律紅洲

( 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院）

1 “開放地下數(shù)據(jù)空間”（OSDU）為油氣行業(yè)數(shù)字化轉型提供了解決方案

在DNV-GL集團對2020年油氣行業(yè)前景的調(diào)查中，92%的受訪者表示，預計2020年將增加或保持在數(shù)字化方面的支出水平，認為數(shù)字技術與數(shù)據(jù)驅動的理念正在改變運營，提高效率，提高敏捷性，并決定著勘探開發(fā)價值鏈上多個關鍵環(huán)節(jié)的戰(zhàn)略決策[1]。數(shù)字化轉型已成為油氣行業(yè)應對發(fā)展環(huán)境挑戰(zhàn)、重塑經(jīng)營管理模式、打造競爭優(yōu)勢的重要手段[2]。

面對累積的海量歷史數(shù)據(jù)，要實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的演變，首先要革新復雜的數(shù)據(jù)和應用環(huán)境。目前，油氣行業(yè)尚未建立一套完整的石油行業(yè)通用的石油勘探開發(fā)數(shù)據(jù)標準[3]，國際石油公司和技術服務廠商必須面對大量異構的數(shù)據(jù)源和來自不同廠商的應用軟件，如何建立統(tǒng)一、共享的數(shù)據(jù)模型，從而進一步實現(xiàn)多專業(yè)、多學科應用軟件的協(xié)同工作，是石油行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)之一[4]。開放地下數(shù)據(jù)空間?（Open Subsurface Data Universe?，OSDU）的誕生為這一數(shù)字化轉型難題提供了解決方案，被業(yè)內(nèi)認為是過去10年油氣數(shù)字化領域最大的一次變革。

2 “開放地下數(shù)據(jù)空間”是什么

2018年初，殼牌與開放的技術標準和認證技術聯(lián)盟“The Open Group”合作，啟動SDU項目，旨在探索消除數(shù)據(jù)孤島與應用孤島解決方案，隨著bp等公司的加入，逐漸升級為油氣行業(yè)解決方案。同年春季，安納達科、bp、?？松梨?、殼牌和道達爾等石油公司集中召開產(chǎn)業(yè)會議，探討產(chǎn)業(yè)協(xié)作與共建開源解決方案的可能性，標志著油氣行業(yè)上游業(yè)務全面邁入敏捷時代。

2019年3月，“The Open Group”宣布正式啟動“開放地下數(shù)據(jù)空間”論壇。該論壇由多家石油和天然氣運營商、服務公司、技術供應商、應用供應商、學術機構和其他標準組織組成，旨在為石油和天然氣行業(yè)提供一個開放的、基于標準的數(shù)據(jù)平臺，賦能新的云原生數(shù)據(jù)驅動應用，實現(xiàn)對地下和油井數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、全球性及高效性的訪問，激發(fā)創(chuàng)新，推動數(shù)據(jù)管理產(chǎn)業(yè)化并縮短實施新解決方案的周期（見圖1）。論壇內(nèi)容包括以下幾個方面：一是一個可面向微軟公司的Azure、亞馬遜公司的AWS和谷歌公司的GCP實施的云原生地下數(shù)據(jù)平臺參考架構；二是應用標準應用編程接口（API）可確保由各方開發(fā)的所有應用（微服務）都能在任意“開放地下數(shù)據(jù)空間”數(shù)據(jù)平臺上運行；三是利用行業(yè)數(shù)據(jù)標準實現(xiàn)無縫集成和數(shù)據(jù)訪問[5]。

3 “開放地下數(shù)據(jù)空間”帶來了什么

3.1 打造競爭合作的創(chuàng)新生態(tài)

“開放地下數(shù)據(jù)空間”為開發(fā)開放式數(shù)據(jù)平臺和生態(tài)系統(tǒng)提供了一個廠商中立的環(huán)境，對不同類型的會員單位分別提供了有針對性的生態(tài)整合定位，以及配套的市場支撐，如今已經(jīng)發(fā)展成為30余家石油公司、170余家油服公司以及信息技術（IT）公司、軟硬件技術公司、服務公司和學術機構共同支持響應的上游開源組織。每個加入“開放地下數(shù)據(jù)空間”的企業(yè)或組織都可以選擇加入某些委員會或項目組，并擁有投票權?！伴_放地下數(shù)據(jù)空間”組織機構見圖2。

通過加入“開放地下數(shù)據(jù)空間”，油氣行業(yè)經(jīng)營者、油氣數(shù)據(jù)供應商等會員單位，一是能夠借助業(yè)界驗證的工作成果，加快平臺設計和開發(fā)工作；二是能夠通過加強與社區(qū)專家的協(xié)作，加速數(shù)字敏捷性；三是能夠減輕獨立設計和驗證地下數(shù)據(jù)平臺的成本負擔；四是可以借助社區(qū)開發(fā)的無差異數(shù)據(jù)平臺，快速、低成本地開發(fā)差異化戰(zhàn)略業(yè)務工作流和解決方案（見表1）[6]。

表1 “開放地下數(shù)據(jù)空間”參與者愿景

“開放地下數(shù)據(jù)空間”開放、共建、共享的新模式，吸引了眾多的油氣行業(yè)技術公司共同參與建設（見表2），跨越傳統(tǒng)行業(yè)壁壘和障礙進行強強合作，打造了競爭合作的創(chuàng)新生態(tài)并迅速發(fā)展。

表2 “開放地下數(shù)據(jù)空間”深度合作典型案例[7-10]

3.2 建立云端標準化的數(shù)據(jù)平臺

“開放地下數(shù)據(jù)空間”解決方案的核心原則是將數(shù)據(jù)與應用分離，其實現(xiàn)途徑為開發(fā)一個標準的數(shù)據(jù)平臺（見圖3）。該平臺基于公有云，涵蓋勘探、開發(fā)、油井等油氣上游業(yè)務數(shù)據(jù)存儲、計算、標準、安全、運營等多個方面，首個開放數(shù)據(jù)平臺Mercury（R3）已于2021年底上線。

圖3 “開放地下數(shù)據(jù)空間”平臺架構

“開放地下數(shù)據(jù)空間”平臺是一個構建在公有云之上的數(shù)據(jù)共享應用中心，包含基礎設施服務、數(shù)據(jù)服務、應用服務三個層次，其中應用服務為競爭性層次，盈利性公司可在“用戶界面”“工作流/協(xié)同服務”“應用服務（勘探/開發(fā)/鉆井）”“應用平臺服務（計算服務/度量服務/計量服務）”4個部分通過競爭和協(xié)作并存的方式共建。整體平臺具有以下特征：1）全部基于公有云，提供未來無限的擴展性；2）通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺進行管理，包括數(shù)據(jù)加載、元數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)質量把控等；3）數(shù)據(jù)平臺通過標準的應用編程接口（API）——RESTful API提供數(shù)據(jù)服務；4）所有應用按統(tǒng)一規(guī)范基于微服務開發(fā)；5）提供涵蓋所有要素的信息安全保障，重點是數(shù)據(jù)安全；6）支持基于微軟視窗（Windows）操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)桌面?zhèn)鹘y(tǒng)應用；7）針對那些無法將數(shù)據(jù)移出并且沒有云服務的國家，提供國內(nèi)解決方案。

3.3 奠定油氣行業(yè)數(shù)字化轉型的基礎

在技術范疇，油氣行業(yè)數(shù)字化轉型主要存在兩個方面的障礙：一是數(shù)據(jù)孤島，油氣各業(yè)務領域在信息化、數(shù)據(jù)化歷史過程中面向不同業(yè)務階段和研究目標產(chǎn)生相互獨立的各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫或項目數(shù)據(jù)庫，整合難度很大；二是應用孤島，面向應用的傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式，形成了各專業(yè)領域相對獨立的應用軟件，各專業(yè)間的數(shù)據(jù)模型、業(yè)務模型等沒有有效鏈接，地震、地質、油藏、鉆完井及壓裂工程等業(yè)務無法實現(xiàn)一體化協(xié)同。特別是近年來大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術和新方法的涌現(xiàn)，給數(shù)據(jù)管理和應用管理提出了新要求。

“開放地下數(shù)據(jù)空間”的誕生，為這些難題提供了行業(yè)解決方案，云端的數(shù)據(jù)體系架構、數(shù)據(jù)與應用分離的新模式、全新的應用標準和數(shù)據(jù)標準、全領域的數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)了真正的大數(shù)據(jù)中心，支撐了油氣上游全業(yè)務域完整的工作流，支撐了人工智能等數(shù)字新技術應用，這正是油氣行業(yè)數(shù)字化轉型所亟需的支撐體系。

正如bp公司創(chuàng)新和工程執(zhí)行副總裁大衛(wèi)·艾頓（David Eyton）所說：“數(shù)據(jù)在bp向綜合能源公司轉型過程中居于核心位置。我們相信能源產(chǎn)業(yè)的未來將由數(shù)據(jù)驅動，在能源價值鏈的整個生命周期內(nèi)推動合作伙伴數(shù)據(jù)共享，依托數(shù)據(jù)科學實現(xiàn)創(chuàng)新以及更加迅速的決策制定，以這些方式管理數(shù)據(jù)的能力將構筑產(chǎn)業(yè)未來之基?！盵11]

3.4 加速油氣行業(yè)的深度融合和創(chuàng)新

“開放地下數(shù)據(jù)空間”表面上是一個云端標準化的數(shù)據(jù)平臺，其實內(nèi)涵遠不止是一個數(shù)據(jù)平臺或產(chǎn)品。通過開放、競爭、協(xié)作的共建共享模式，涵蓋物探、地質、油藏、采油與鉆完井工程等多專業(yè)的數(shù)據(jù)共享和應用共享，不但消除了不同專業(yè)領域劃分帶來的信息孤島，還實現(xiàn)了數(shù)字化轉型的全局性工作流設計，原來的每個獨立的專業(yè)應用與專業(yè)服務，能夠實現(xiàn)與其他環(huán)節(jié)的有效銜接，直接打破了油氣行業(yè)傳統(tǒng)的壁壘和邊界。

另外，“開放地下數(shù)據(jù)空間”競爭合作的全新生態(tài)模式，有效加速了油氣行業(yè)的融合和創(chuàng)新，引領了未來油氣行業(yè)的發(fā)展，這就不難理解為何國際領先的油氣巨頭和服務商們紛紛加入并獻智獻策，以期在數(shù)字化轉型上搶得先機。例如，斯倫貝謝公司聯(lián)手艾奎諾（Equinor）公司合作部署DELFI環(huán)境，與“開放地下數(shù)據(jù)空間”數(shù)據(jù)平臺完全整合[12]；哈里伯頓公司利用蘭德馬克公司的行業(yè)數(shù)據(jù)管理的優(yōu)勢打造新一代開發(fā)勘探平臺DecisionSpace，全面支持“開放地下數(shù)據(jù)空間”標準并已釋放基于“開放地下數(shù)據(jù)空間”的數(shù)據(jù)模塊產(chǎn)品[13]。

4 中國油氣企業(yè)、軟件供應商等加入“開放地下數(shù)據(jù)空間”的可行性

雖然“開放地下數(shù)據(jù)空間”成立只有短短幾年時間，但發(fā)展異常迅速，幾乎所有油氣行業(yè)知名從業(yè)者都參與其中，涵蓋了數(shù)據(jù)、知識、技術、方法、流程等各個方面，這對于中國油氣行業(yè)既是機遇又是挑戰(zhàn)。

4.1 必要性

面對復雜多變的國內(nèi)外環(huán)境，中國油氣企業(yè)為實現(xiàn)增儲上產(chǎn)，提升全要素生產(chǎn)率，也都在加快數(shù)字化轉型方面部署。如何打破數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)集中，如何整合各專業(yè)和工作環(huán)節(jié)，實現(xiàn)一體化系統(tǒng)應用，成為需要解決的重要課題。“開放地下數(shù)據(jù)空間”的理念、標準、技術、方法，值得借鑒和使用，也是中國油氣企業(yè)奪取未來全球油氣行業(yè)數(shù)字化主導權的重要途徑。對于中國油氣軟件供應商、云廠商等技術公司來說，加入“開放地下數(shù)據(jù)空間”是加速創(chuàng)新、打造市場競爭力的必然選擇?！伴_放地下數(shù)據(jù)空間”是一個全世界范圍的行業(yè)協(xié)同與整合平臺，所發(fā)布的軟件開發(fā)規(guī)范、數(shù)據(jù)標準、業(yè)務流程標準等是未來行業(yè)數(shù)字化的基礎，只有積極融入和保持開放，才能保持自身軟件產(chǎn)品的可持續(xù)性和競爭力，并可利用“開放地下數(shù)據(jù)空間”開放性平臺獲取更多的市場機會。

4.2 技術可行性

中國油氣行業(yè)信息化和數(shù)字化建設經(jīng)歷了單機應用、分散建設、集中建設、集成應用等階段，基本實現(xiàn)了數(shù)字油氣田初級階段目標，正在開展數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)湖、一體化專業(yè)協(xié)同、云化改造和大數(shù)據(jù)分析等建設。在這個過程中，積累了大量的數(shù)字化成果和豐富的經(jīng)驗，培養(yǎng)了一大批信息化人才，這都為參與“開放地下數(shù)據(jù)空間”這樣全球化的行業(yè)組織和國際化競爭奠定了標準、平臺、技術和人才等各方面的基礎。

4.3 經(jīng)濟可行性

“The Open Group”對企業(yè)類會員單位按類型分為3個等級，分別是白銀會員、黃金會員和鉑金會員。不同等級會員享有不同權益，其中白銀會員有權參加一個論壇，黃金會員可以加入任意數(shù)量的論壇，鉑金會員享有董事會成員資格并擁有2～3位常駐董事會席位。會員費用及“開放地下數(shù)據(jù)空間”可持續(xù)發(fā)展額外費用按照企業(yè)規(guī)模大小按年收取，企業(yè)可根據(jù)自身的需求和目標進行選擇，門檻總體不高，與可獲取的標準規(guī)范、技術、知識及市場機會等相比，投入產(chǎn)出之比完全可以接受。

5 建議

目前除杭州歐賁科技有限公司為“開放地下數(shù)據(jù)空間”會員，華為技術有限公司、中國國際航空公司等少數(shù)幾家企業(yè)為“The Open Group”論壇會員外，“The Open Group”及“開放地下數(shù)據(jù)空間”幾乎沒有中國企業(yè)的身影，更沒有出現(xiàn)來自中國的油氣企業(yè)或油氣軟件供應商。原因主要有以下幾個方面：一是“開放地下數(shù)據(jù)空間”是個新生事物，中國企業(yè)還缺乏深入了解，接受其開放、共享、共生的理念尚需時日；二是中國企業(yè)在“開放地下數(shù)據(jù)空間”這種開放性組織中如何保障數(shù)據(jù)安全及維護自主知識產(chǎn)權等方面缺乏經(jīng)驗和信心，存在一定顧慮；三是目前中國尚沒有支持“開放地下數(shù)據(jù)空間”的公有云平臺，“開放地下數(shù)據(jù)空間”平臺還沒有得到應用和檢驗。

針對以上問題，中國油氣企業(yè)、軟件供應商要加入并迅速融入“開放地下數(shù)據(jù)空間”體系需要注意以下幾個方面。

一是要解放思想，加快深入了解“開放地下數(shù)據(jù)空間”體系。與“開放地下數(shù)據(jù)空間”組織及斯倫貝謝等關鍵會員公司開展多層次的技術交流，深度把握其開放、共享、共生內(nèi)涵，熟悉其體系架構、數(shù)據(jù)平臺、標準體系和技術規(guī)范等內(nèi)容。

二是要結合實際，找準在“開放地下數(shù)據(jù)空間”的定位與目標。在深入了解“開放地下數(shù)據(jù)空間”基礎上，中國油氣企業(yè)要結合自身數(shù)字化轉型實際情況，重點探索如何借鑒“開放地下數(shù)據(jù)空間”的標準體系、技術規(guī)范、業(yè)務流程等解決轉型中遇到的數(shù)據(jù)孤島、應用隔離等難題，同時要積極參與“開放地下數(shù)據(jù)空間”框架及體系建設，提升自身影響力，爭取更多話語權，從“跟隨者”轉變?yōu)椤邦I跑者”；軟件供應商要著力融入“開放地下數(shù)據(jù)空間”創(chuàng)新生態(tài)，時刻把握市場動態(tài)，遵循其開發(fā)技術規(guī)范，保持自身軟件產(chǎn)品的生命力，借力其平臺影響力積極開拓市場。

三是要未雨綢繆，為數(shù)據(jù)安全及知識產(chǎn)權提供保障。要深入了解“開放地下數(shù)據(jù)空間”平臺數(shù)據(jù)安全及知識產(chǎn)權保護方面的條款和內(nèi)容，加強與中國信息安全、知識產(chǎn)權相關單位的合作，在企業(yè)內(nèi)部培養(yǎng)這方面的技術人才和隊伍，做到知己知彼，防患于未然。

四是要上云賦能，加強與中國先進技術公司的合作。在云計算等技術領域，與華為、騰訊等中國先進技術公司開展合作，充分利用公有云技術與平臺為油氣業(yè)務應用賦能，同時爭取“開放地下數(shù)據(jù)空間”平臺能盡快融合到中國共有云平臺。