于开春
大庆油田有限责任公司油气田开发软件研发应用项目经理部
摘要：要使大型砂岩油田开发这一动态系统工程，实现长期有序运作并达到预期目标，必须加强开发规划方案编制与实施。大庆油田开发建设60年来，通过编制实施一系列开发规划方案，从整体上保证了不同时期油田开发战略目标的实现，同时积累了丰富的开发规划方案编制技术和经验。为使这些先进技术和经验得到有效应用，依据行业标准，梳理整合采油厂年度开发规划编制业务所包含的研究范围、工作流程和方法，形成了采油厂年度开发规划方案编制系统的技术有形化手册，在此基础上，研发了一个涵盖年度规划编制工作的全过程，可实现分矿、分区块开发现状认识、开发潜力分析、两驱开发指标预测、规划方案部署、月度运行安排和执行情况检查的软件系统，在大庆油田应用后，数据、图幅和曲线准确率100%，以五厂2020年度规划方案编制工作为例，与以往人工模式相比，工作效率提高10倍以上。
关键词：采油厂；开发规划方案；系统；研究；应用
油田开发规划编制是一项具有综合性、前瞻性和战略性的工作，油田开发规划分为年度开发规划、中长期开发规划[1]。年度开发规划是油田近期开发工作部署的年度实施计划，任务是按油田近期开发规划的目标和工作部署，对油田下一年开发工作做出具体的安排或调整，以保证油田中长期开发规划方案的实施和目标的实现。其主要内容通过认识油田开发状况，分析油田开发潜力，研究油田开发规律，规划油田年度目标，提出实现年度目标的措施安排和规划方案，使油田开发既遵循自身规律，又能实现高质量发展。因此，采油厂年度开发规划是油田开发的指导性文件。多年来，采油厂年度开发规划方案编制工作主要面临三方面的问题：一是采油厂年度开发规划编制多凭经验进行，工作标准和工作流程不规范，规划编制结果一致性不够。没有形成技术有形化手册，不利于技术的传承、发展；二是两驱开发动态变化规律复杂，开发现状的全面精准评价及对未来变化趋势的科学预测难度大；三是开发规划编制是一项复杂的系统工程，涉及数据种类繁多、计算方法多，需要查阅的资料多，但信息化程度低，人工分析统计工作量大、效率低。为解决上述问题，提高年度开发规划方案编制的效率和精度，研制了《采油厂年度开发规划方案编制系统》，在大庆油田应用后，数据、图幅和曲线准确率100%，以五厂2020年度规划方案编制工作为例，与以往人工模式相比，工作效率提高10倍以上。
1梳理整合采油厂年度开发规划编制业务流程和方法
依据石油天然气行业标准[2][3]，结合大庆油田多年形成的开发规划编制技术研究成果、开发规划编制专家经验，组织相关专家，总体把控业务共性需求，兼顾不同单位个性需求，对规划业务进行系统梳理和归纳总结，编制了技术有形化手册。规范了规划业务内容、工作流程、工作标准、工作方法和成果，有利于提高规划编制工作效率和水平，有利于油田技术资产的继承、保护、发展和增值。
1.1系统梳理了年度规划的主要业务内容，设计了六大核心业务模块
主要包括油田概况、潜力分析、指标预测、方案部署、月度运行和执行情况六大核心业务模块（图1），15个子模块。其中油田概况主要用于认识全厂（或规划区块）以及两驱的油田开发状况；潜力分析主要包括水驱老井潜力、水驱新井潜力和三次采油潜力，用于分析油田开发潜力；指标预测通过水驱、化学驱的油田开发规律研究，优选指标预测方案，给出指标预测结果；方案部署通过给懂不同的方案实施策略，规划油田年度目标，给出产量构成和实施的工作量要求；月度运行主要是对年度规划目标和工作量进行分解，细化到各月；执行情况主要是对月度运行计划进行跟踪检查，给出产量任务、开发指标和工作量的完成情况和超欠原因，便于发现问题，指导下一年开发规划方案的编制。
图1 采油厂年度开发规划方案编制系统业务范围设计
1.2根据规划业务标准和专家经验，梳理了62个主要业务流程
依据石油天然气行业标准，对照实际业务工作，系统梳理了六大核心业务模块的业务工作流程（表1），形成流程图。
表1 采油厂年度开发规划方案编制系统业务流程
以水驱未措施开发指标预测流程为例：通过当年规划方案执行情况检查，确定产油量基数，调用递减率预测结果，给出初步的下一年未措施产量，再考虑下一年产量影响因素，综合确定未措施产量，调用含水率预测结果，给出未措施产液量，调用注采比预测结果，给出未措施所需的注水量（图2），在此基础上，以经济效益最大化为目标，在落实各项调整潜力的基础上，实现不同工作量的优化组合。
图2 水驱未措施开发指标预测流程
1.3结合油田开发理论和专家经验，规范了173个主要业务统计算法、理论公式和判断规则
在绘制油田开发规划方案编制业务工作流程的基础上，对流程上的每一个节点的工作内容进行规范，对其所需的理论或经验公式、统计算法或逻辑判断规则等进行认真研究，规范了71个逻辑判断规则、36个理论或经验公式[4]、66个统计算法（表2）。
表2 采油厂年度开发规划方案编制的业务算法、规则和公式
1.4根据现场业务工作实际，设计各类报表、图形200余个，并明确了图表展示样式
根据现场业务工作实际，对每个节点的工作最终需要输出的报表和图形进行统一规范，使系统默认输出结果相对规范。同时要求各类图形、报表可编辑、可扩展，满足不同区块或油田的个性化需求。
通过梳理整合采油厂年度开发规划编制业务流程和方法，形成的技术有形化手册，使碎片化、混沌化、隐形化的规划业务得到系统化、规范化、有形化表征，实现了“四个明确”。以有形化手册作为指导软件设计的蓝图，避免了规划系统成为边设计、边施工、边调整的“三边工程”。
2.建立采油厂年度规划数据模型
油田开发数据是开发规划编制的基础，连续准确的开发数据是编好规划方案的必要条件。本项目采取“引用+自建”模式，构建形成涵盖油田地质参数、储量数据、新井产能数据、开发潜力数据、开发动态数据、油田监测数据等109张数据表的通用项目数据模型（表3）。主要采用引用+自建的方式，建立开发规划的项目数据库。对于有标准的完备数据，直接引用，无标准或不完备数据，遵循油田开发建库原则补充完善。
表3 采油厂年度开发规划方案编制系统数据库设计及创建、维护方式
2.1引用数据采取合并数据源的方式优化存储
针对各单位数据结构不一、存储分散的实际，打破专业划分，对主码一致、属性不同的数据源进行合并，提高数据访问效率，确保软件通用灵活。
2.2自建数据采用EPDM标准补充完善与新建
对于自建数据，结合油田公司《开发数据应用结构规范》，采用EPDM模型标准，进行数据建设与存储管理，保证数据源唯一、关系合理、质量可靠。对照项目数据模型，补充完善引用数据表中空有结构无数据或数据不全的开发实验、开发方案、储量管理3类19个数据表，准确齐全录入20个新建数据表的数据。以采用五厂为例，通过新建、补充完善，新增数据4.4G、33.4万条记录（表4）。
表4 采油五厂年度开发规划方案编制系统项目数据库补充建设情况
连续、准确开发规划项目数据库的建立，进一步丰富完善了油田开发数据资产，使之得到规范、标准、通用的有效管理，为软件系统的研发和应用奠定了坚实的基础。
3.研发采油厂年度开发规划编制系统
遵循《大庆油田开发专业软件研发技术规范》，按照“系统化设计、模块化开发、标准化施工、集成化组装”的理念，设计了由数据层、工具层和应用层构成的系统技术架构，研发了《采油厂年度开发规划方案编制系统》，系统涵盖了年度规划编制工作的全过程，可实现分矿、分区块开发现状认识、开发潜力分析、两驱开发指标预测、规划方案部署、月度运行安排和执行情况检查。实现了“六个达到”。
一是开发潜力达到动态筛查。开发潜力是规划安排的物质基础，包括新井潜力和措施潜力。新井潜力：实现了新井潜力从区块整体管理到单井潜力全过程一体化精细闭环管理。措施潜力：油水井措施潜力可以根据目标需求自动筛选、排序，实现措施潜力由井数落实到具体井号。
二是开发规律达到自动推优。开发规律是规划编制的理论依据，包括水驱递减、含水、注采比、三采指标预测。系统通过多方法综合应用和自动推优，改变了过去依靠个人经验选择预测方法的局限性。三次采油指标预测，系统提供数模法、类比趋势法、动态分析法3种方法， 进行注采指标自动预测。
三是影响因素达到定量分析。影响因素是规划编制的必要考量，包括钻关、封堵、转注、测压等。过去凭个人经验估算，主观影响大，应用系统自动统计生产数据，结果更客观精准，有效指导产量基数确定、递减分析和月度运行安排。
四是规划方案达到优化组合。优化组合是规划编制的现实需要。系统通过规划策略管理，实现了由人工反复试调到不同产量目标约束下的多方案快速部署。
五是月度运行达到自动安排。月度运行是规划有效执行的抓手。通过内置算法，系统可将年度开发指标和工作量自动分解为月度运行，大幅降低人工反复试算的复杂程度和工作强度。
六是执行情况达到对标检查。执行情况检查是对规划编制合理性和生产组织到位程度的检验。人工检查常见漏项、数据不对扣等情况，系统通过直击月度产量构成、影响因素，对标检查分项指标，自动分析超欠原因，有利于查准问题，指导下年度开发规划编制。
通过系统的研发应用，采油厂年度开发规划编制工作实现了“四个转变”，即规划工作模式由电子表格向线上协同转变；规划方法规则由个人经验向规范统一转变；开发规律分析由传统手工向自动智能转变；规划数据获取由人工收集向一站式展示转变。
经过3年研发，系统于2018年10月在五厂上线，2019年7月在大庆油田推广应用，用户数200人。利用该系统，各单位开展了年度规划方案编制工作，数据、图幅和曲线准确率100%。以五厂2020年度规划方案编制工作为例，与以往人工模式相比，工作效率提高10倍以上。
该软件系统按产品化、商品化标准开发，功能全面、实用通用、界面友好、操作方便。实现了采油厂年度开发规划编制工作全流程的信息化、自动化，部分实现了智能化。可以广泛应用于研究院、采油厂(矿)开发规划岗位及规划相关工作人员，并已受到部分兄弟油田的关注和好评，具有广阔的推广应用前景。
参考文献：
[1] 袁庆峰 陈鲁含 任玉林等 油田开发规划方案编制方法[M]. 北京：石油工业出版社，2005.
[2] 王海峰、乔书江、方艳君、姜祥成. 大庆砂岩油田开发规划编制方法Q/SY DQ2014-45[S].中国石油天然气股份有限公司大庆油田有限责任公司，2014.
[3] 桂东旭 姜祥成 孙洪国. 三次采油开发规划编制规范Q/SY DQ0055-2012[S]. 中国石油天然气股份有限公司大庆油田有限责任公司，2012.
[4] 俞启泰. 俞启泰油田开发论文集[C]. 北京：石油工业出版社，1999.