1、數字油田軟件系統(tǒng)架構研究 中國石油信息化建設經過“十一五”的快速發(fā)展，已由基礎建設階段跨入到應用提升階段，縱觀各專業(yè)現在在用信息系統(tǒng)，經歷了從無到有、從初級到高級的歷史性跨越。但面對錯綜復雜的業(yè)務關系，僅從上游信息系統(tǒng)來說，尚未達到理想的期望目標。 后面從數字油田整體考慮，基于業(yè)務規(guī)則、信息集成、信息共享和工作協(xié)同的理念，有了構建數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)平臺的設想，結合最新的信息技術的發(fā)展，以下給出了建立未來數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)平臺的架構方法。 數字油田是油氣工業(yè)信息化發(fā)展的必然結果。1991年，在Oil & Gas Journal雜志上出現了智能油田（Smart Field）詞匯及其論述，這可被

2、認為是數字油田概念的起源。1998年，美國前副總統(tǒng)戈爾在一次演講中首次提出了數字地球（Digital Earth）概念。1999年，大慶油田首次提出數字油田（Digital Oil Field）概念。源于對數字油田目標的期望差異性，國際各大油公司對數字油田的描述和實施都存在一定的差異性，還給數字油田取了不同的名字，如：Smart Oilfield（Shell）、i-Oilfield（Chevron）、e-Field或Field of the Future（BP）、Digital Oil Field of the Future（Schlumberger）等。數字油田軟件系統(tǒng)總體架構設計 1.數字

3、油田軟件系統(tǒng)架構設計理念 1) 應具備敏捷性 數字油田軟件系統(tǒng)應具備良好的可擴展性，可快速反應企業(yè)經營環(huán)境的變化，能夠迅速完成企業(yè)所需的新的應用開發(fā)與部署。 2) 是資源共享與工作協(xié)同系統(tǒng) 數字油田軟件系統(tǒng)建立硬件、軟件、數據、知識等資源的共享環(huán)境，為專業(yè)技術專家、企業(yè)管理專家建立方便、靈活的協(xié)同工作環(huán)境。 3) 是實時系統(tǒng) 數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)將油氣勘探與開發(fā)過程中的資料處理流程設計為實時處理過程，強調不同專業(yè)的工程師能夠快速、動態(tài)地獲得和共享數據信息，建立動態(tài)數據管理與應用環(huán)境，并據此動態(tài)掌握和實時控制油田生產過程和經濟活動。 4) 應該循序漸進的進行建設 數字油田軟件系統(tǒng)是一種復雜系統(tǒng)工

4、程，投資大，建設周期長，可裁剪性尺度大。在數字油田軟件系統(tǒng)架構設計中，要充分考慮這一點，以便為不同的客戶提供不同發(fā)展階段的數字油田軟件系統(tǒng)，靈活實現客戶的階段目標和總體目標。 5）應遵循統(tǒng)一的規(guī)則 遵循統(tǒng)一的規(guī)則（如標準、接口等）是建設數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)平臺的基礎，是支撐其敏捷性、可擴展性的基本要求。 6）應具備統(tǒng)一的模型標準 這里的模型主要是指：A、滿足業(yè)務運行、管理及相互之間聯系的業(yè)務邏輯模型；B、滿足數據存儲的技術數據模型；C、滿足油田可視化、虛擬化需求的三維空間模型。 數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)總體架構設計 數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)架構分四個層次：物理資源層、數據資源層、業(yè)務邏輯服務框架（含S

5、OA框架和云計算框架）、應用層。1）物理資源層 物理資源主要是指計算機、存儲器、網絡設施、傳感器等，其中傳感器特指信息傳感器，用于信息的采集與收集。 在物理資源層，支撐技術主要涉及計算機技術、數據存儲技術、網絡通信技術、信息傳感技術等。 2）數據資源層 數據資源層涉及業(yè)務規(guī)范、業(yè)務邏輯、業(yè)務數據、空間數據，以及元數據及數據庫等。 數據庫一般包括專業(yè)數據庫、勘探開發(fā)主數據庫、業(yè)務管理數據庫、區(qū)域研究項目數據庫、數據倉庫等。 在數據資源層，支撐技術主要涉及業(yè)務建模、數據建模、元數據、數據庫、專業(yè)數據管理、空間數據建模等技術。 3）業(yè)務邏輯服務框架 業(yè)務邏輯服務框架是數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)架構的核心構

6、件，只要遵循業(yè)務邏輯服務規(guī)則和統(tǒng)一的SOA規(guī)范構建的業(yè)務系統(tǒng)或信息系統(tǒng)，均能很方便地嵌入到該框架中，實現敏捷地裝配和信息集成。 支持業(yè)務邏輯服務框架的核心技術包括統(tǒng)一的SOA架構規(guī)范及組件開發(fā)及裝配技術，此外，云計算技術可作為支撐業(yè)務邏輯服務框架的新的選件。 4）應用層 應用層可以說是數字油田一系列應用場景的實現。應用層是在業(yè)務邏輯服務框架的基礎上，按業(yè)務需求及業(yè)務邏輯裝配的一系列應用系統(tǒng)，如：協(xié)同研究工作環(huán)境、作業(yè)區(qū)生產管理、勘探開發(fā)決策支持系統(tǒng)等。 數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)建設規(guī)范 1) SOA架構規(guī)范 由于數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)基于SOA理念構建，因此，SOA架構規(guī)范是核心規(guī)范之一。遵循簡單對

7、象訪問協(xié)議（SOAP）、WSDL、業(yè)務流程執(zhí)行語言（BPEL）等SOA領域的國際標準，可確保其它系統(tǒng)易于融入到數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)之中。SOA憑借其對松耦合特性的支撐，使得企業(yè)可以按照模塊化的方式來添加新服務或更新現有服務，以解決新的業(yè)務需要，適應企業(yè)業(yè)務的不斷變革與優(yōu)化。 2) 業(yè)務組件設計應遵循相關的業(yè)務規(guī)則或規(guī)范 業(yè)務規(guī)則涉及業(yè)務類型、業(yè)務邏輯、業(yè)務流程、業(yè)務規(guī)范等；大地測量標準（EPSG）、石油天然氣地質編圖規(guī)范及圖式、工業(yè)自動化標準（如：OPC、ISA等）等都屬于相關規(guī)范范疇。 3) 數據模型與數據交換相關標準 數據模型與數據交換相關標準，如：POSC、PPDM、ePOS、WITSM

8、L、PRODSML、RESQML、SEG等。 數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)構建的關鍵技術 基于以上基本理念和架構設計，要實現將油田已有的信息資源和系統(tǒng)資源集成或融合到統(tǒng)一的數字油田統(tǒng)一軟件系統(tǒng)，需要SOA架構技術、模型管理技術、系統(tǒng)集成技術、計算技術、身份認證與信息安全等關鍵技術支撐。 SOA架構技術 SOA架構是建設數字油田統(tǒng)一軟件平臺的基礎框架 在SOA理念中，業(yè)務被劃分（組件化）為一系列粗粒度的業(yè)務服務和業(yè)務流程。業(yè)務服務相對對立、自包含、可重用，由一個或多個分布的系統(tǒng)實現，而業(yè)務流程由服務組裝而來。業(yè)務組件開發(fā)技術 業(yè)務組件開發(fā)應遵循業(yè)務規(guī)則，這里的業(yè)務規(guī)則是指與業(yè)務相關的操作規(guī)范、管理章程、

9、規(guī)章制度、行業(yè)標準等。 業(yè)務規(guī)則實質上也可以理解為一組條件和在此條件下的操作，是一組準確凝練的語句，用于描述、約束及控制企業(yè)的結構、運作和戰(zhàn)略，是應用程序中的一段業(yè)務邏輯，該業(yè)務邏輯通常由業(yè)務人員或企業(yè)的管理人員利用組件工具進行定制系統(tǒng)集成技術 基于SOA框架，利用適配器（Adapter）、企業(yè)服務總線ESB（Enterprise Service Bus）和業(yè)務過程管理BPM（Business Process Management）等技術，通過服務裝配、服務編排、數據服務等過程，提供面向服務的數據集成、業(yè)務集成和應用集成計算技術 1) 網格計算技術 網格計算技術將高速互聯網、高性能計算機、大型

10、數據庫、傳感器、遠程設備等融為一體，為用戶提供更多的資源、功能和交互服務。 2) 云計算技術 云計算是并行計算、分布式計算和網格計算的發(fā)展，是虛擬化、效用計算、基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務等概念混合演進的結果。 身份認證與信息安全 結合企業(yè)的統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)和信息安全管理策略及相關系統(tǒng)平臺，利用SOA框架中的安全性與可靠性相關協(xié)議（WS-Security、WS-Reliability、WS-ReliableMessaging等），實現對用戶身份與數據的安全控制。 數字油田軟件系統(tǒng)應用場景展望 1) 數字油藏 王宏琳先生對數字油藏定義如下：“數字油藏是油藏的一種虛擬表示，使得人們可以探測匯集有關油藏的自然和人文信息，并與之互動”。 2) 協(xié)同工作環(huán)境 這里的協(xié)同工作環(huán)