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油气田工程应用软件概要作业题
一、举一个你熟悉的典型软件说明软件的原理、功能、特点及应用
1、软件的理论概述
2、软件的详细功能
3、软件的特点
4、举例说明软件其中一个功能的应用成果
概述：Petrel 是斯伦贝谢公司研发的以三维地质模型为中心的一体化油藏工作平台。

Petrel 一体化油藏工作平台实现了以地质模型为中心的，从地震综合解释到油藏数
值模拟的工作流程。

面对当今日益复杂的油气藏的勘探开发技术挑战，Petrel 创造了一个允许地质、地震、测井、油藏、钻井、数据管理多专业共享知识和成果的开放环境，Petrel 也成为国际油公司解决油气藏勘探开发技术难题的首选。

Petrel 作为受到业界广泛应用和认可的软件平台，其一体化的工作理念、开放的研发环境和先进的技术功能已经引领软件发展的潮流。

功能：Petrel平台分地学核心系统、地球物理系统、地质建模系统、油藏工程系统等共20 多个功能模块。

1、地学核心系统，是运行Petrel 和其它模块的最基本的必要条件，包括基本系统和三维网格建立，应用它可进行三维断层建模、生成层面图以及加载井数据和井的分层数据等功能。

2、地球物理系统，可进行地震解释、域转换、地震
采样、地震属性提取及断层自动解释等功能。

3、地质建模系统，可进行地层对比、相建模、岩石物理属性建模、断层封堵性分析、裂缝建模、数据分析及分类和预测等功能。

4、油藏工程系统，可进行高级地质模型网格及属性粗化、油藏工程核心计算预测、井轨迹设计、敏感性分析、历史拟合分析及优化分析等功能。

特点：1、系统中的每个模块均可独立运行，用户可以根据工作需求合理组合所需功能模块。

2、Petrel 为多学科的协作架设一个共享的信息平台，构造3D 建模技术使模型的建立十分快速、准确。

3、3D网格建立是Petrel核心系统的一部分，保障了模型内部各部分数据内容之间的一致性和完整性。

4 、Petrel 具有工作流程的可重复性，可以自动地记忆工程师创建地质模型的整个操作流程，更新和修改模型。

5、Petrel 是
唯一的一个完全整合到完整的油藏描述系统中的油藏精细描述、建模工具。

应用实例：《濮城油田西区沙二上2+3 油藏描述及剩余油分布规律》项目建模首次使用Petrel 地质建模软件，主要建立了三维地质模型。

建模的过程一般为首先建立井文件，检查井轨迹，建立井分层文件，输入断层多边形文件及层面文件，确定模型范围，给断层多边形赋Z值，建立断面模型。

断层的形状是通过生成Key Pillars 来完成的。

Pillar 网格化的过程就是一个空间结构生成的过程。

然后在pillar 网格中插入地层层位，同时要于先前定义的断层和网格增量相一致。

网格化的结果得到一个由一系列连接顶、中和底部骨架的pillar所组成的3D网格。

检验分层数据文件在三维空间分布的合理性，对于有问题数据点重新解释分析，达到分层数据完全合理与符合实际，最终建立正确的三维流动单元模型。

当三维流动单元模型完全建好后，输入有效厚度、砂岩厚度、测井解释的孔隙度和渗透率数据文件，建立属性模型。

二、简述我国石油工程软件研究应用的历史、现状及未来
1、软件工程基本概念及生命周期
2、油气田工程专业软件开发及应用的特点
3、国内外油气田工程专业软件的差异对比
4、我国油气田工程专业软件发展的历史及现状答：1、软件工程基本概念及生命周期软件工程
是指导计算机软件开发和维护的工程学科。

它采用工程的概念、原理、技
术和方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术，与当前能够得到的最好的技术方法结合起来。

软件工程是一门涉及软件计划、需求分析、设计、编码、测试和维护的原理、方法及工具的研究和应用的学科。

软件工程的传统途径是“生命周期法” ，强调“结构化分析、结构化设计” 。

软件工程采用的“生命周期法” ，就是从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解，把软件生存的漫长周期依次划分为若干个阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后再逐步完成每个阶段的任务。

软件生命周期一般分为：软件定义（问题定义、可行性研究、需求分析）、软件开发（总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试）、软件维护等三个时期。

2、油气田工程专业软件开发及应用的特点
油气田工程专业软件的特点：石油专业应用软件就是为石油上、中、下游某一专业领域开发的应用软件。

石油工业领域的大中型软件除了具有其它专业软件的特性（如开发周期长、风险高、竞争性强等），需要有大量人力、物力和财力的支持外，还具有涉及数据量大、对硬件配置要求高、市场相对小、专业分类多等特点。

油气田工程专业软件的开发现状特点：
（1）自行开发的应用软件多数与生产实际需求结合紧密，市场上买不到成熟的产品，或者购买的软件不适合本单位的实际情况；
（2）自行开发的应用软件多数是针对解决某个具体问题的，软件规模一般不大，功能比较单一，但需求却比较广泛，在不同业务、不同单位，都会用到这些软件；
（3）软件的开发方式分为独立设计开发或者与第三方公司合作开发两种；
（4）所用程序语言种类很多，如C、C++、VB、ASP、Delphi 等；（5）不少软件由于开发人员的流失而逐渐消失；
（6）目前中石油范围内从事大规模软件开发的单位或公司所剩无几。

油气田工程专业软件的应用特点：
（1）各业务领域基本都有专业应用软件；
（2）大部分单位没有整体优化的主流软件集成平台，软件应用成果共享程度较低；
（3）综合型、一体化软件的功能并没有一体化、综合性地使用，没有发挥软件巨大的、综合性优势和潜力，用户多数是分散、独立地使用部分功能；
（4）多数应用软件的主要功能得到了开发利用，但一般只限于少数几个熟练操作人员；
（5）数据汇总单位（如勘探开发研究院）的应用软件多为综合性软件。

3、国内外石油工程软件的差异
（从技术原理、软件架构、研发模式、用户体念、服务模式等方面进行比较）以压裂优化软件为例进行一个简单地说明。

压裂是低渗透油藏重要增产措施，压裂设计软件是优选油层改造措施和优化设计措施的基本手段。

目前压裂优化软件已经形成了较为完善的体系，由区块整体压裂设计、单井压裂优化设计、施工实时监测和分析等三类组成。

技术原理：
目前，区块整体压裂优化设计软件主要有3 种优化设计方法，即优化采收率法、净
现值法和累计增产量法。

优化采收率法最为科学，但是由于涉及油田开发方面的许多比较复杂的因素和问题，实际上难以做到真正的目标优化。

净现值法涉及裂缝模型因素和油田开采经济分析问题，裂缝模拟的准确性和经济分析模型的可靠性均会对优化结果产生影响。

累计增产量法着重分析油层内有效裂缝对增产量的影响，避开了裂缝模型、裂
缝具体形状和经济分析因素
这类软件主要用以确定地层是否适合整体压裂改造，优选裂缝规模以及预测整体压裂效果。

目前整体压裂软件主要是国内的中国石油大学和西南石油大学开发的，可以完成五点、反九点、矩形井网的优化。

单井压裂设计软件主要以国外的产品为主，如FracproPT、E-StimPlan、Terrfrac、GOHFERMeyer，国内有西南石油大学开发的3D-HFODS软件。

压裂设计软件一般包括压裂设计、酸压设计、压裂充填设计、小型压裂分析、产能预测、经济评价、液体/ 支撑剂库等功能。

压裂裂缝模型从二维发展到了全三维，从简单的井身结构优化发展到了复杂结构的水平井优化。

FracproPT 软件系统是拟三维压裂软件工具，提供支撑剂和酸化压裂增产的设计、模拟、分析、执行和优化功能。

FracproPT 的独特技术是它的实时数据管理和分析能力；其中包括灵活的，根据裂缝分析可进行校正的裂缝模型；以及压裂处理后进行生产分析和经济优化的油藏模拟功能。

E-StimPlan 是由压裂专家K.G. Nolte 、Mike Smith 先生创建的NSI 公司开发的全三维压裂设计与分析软件，它不仅继承了压裂酸化领域的最新研究成果，适合压裂工程师进行压裂优化设计，尤其是Nolte 、Smith 创建的压裂压力诊断技术，特别适合现场工程师进行现场压裂分析。

E-StimPlan 压裂设计分析软件具备目前进行压裂优化设计所需要的压裂设计、压裂分析/ 诊断、压裂油藏模拟和经济优化评价功能，能够完成压前地层评估、压裂方案设计与优化、全三维压裂模拟与敏感性分析、压裂过程及压后压力降落实时数据采集与分析、压力历史拟合和压裂效果评价等工作。

全三维压裂与酸化设计和模拟软件GOHFERi STIM-LAB公司开发，采用三维网格结构算法，动态计算和模拟三维裂缝的扩展，计算过程中充分考虑了地层各相异性、多相流多维流动、支撑剂输送、压裂液流变性及动滤失、酸岩反应等有关各种因素，能够计算和模拟多个射孔层段的非对称裂缝扩展。

FracproPT 具有强大的压裂设计、压裂分析、产能分析、快速设计和快速测试压裂分析功能。

它被特别地
设计为工程师用于水力压裂设计及分析的最综合的工具。

比其它的水力压裂模型更多的功能是：有实效的使用现场施工数据是FracproPT 的重要主题。

实时数据的使用为工程师提供了对施工井响应的更深刻、更合理的理解，这些响应反映了在压裂施工之前、之中和之后，储藏中所发生的物理过程的真实性。

软件架构：
是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。

软件架构是开发一个软件系统所需要做出的最高层次的决策集合。

软件架构包含了关于软件系统的重要决策, 这些决策涉及到如何将软件系统分解成不同的部分、各部分之间的静态结构关系和动态交互关系; 软件架构也包含了关于各元素应如何交互彼此相关的信息。

国外的压裂软件整体更复杂，架构划分更精细，结构更清晰，更具有目的导向性，功能更完善，具有良好的扩充性。

软件研发模式：
软件开发模型是指软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。

软件开发模型能清晰、直观地表达软件开发全过程，明确规定了要完成的主要活动和任务，用来作为软件项目工作的基础。

主要有瀑布模型，优点是文档驱动，缺点是系统可能不满足客户的需求。

快速原型模型的研发模式可以满足客户需求，但是肯能导致系统设计差、效率低，相对来说维护比较困难。

而增量模型的优点是开发早期反馈及时，易于维护，而缺点是需要开放式体系结构，可能会导致效率低下。

用户理念：
西南石油大学自主设计开发的三维压裂模拟及优化设计软件的主要功能：预测裂缝三维延伸情况及裂缝几何尺寸，模拟温度场变化对裂缝的影响，模拟控高压裂裂缝延伸情况，可以进行变排量、变压裂液、变支撑剂模拟，预测压后生产动态，进行压裂经济评价，优化施工泵注程序和参数。

但采用3D-HF0DS压裂软件进行设计及模拟，其自动
优化设计出的施工泵注程序和参数FracproPT、GOHFE软件模拟的差异还是很大的。

FracproPT较3D-HFOD有着更完整的操作界面，更多样的数据处理，更强大的设计优化功能，更灵活地适应压裂过程中储层变化的多样性。

在优化设计上，采用3D-HFODS压
裂软件进行设计及模拟，其自动优化设计出的施工泵注程序和参数叫FracproPT 软件模拟的差异还是很大的。

而尽管较目前世界运用最广泛的压裂软件FracproPT ，3D-HFODS 与其强大而繁复的功能还有着较大的差异，但3D-HFODS其简单的入门和简易的操作在
用户体验上还是小有优势的。

服务模式：
国内主要表现为：客户至上，软件设计起点和水平低，缺乏系统分析与可行性论证；边建边用，以应用促建设，在应用中不断完善，更具针对性，不具普遍性；
国外主要表现为：实用至上，软件设计起点和水平高，软件模块功能全面；建后再用，不断在原来基础上增砖添瓦，未能做到特殊问题特殊对待；
4、我国油气田工程专业软件发展的历史及现状
3.1 我国油气田工程专业软件发展的历史
20 世纪90 年代以来，为了满足多学科综合研究的要求，追求最佳经济效益，世界石油软件产业发生重大变革。

单一专业应用软件公司通过兼并形成容纳地震、测井、油藏地质等各专业的综合性石油软件公司。

这些综合性石油软件公司通常又被大的服务公司吸纳，以完善其综合服务的功能。

与此同时，国际石油界推出POSC 标准，使得
软件设计开发更注重工程化和标准化，以达到多学科共享一个平台和信息综合利用。

这样，大型、综合性软件以及工具软件的开发研制一般由专业软件公司承担，石油公司注重于结合本身的特点开发有关综合评价和管理等方面的特色应用软件或模块。

无论是石油公司还是服务公司，都将综合软件集成平台、石油应用软件、数据库和数据银行的开发建设统筹考虑，并制订相应规划。

因此，重组后的石油、石化两大集团．作为石油公司和服务公司为—体的国际大石油集团，有必要尽快协调和组织内部的技术人员，开发出与自己的国际地位相匹配的石油软件。

这就需要投入大量的技术和人力，
“科技是第一生产力”，在这里无疑又一次得到了体现，石油行业的技术人员必须把世界最先进的技术力量体现在自己的工作中。

3.2 我国目前石油软件的现状是软件研发公司仍入于小作坊状态；相关软件研发人员近于单兵作战；软件功能着重于石油勘探需求中的一点着手研发，充其量只能是大项目中的—个插件，产品功能单一化。

另外，国内优秀的软件研发人员大量向国外大中型石油软件研发企业流失，我国的石油软件研发的进程也受到一定的影响。

由于没有形成产业化，研发产品投入相对较少，因此相应产品价格较低。

据2008 年中石油信息管理部组织的对各单位在用信息系统的调研材料，共有近80 个局级单位上报专业应用软件约280 个。

假定各单位所报专业应用软件分类基本正确，各单位在用专业应用软件还是比较多的，特别是在各油气田单位。

三、描绘你心中的“智能油田”
要求：应用物联网、云计算、大数据等技术，从油田生产业务需求、功能设计、平台架构、数据集成、智能应用、效果预测多角度综合阐述
答：智能油田是一个物联网的油田。

一个智能的油田，一定是一个物物相联的油田。

物联网被誉为继计算机、互联网之后的第三次信息产业革命。

是指利用RFID传感器、
二维码、GPS摄像机等传感设备，按照约定的通信协议，将特定物体与信息网络、存储集控系统连接起来，进行信息交换和自动控制，以实现智能化识别、感知、定位、跟踪、监控和管理的一种网络体系。

物联网在油田的广泛应用，可以让人们对油田的事物、事件全面感知，从而“运筹帷幄，决胜千里” 。

石油天然气大数据一般是伴随勘探、开发、生产过程产生的原始数据和成果数据，地震、测井、注采数据尤为突出。

在油气勘探开发领域，对油气资源的认识和掌握主要通过大量的数据来实现，“大数据”往往意味着“大油气” 。

都在挖掘应用中实现着自身的价值。

这么大的数据量、多类型数据体分布在不同专业的数据库中，为综合研究、生产分析提供有力支撑。

云计算技术，就是将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，动态创建高度虚拟化的资源提供给用户。

智能油田也可以理解为：在云计算支撑下，实现物联网与互联网的融合。

智能油田将是在数字油田建设成果基础上，利用物联网、云计算、大数据、知识化管理、辅助决策、人工智能等先进技术，实现地质油藏的动态监测、精确评价，实现生产过程的全面自动化和决策过程的智能化。

我认为，智能油田可以实现实时监测、实时数据采集、实时解释、实施决策和优化的闭环管理，可以将油井、油田及相互资产相互联系起来统筹经营与管理，它应该包括遥测技术（四维地震监测、
重力测量、电磁监测、地面检波器网络和光纤井下检波器等）可视化技术（包括综合勘探与生产数据的三维可视技术、虚拟现实技术等），智能钻完井技术、数据集成、管理和挖掘技术，集成管理体系等等。

我心中的的智能油田是这样的：
（1）智能油田将借助传感技术，建立覆盖油田各业务环节的传感网络，实现对油田各业务环节的全面感知。

（2）利用先进的自动化技术，对与油气井与管网设备进行自动化控制，对油气管网进行自动平衡与智能调峰，实现对生产设施自动操控。

（3）利用模型分析技术，进行油藏的动态模拟，单井运行分析与预测，生产过程优化，智能完井和实时跟踪，利用专业数学模型提高系统模拟与分析能力、预测和预警能力、过程自动化处理能力，实现对油田生产趋势进行分析与预测。

（4）利用可视化协作环境为油田提供信息整合与知识管理能力，充分利用勘探开发地质研究专家的经验与知识，实现由田勘探的科学部署，提高系统自我学习能力，生产持续优化能力，真真做到业务、计算机系统与人的智慧相融合，辅助油田进行科学决策、优化管理。

同时，它还应该具备以下特点：
（1）实时感知：利用传感网络实现对油田各业务环节的全面感知。

不仅要对油田生产现场的设施进行时数据采集，还可通过视频技术直接查看工作场地、会议场所的场景。

（2）全面联系：在实时感知的基础上，进一步提供油田现场与指挥室之间、人与仪器之间相互协同，远程操作。

（3）自动处理：利用自动化技术、优化技术，通过对采集到的数据进行计算分析，将操作指令反馈到现场，对油气井与管网设备进行自动化控制。

（4）预测预警：在对历史数据进行分析的基础上，通过数据挖掘、模型分析，对油田生产趋势进行模拟和预测。

如油藏的动态模拟，单井运行分析与预测，生产事故预警。

（5）辅助决策：利用可视化的信息协作环境、油田专家的经验、专业领域知识、成功项目研究成果，进行综合分析，提出决策建议。

（6）分析优化：通过建立各种标准化的评价指标体系，利用综合评价技术，对生产运行的状况、油气藏地质条件、决策结果进行评价和分析，提出优化方案，是油田生产、管理不断优化和完善，实现油田的最优化发展。

智能油田在数字油田基础之上，借助先进信息技术和专业技术，全面感知油田动态，自动操控油田行为，预测油田变化趋势，持续优化油田管理，科学辅助油田决策，使用计算机信息系统智能的管理油田。

也就是说，智能油田就是能够全面感知的油田，能够自动操控的油田，能够预测趋势的油
田，能够优化决策的油田。