多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用

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石油是重要的戰(zhàn)略物資，掌握著國家的經(jīng)濟(jì)命脈。將油藏工程技術(shù)與多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，使得多雛數(shù)據(jù)分析方法應(yīng)用于油氣企業(yè)的日常生產(chǎn)，為油氣生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)化的油藏管理經(jīng)營策略。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，油氣生產(chǎn)企業(yè)的信息化程度越來越高，企業(yè)內(nèi)部的各類日常生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)也越來越多。但是，油氣企業(yè)的生產(chǎn)決策對(duì)越來越多的大量日常生產(chǎn)的電子數(shù)據(jù)利用率不高。油藏工程已發(fā)展為制定及優(yōu)化油藏管理經(jīng)營策略的進(jìn)程，如何運(yùn)用油藏工程分析方法正確地處理和有效地使用油氣企業(yè)日常生產(chǎn)的大量信息數(shù)據(jù)，快速生成針對(duì)不同油藏分析需求主題的信息，已經(jīng)成為棘手問題。

1 多維數(shù)據(jù)分析與油氣藏工程分析方法

聯(lián)機(jī)分析處理以多維的方式來組織和顯示數(shù)據(jù)，它的一個(gè)重要特點(diǎn)是多維數(shù)據(jù)分析。多維分析是指對(duì)以多維形式組織起來的數(shù)據(jù)采取切片、切塊、旋轉(zhuǎn)、上卷、下鉆等各種分析動(dòng)作，以求剖析數(shù)據(jù)，使最終用戶能多個(gè)角度、多側(cè)面地觀察數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從而深入地了解包含在數(shù)據(jù)中的信息和內(nèi)涵。聯(lián)機(jī)分析處理的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)倉庫，建立在數(shù)據(jù)倉庫基礎(chǔ)上的OLAP以多維分析為基礎(chǔ)，刻畫了管理和決策過程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多層面、多角度分析處理的基本要求，滿足了實(shí)際的需求，為企業(yè)管理和決策活動(dòng)提供了一個(gè)新的工具，也為決策支持系統(tǒng)的研制提供了新的思路。

油氣藏工程方法是預(yù)測(cè)未來開采動(dòng)態(tài)的一門高度綜合的技術(shù)科學(xué)，是提高油氣藏研究和管理水平的重要工具。它以滲流力學(xué)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)為主要手段綜合分析地下地質(zhì)、油層物理、測(cè)井、試井和采油等方面的成果，對(duì)油藏中發(fā)生的各種變化，從開采的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，做出預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)的技術(shù)措施，以不斷加深對(duì)油藏的認(rèn)識(shí)，做好油田開發(fā)方案的調(diào)整，做到自始至終科學(xué)合理地開發(fā)油田。

2 油氣生產(chǎn)信息的多維分析

2.1 油氣生產(chǎn)信息的特點(diǎn)

油氣生產(chǎn)信息的分析是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程，不同于其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析。油氣生產(chǎn)信息具有以下特點(diǎn)：分散性，油氣企業(yè)內(nèi)部各單位分別進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、整理和加工，更有可能存在于不同的數(shù)據(jù)庫中；多樣性，油氣開發(fā)的數(shù)據(jù)類型多樣，包含的信息多種多樣；異構(gòu)性，由于企業(yè)內(nèi)部不同部門的數(shù)據(jù)可能存在于不同的數(shù)據(jù)庫，這使得油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有異構(gòu)性的特點(diǎn)。油氣生產(chǎn)企業(yè)需要對(duì)大量的具有以上特點(diǎn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的油藏工程分析，例如產(chǎn)量遞減分析、采收率分析等，這完全不同于其他領(lǐng)域的分析方法。顯然，現(xiàn)有的各類數(shù)據(jù)多維分析軟件無法完好地支持油氣生產(chǎn)信息的多維數(shù)據(jù)分析，為此需要針對(duì)油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和油藏工程分析方法，采用數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理等相關(guān)技術(shù)結(jié)合的方法，研究適合油氣生產(chǎn)信息多維數(shù)據(jù)分析的方法，并開發(fā)專用軟件和工具。

2.2 油氣生產(chǎn)信息的多維分析

油氣生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)分析方法就是以油氣藏工程方法為主要理論依據(jù)，對(duì)油氣生產(chǎn)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)多維的數(shù)據(jù)分析，從而更好地對(duì)油氣田的開發(fā)形勢(shì)進(jìn)行科學(xué)地預(yù)測(cè)和分析，制定科學(xué)合理的開發(fā)方案，更快、更好地促進(jìn)油氣田的生產(chǎn)開發(fā)和利用。根據(jù)油氣藏工程方法，油氣生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)分析主要包括以下幾類：油氣田產(chǎn)量遞減分析、油氣藏采收率分析、油氣藏平衡分析、水驅(qū)油藏地統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析等。其中油氣田產(chǎn)量遞減分析分析是使用最為廣泛和典型的油藏工程方法，因此本文就以這種分析方法為例，進(jìn)行油氣生產(chǎn)信息多維數(shù)據(jù)分析方法的研究。

（1）基本概念

①油氣信息數(shù)據(jù)變量：油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)倉庫多維數(shù)據(jù)分析中的變量就是油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的實(shí)際意義，即描述油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)“是什么”。一般情況，變量總是一個(gè)油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)值的度量指標(biāo)。例如：數(shù)據(jù)“20.00”本身意義未定，它可能是某口油田的產(chǎn)液量總和，也可能是某油田一天的產(chǎn)油量總和，等等。根據(jù)定義不難看出，“產(chǎn)油量 ”、“產(chǎn)液量”等都是油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)變量，而數(shù)據(jù)“20.00”則是某一油氣數(shù)據(jù)變量的值；

②油氣信息數(shù)據(jù)維：油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)倉庫多維數(shù)據(jù)分析中的維是油氣生產(chǎn)人員觀察數(shù)據(jù)的特定角度。例如，油氣生產(chǎn)人員經(jīng)常會(huì)關(guān)心油井產(chǎn)油量隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的變化情況，此時(shí)就是從時(shí)間的角度來觀察油田的產(chǎn)油量，即時(shí)間就是一個(gè)維；

③油氣信息數(shù)據(jù)維的層次：同上。油氣生產(chǎn)人員觀察油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)的某個(gè)特定角度（即某個(gè)維）還可以存在不同細(xì)節(jié)程度的描述方面。在上例，油氣生產(chǎn)人員可能關(guān)心油田某天的產(chǎn)油量，也可能關(guān)心油田某周的產(chǎn)油量，或者關(guān)心某月的產(chǎn)油量，等等。那么此處的日、周、月、季度、年等等就是時(shí)間維的一個(gè)層次；

④油氣信息數(shù)據(jù)維成員：某個(gè)維的一個(gè)取值就稱為該維的一個(gè)維成員。在上例，時(shí)間維具有三個(gè)維層次，即日、月、年，那么分別在這3個(gè)層次上的取值就是該時(shí)間維的一個(gè)維成員，例如某年某月某日就是這個(gè)時(shí)間維的一個(gè)維成員。此外，一個(gè)維成員不一定在每個(gè)維層次上都要取值，例如，某年某月、某月某日等都是該時(shí)間維的維成員；

⑤油氣信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組：油氣信息數(shù)據(jù)的一個(gè)多維數(shù)組可以表示為：（維1，維2，……，維n，變量）。例如圖1所示的油田產(chǎn)油量數(shù)據(jù)是按時(shí)間、區(qū)塊、措施類別組織起來的三維立方體，加上變量“產(chǎn)油量”就組成了一個(gè)油氣信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組（時(shí)間，區(qū)塊，措施類別，產(chǎn)油量）；

圖1 切片圖

⑥油氣信息數(shù)據(jù)單元（單元格）：油氣信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組的取值就稱為油氣信息數(shù)據(jù)單元。當(dāng)多維數(shù)組的各個(gè)維都選定了一個(gè)維成員，這些維成員的組合就唯一確定了一個(gè)變量的值。油氣信息數(shù)據(jù)單元可以表示為（維1維成員，維2維成員，……，維n維成員，變量的取值）。如圖1，我們選時(shí)間維成員2005年1月，區(qū)塊維1區(qū)，措施類別維洗井，就唯一確定了變量產(chǎn)油量的值，則該油氣信息數(shù)據(jù)單元表示為：（2005年1月，1區(qū)，洗井，20.00）。

（2）油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)多維分析基本動(dòng)作

①切片（Slice）

定義：選定油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組的一個(gè)二維子集的動(dòng)作叫做切片，即選定油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組（維1，維2，……，維n，變量）中的兩個(gè)維i和維 j，在這兩個(gè)維上取某一區(qū)間或任意維成員，其他維都取確定的一個(gè)維成員，則得到的就是在維i和維j上的一個(gè)切片，可表示為（維i，維j，變量）。

如圖1所示，選定某一油氣信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組（時(shí)間，區(qū)塊，措施類別，產(chǎn)油量）中時(shí)間維和區(qū)塊維，另一措施類別維取維成員“洗井”，則得到了這一油氣信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組在時(shí)間維和區(qū)塊維上的一個(gè)切片（時(shí)間，區(qū)塊，產(chǎn)油量），也即這一切片表示措施類別為洗井的各區(qū)油井、各時(shí)間段的產(chǎn)油量。

②切塊（Dice）

定義：選定油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組的一個(gè)三維子集的動(dòng)作叫做切塊，即選定油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)多維數(shù)組（維1，維2，……，維n，變量）中的三個(gè)維i、維j 和維k，在這三個(gè)維上取某一區(qū)間或任意維成員，其他維都取確定的一個(gè)維成員，則得到的就是在維i、維j和維k上的一個(gè)切塊，可表示為（維i，維j，維k，變量）。

3 結(jié) 語

油氣生產(chǎn)信息多維數(shù)據(jù)分析根據(jù)油藏工程方法中相關(guān)的分析方法，結(jié)合數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)，對(duì)以多維形式組織起來的油氣生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)采取切片、切塊等各種靈活的分析動(dòng)作，以求深度分析數(shù)據(jù)，使最終使得油氣企業(yè)決策用戶可以從油藏工程分析方法的多個(gè)角度、多個(gè)側(cè)面觀察油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而更為深入地了解油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)的更多內(nèi)涵，為油氣企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)快捷的決策數(shù)據(jù)支持。（萬方數(shù)據(jù)）