式应用程序将测量产量值与模拟值进行比较(见任务6).如果差值超过预先规定限额,将信息发送报告至预警系统,作为油田操作人员进行下一步实施的参考.3.2油田生产优化相比油井生产优化,油田生产优化涉及到的油田设备,应用软件和数据操作更为复杂,采用油气田生产数据交换标准PRODML,实现应用系统之间或系统与数据库之间的数据交流和共享,为油田生产优化提供及时而全方位的
11、信息.在该应用模型中(见图2),将油田优化生产中的油田设备和油田数据操作都包含人内,且统一采用PRODML标准.该优化应用模型目的是将产水量控制在油罐极限体积之内,油井的产量损失减到最小值.18石油工业计算机应用2011年6月应用模型2油田生产优化流程图2油田生产优化应用模型这同样也是一个同步的工作流程,由系统内置内部应用程序启动运行流程的先后次序为:预测油罐储水量.油罐预测系统从历史数据库中获取产水量数据,由前七天的储水量数据来预测后七天的储水量(见任务1,2,3).将油罐储水量预测值分别传递到数据集成系统和预警系统(见任务4,5).确定油田产水量.数据集成系统向油井状态预测系统发出请求获取
12、油井预测状态(见任务6).?LOWIS系统产生油井状态预测数据(见任务7)并将数据返回.数据集成系统向DSS系统发出请求获取油井产水量预测数据(见任务8).?DSS系统向EnergyComponents(见任务9)系统发出请求获取必要的配产信息,产生并返回数据集成系统所请求的产量预测数据(见任务10,8b)数据集成系统根据油井工作制度和产水量预测数据来计算产水量和所需要的注水量,测定出残余水量,并计算出是否超出可用储水量(见任务l1).这些信息将被传送到预警系统.通过本实例的优化流程对对油田产水量的进行较好的预测,能够避免油田开发过程中的如下问题:?油罐溢出;?油田注水的过程中的水的过度注入;
13、?为减少产水量实施关井,同时导致产油量降低以上所介绍的两个应用模型是基于PRODML标准1.0版本的优化流程.在这些流程中所用到的数据处理系统和数据存储系统由国外不同石油软件公司开发,在此处借鉴用以完成基于PRODML标准的油田生产优化流程,涉及到的基于PRODML标准的数据处理和系统间交互也可用于支持其它类型的优化流程,例如生产检测,系统协调.4结束语本文对基于PRODML标准V1.0的应用实例进行了分析,介绍了PR0DML标准在油气田勘探与开发(E&P)过程中的重要功能,该标准在国内的研究处于起步阶段,但其在油气E&P中的应用前景广阔,对日后的油气田开发的优化流程具有指导意
14、义:(1)该标准定义的数据模型和数据交换标准覆盖了油气田生产优化过程各阶段的活动,对象和属性,各石油公司采用该标准来支持油气田E&P后,将不必重复这一繁琐过程,节约人力和物力成本.(2)采用PRODML标准的石油软件公司开发的同一石油软件或应用系统可用于不同石油公司的油气生产优化过程中,实现石油软件或应用系统在任一油气生产优化流程中的即插即用,消除不同石油公司间的信息交流障碍.(3)同时,采用国际统一的油气生产标准可增强国内石油公司在油气E&P过程中对国外大型专业应用系统的支持性,使其更高效的为国内油气生产服务.(4)PRODMLSIG(SpecialInterestGroup
15、)在PRODMLV1.0的扩展研究与应用中增加了对油气田生产报告的研究,为油气田生产优化的决策方案提供更全面的信息支持.参考文献:1DaveShipley,BenWelltevrede.ProductionDataStandards:ThePRODMLBusinessCaseandEvuolutionC.SPEl12259,2008.E23MarimD.xML高级教程M,北京,机械工业出版社,2002.3W.Standifird,KnowledgeSystemIne.NewDataTransmissionStandardFacilitatesSynchronousRemoteModelingandSur-veillanceviathen
