張萍 凌艷璽 郭林 張佳怡 姬銀秀

摘要：針對渤海油田勘探開發(fā)中積累的海量數據管理難度大、利用效率低的現實，研制完成了渤海油田項目知識管理平臺。該平臺以勘探開發(fā)生產項目日常管理為主線，采用了AngularJS 2、restful、OpenCL并行與大數據分析等技術建設該平臺，建成后平臺具有數據庫兼容性強、功能體系完整、可擴展性強、輕量化等特點，為勘探石油行業(yè)的科研及知識管理提供強有力技術保障。

關鍵詞：項目知識管理平臺;數據庫;OpenCL;AngularJS 2.0;大數據分析;輕量化（Web）;可自維護

中圖分類號：TP311.13? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）30-0145-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Construction and Application of Project and Knowledge Management Platform for Bohai Oil field

ZHANG Ping1，LING Yan-xi2，GUO Lin2，ZHANG Jia-yi2，JI Yin-xiu2

（1. CNOOC Energy Tech-Drilling and Production Co.， Tianjin300452， China;2. Tianjin Branch of CNOOC Ltd.， Tianjin300459，China）

Abstract： In response to the fact that the management of the massive data accumulated in the exploration and development of the Bohai Oilfield is difficult and the utilization efficiency is low， the knowledge management platform for the Bohai Oilfield project has been developed.This platform takes the management of oil exploration， development and production as the main line， adopting AngularJS 2.0， RESTful， OpenCL （Open Computing Language） parallel computation， big dataanalysis and other technologies， integrating lots of characteristics， such as strong database compatibility， powerful function system， strong scalability and more lightweight. This platform provides powerful technical support for scientific research and knowledge management of petroleum exploration industry.

Keywords： knowledge management platform; database; OpenCL; AngularJS 2.0; big data analysis; lightweight Web; self-maintaining

1引言

渤海石油研究院經過多年數據庫的建設與積累，形成了勘探庫、物探庫、測井庫、化驗庫、文檔庫及儲量庫等多個數據庫系統(tǒng)，每個數據庫不僅系統(tǒng)不同，前端的應用也是相對獨立的，造成了各數據庫之間、各前端應用之間均不能互相連接調用，嚴重影響了相關數據利用效率。為解決此問題，基于“多庫合一”的思想研制了渤海油田項目知識管理平臺。該平臺的建成為項目日常管理、數據資料檢索等提供了便捷，并具備良好的可擴展性和可自維護性。

該平臺設計為四個層級：最底層為數據庫層，主要包括系統(tǒng)數據庫、項目管理與成果文檔數據庫、物探數據庫、中間成果數據庫、勘探基礎數據庫、化驗分析數據庫、測井數據庫;第二層為核心功能體系層，主要包括數據集成訪問、知識成果管理、研究項目管理和日常工作管理;第三層為專業(yè)應用子系統(tǒng)層，主要包括測井大數據分析、月報子系統(tǒng)、井位審核流程子系統(tǒng)、開發(fā)圖件審核流程子系統(tǒng);最頂層是用戶層，面向科研人員和管理人員，如圖1所示。

2系統(tǒng)架構

該系統(tǒng)使用B/S架構，即瀏覽器和服務器架構模式。這種模式實現了交互操作輕量化，最大程度減少了操作過程，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)和維護過程，從而提高效率[1]。系統(tǒng)前端頁面使用HTML5和（基于JavaScript的）AngularJS2框架[2]。使前端交互界面樣式豐富，交互操作響應迅速。同時在構建Web應用程序時，能靈活、快速構建Web應用，提高Web 開發(fā)和維護速度[3]。系統(tǒng)后端服務使用私有云軟件架構，支持柔性部署。使后臺服務既可以部署在一臺服務器上，也可以部署在多臺服務器上，保持流量動態(tài)平衡。同時應用Web數據服務接口技術，提供符合Restful標準的WebAPI和統(tǒng)一數據模型，與系統(tǒng)前端或其他系統(tǒng)無縫連接，來訪問項目知識庫的數據、文檔、圖件和項目信息[4]。系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

3功能實現及關鍵技術

根據對現狀及數據的流向和主要用途進行分析，我們將多個數據庫進行整理并分類，首先保留部分原有數據庫及其應用，其次對現有的部分數據庫進行必要的整合，最后根據科研人員的實際需求，建立新的數據庫。該平臺建設的一個重要原則是具有可開放性，為平臺的進一步擴充提供接口，還可以連接任意第三方的數據庫。同時底層數據庫之間呈網狀分布，通過完整、統(tǒng)一的數據字典進行管理，實現各個數據庫之間資料的共享與利用。

3.1數據管理模塊

數據管理模塊具有數據加載、修改和刪除等功能，不僅包含在線表單式數據錄入方法，還可根據各類結構化數據表，定制數據加載模板，實現數據的批量加載功能。

該模塊除了能處理結構化數據外，針對LAS格式的測井曲線數據文件，在數據加載入庫時，將LAS文件的頭文件信息、數據信息分別保存到數據庫中，既保留了完整的原數據格式，又能滿足大數據分析時的需求。而對于文檔、圖件的管理，不僅可以實現批量加載，還可在瀏覽器中直接查看，同時為滿足文檔、圖件管理頁面的層進關系，平臺通過可自定義視圖、索引等方式，實現頁面便捷化的管理功能。平臺中設立不同角色、不同權限的用戶安全體系，滿足不同用戶對數據進行修改及刪除等功能的需求。

3.2工作流管理模塊

該平臺建立了多個精細化、專業(yè)化的工作流程，包括井位審核流程、地震采集設計審核流程、井地層成果審核流程、井地化成果審核流程、井儲層成果審核流程、圖件審核流程、化驗送樣及取樣工作流程等。通過編寫工作流服務引擎和輕量化（WEB）頁面，完成與之對應的業(yè)務數據處理過程。每個工作流節(jié)點中，均包含過程的維護者、監(jiān)控者和實例化者，過程維護者對過程進行維護，過程監(jiān)控者可以對這個過程進行完整的監(jiān)督和控制，過程實例化者可將過程模型轉化為一個過程實例。工作流引擎將項目流程歸類，為每類流程模型開發(fā)（定制）服務模塊。流程中涉及的每個活動節(jié)點都單獨封裝成“申請-審核”結構的模型。無論流程中涉及多少個節(jié)點、多少種數據模板，都可以通過配置文件定義實現，從而滿足用戶可自維護的需求。工作流服務技術思路如圖3所示。

該平臺通過這些專業(yè)流程的建設，在實現項目協作、項目管理、項目過程的追溯、知識成果的累積與保存的同時，還能減少紙質圖件的打印，降本增效，讓工作更環(huán)保。

3.3數據搜索功能模塊

該平臺在滿足常規(guī)數據查詢功能外，還支持自定義和常用分組查詢方式，并能在查詢結果中再進行搜索。對查詢結果，除支持按數據項或按數值范圍分組統(tǒng)計外，還支持圖形顯示功能，包括柱狀圖、折線圖和餅圖等。對于查詢正在進行中和已完成的工作流項目，平臺支持對該項目邏輯視圖中各項內容的搜索，包括項目流程名稱、登記時間、項目參與者、數據和文檔等。

基于平臺中不僅涵蓋勘探數據庫、測井數據庫、化驗庫、儲量庫和物探數據庫等的各類結構化數據，還包含各類會議資料、成果文檔、技術交流文檔、培訓文檔、各類單井圖件、構造圖件和工作流程等非結構化數據。在平臺中快速搜索相互關聯的數據和文檔成為關鍵，通過給定井名、構造名稱、油田名稱等關鍵信息，在全局范圍內可將相互關聯的數據、圖件及文檔等信息顯示在一個頁面中，并能將集成數據查詢的結果進行打包下載。

3.4大數據分析模塊

為最大限度地滿足科研人員的需求，本平臺還增加了大數據分析模塊，利用分類與預測、聚類分析、關聯規(guī)則、時序模式、偏差檢測等方法，挖掘測井曲線與地層巖性之間的對應關系，為命中概率進行巖性識別提供依據[5]。

通過搭建并行計算平臺，實現數據分析與計算過程。為保證數據計算速度，平臺采用OpenCL并行計算技術，充分利用GPU強大的并行計算能力以及與CPU的協同工作，進行性能優(yōu)化，更高效地完成大規(guī)模的、并行度高的計算[6-10]。

大數據分析基本過程包括：定義挖掘目標、數據取樣、數據探索、數據預處理、挖掘建模和模型評價。首先進行前期準備工作，將測井曲線名稱和地層巖性名稱規(guī)范化;然后，加入區(qū)域位置信息，形成區(qū)域位置-測井曲線-地層巖性結構的關系數據;最后，根據區(qū)域位置、深度段和測井曲線，分析對應區(qū)域位置和深度段的地層巖性的可能性。根據錄井數據得到有效的測井曲線組合與地層巖性的對應關系，如：在某一個區(qū)域內，指定深度范圍的GR、ZDEN、CNCF等曲線數值組合，與玄武巖具有對應關系，在 19 個相似測井曲線對應的地層中，有 18 個地層都是玄武巖，通過大數據分析，新地層是玄武巖的命中概率是95%。分析過程，如圖4所示。

3.5可自維護模塊

該平臺界面呈現內容全部可以通過調用配置文件實現，而不用重新編輯程序。配置文件內容根據實際情況可以進行自定義，以數據查詢配置文件為例：

首先定義數據源配置表，將平臺底層的數據庫或其他第三方數據庫中的數據表進行整理，將字段信息增加到數據源配置表中。配置好的數據源顯示在界面中時，需要定義數據管理配置表。在數據管理配置表中，則定義了數據的具體顯示格式（表單形式或者網格形式）、表頭信息、頁面高度、頁面寬度等內容。

當整體結構保持不變時，快速搜索模塊、數據查詢模塊、文檔、圖件管理模塊和工作流管理模塊均能通過配置文件的方式進行系統(tǒng)自維護，實現快速更新的效果。數據安全方面，也可通過讀寫日志實現對敏感數據（如：儲量數據）的管理，避免因為安全原因，使敏感數據成為孤島。數據查詢配置文件，如圖5所示。

4平臺應用效果

項目知識管理平臺使用最新IT技術、系統(tǒng)開發(fā)框架及思想，完成了輕量化（Web）系統(tǒng)界面。包括快速搜索界面、數據查詢界面、文檔、圖件管理界面和工作流管理界面。其中快速搜索界面是在數據、文檔、圖件和工作流等全局范圍內搜索并分頁顯示。該平臺推廣應用近2年來，登錄用戶涵蓋渤海石油研究院全部科研人員，保證科研人員在日常工作中產生的數據和文檔能及時加載入庫，平臺中的數據不斷累積，又能最大限度滿足科研人員在搜集、整理數據時的需求。平臺主界面，如圖6所示。

工作流管理界面，從項目啟動-項目數據錄入-項目參與者分配，到項目審核-項目進度管理的各階段，都已實現輕量化操作。通過該平臺登記的井位審核流程已超過100口井，在滿足用戶科研生產與管理工作等需求的同時也保障了數據安全與有效。

5結論

項目知識管理平臺采用輕量化（Web）、可自維護系統(tǒng)，使用戶操作更便捷，確保數據更安全。在不斷完善對專業(yè)數據的管理和分析能力的同時，還實現了知識成果的累積與追溯。用?戶使用率的不斷提升，說明系統(tǒng)定位是符合實際工作情況的。對管理人員而言，它是一個項目管理平臺，既可以實現業(yè)務過程的實時管理，又可以實現對企業(yè)知識資產的有效利用;對科研人員來說，它既是一個工作平臺，又是一個面向各種專業(yè)數據庫和項目數據庫的應用界面。經過多年的建設與應用，本平臺對充分利用數據庫資源，提高工作效率，保障安全生產，都發(fā)揮著越來越重要的作用。

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【通聯編輯：王力】