多維數據分析技術在油氣生產中的應用

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石油是重要的戰(zhàn)略物資，掌握著國家的經濟命脈。將油藏工程技術與多維數據分析技術相結合，使得多雛數據分析方法應用于油氣企業(yè)的日常生產，為油氣生產企業(yè)提供優(yōu)化的油藏管理經營策略。

隨著科學技術的飛速發(fā)展，油氣生產企業(yè)的信息化程度越來越高，企業(yè)內部的各類日常生產信息數據也越來越多。但是，油氣企業(yè)的生產決策對越來越多的大量日常生產的電子數據利用率不高。油藏工程已發(fā)展為制定及優(yōu)化油藏管理經營策略的進程，如何運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)日常生產的大量信息數據，快速生成針對不同油藏分析需求主題的信息，已經成為棘手問題。

1 多維數據分析與油氣藏工程分析方法

聯機分析處理以多維的方式來組織和顯示數據，它的一個重要特點是多維數據分析。多維分析是指對以多維形式組織起來的數據采取切片、切塊、旋轉、上卷、下鉆等各種分析動作，以求剖析數據，使最終用戶能多個角度、多側面地觀察數據庫中的數據，從而深入地了解包含在數據中的信息和內涵。聯機分析處理的基礎就是數據倉庫，建立在數據倉庫基礎上的OLAP以多維分析為基礎，刻畫了管理和決策過程中對數據進行多層面、多角度分析處理的基本要求，滿足了實際的需求，為企業(yè)管理和決策活動提供了一個新的工具，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測未來開采動態(tài)的一門高度綜合的技術科學，是提高油氣藏研究和管理水平的重要工具。它以滲流力學為基礎，以數學、計算機為主要手段綜合分析地下地質、油層物理、測井、試井和采油等方面的成果，對油藏中發(fā)生的各種變化，從開采的角度進行評價，做出預測，并提出相應的技術措施，以不斷加深對油藏的認識，做好油田開發(fā)方案的調整，做到自始至終科學合理地開發(fā)油田。

2 油氣生產信息的多維分析

2.1 油氣生產信息的特點

油氣生產信息的分析是一個相對復雜的過程，不同于其他領域的數據分析。油氣生產信息具有以下特點：分散性，油氣企業(yè)內部各單位分別進行數據的錄入、整理和加工，更有可能存在于不同的數據庫中；多樣性，油氣開發(fā)的數據類型多樣，包含的信息多種多樣；異構性，由于企業(yè)內部不同部門的數據可能存在于不同的數據庫，這使得油氣生產數據具有異構性的特點。油氣生產企業(yè)需要對大量的具有以上特點的生產數據進行多維度的油藏工程分析，例如產量遞減分析、采收率分析等，這完全不同于其他領域的分析方法。顯然，現有的各類數據多維分析軟件無法完好地支持油氣生產信息的多維數據分析，為此需要針對油氣生產信息數據的特點和油藏工程分析方法，采用數據倉庫、聯機分析處理等相關技術結合的方法，研究適合油氣生產信息多維數據分析的方法，并開發(fā)專用軟件和工具。

2.2 油氣生產信息的多維分析

油氣生產信息動態(tài)分析方法就是以油氣藏工程方法為主要理論依據，對油氣生產信息進行動態(tài)多維的數據分析，從而更好地對油氣田的開發(fā)形勢進行科學地預測和分析，制定科學合理的開發(fā)方案，更快、更好地促進油氣田的生產開發(fā)和利用。根據油氣藏工程方法，油氣生產信息動態(tài)分析主要包括以下幾類：油氣田產量遞減分析、油氣藏采收率分析、油氣藏平衡分析、水驅油藏地統(tǒng)計規(guī)律分析等。其中油氣田產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，進行油氣生產信息多維數據分析方法的研究。

（1）基本概念

①油氣信息數據變量：油氣生產信息數據倉庫多維數據分析中的變量就是油氣生產信息數據的實際意義，即描述油氣生產信息數據“是什么”。一般情況，變量總是一個油氣生產信息數據值的度量指標。例如：數據“20.00”本身意義未定，它可能是某口油田的產液量總和，也可能是某油田一天的產油量總和，等等。根據定義不難看出，“產油量 ”、“產液量”等都是油氣生產信息數據變量，而數據“20.00”則是某一油氣數據變量的值；

②油氣信息數據維：油氣生產信息數據倉庫多維數據分析中的維是油氣生產人員觀察數據的特定角度。例如，油氣生產人員經常會關心油井產油量隨時間變化而產生的變化情況，此時就是從時間的角度來觀察油田的產油量，即時間就是一個維；

③油氣信息數據維的層次：同上。油氣生產人員觀察油氣生產數據的某個特定角度（即某個維）還可以存在不同細節(jié)程度的描述方面。在上例，油氣生產人員可能關心油田某天的產油量，也可能關心油田某周的產油量，或者關心某月的產油量，等等。那么此處的日、周、月、季度、年等等就是時間維的一個層次；

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

⑤油氣信息數據多維數組：油氣信息數據的一個多維數組可以表示為：（維1，維2，……，維n，變量）。例如圖1所示的油田產油量數據是按時間、區(qū)塊、措施類別組織起來的三維立方體，加上變量“產油量”就組成了一個油氣信息數據多維數組（時間，區(qū)塊，措施類別，產油量）；

圖1 切片圖

⑥油氣信息數據單元（單元格）：油氣信息數據多維數組的取值就稱為油氣信息數據單元。當多維數組的各個維都選定了一個維成員，這些維成員的組合就唯一確定了一個變量的值。油氣信息數據單元可以表示為（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油量的值，則該油氣信息數據單元表示為：（2005年1月，1區(qū)，洗井，20.00）。

（2）油氣生產信息數據多維分析基本動作

①切片（Slice）

定義：選定油氣生產信息數據多維數組的一個二維子集的動作叫做切片，即選定油氣生產信息數據多維數組（維1，維2，……，維n，變量）中的兩個維i和維 j，在這兩個維上取某一區(qū)間或任意維成員，其他維都取確定的一個維成員，則得到的就是在維i和維j上的一個切片，可表示為（維i，維j，變量）。

如圖1所示，選定某一油氣信息數據多維數組（時間，區(qū)塊，措施類別，產油量）中時間維和區(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據多維數組在時間維和區(qū)塊維上的一個切片（時間，區(qū)塊，產油量），也即這一切片表示措施類別為洗井的各區(qū)油井、各時間段的產油量。

②切塊（Dice）

定義：選定油氣生產信息數據多維數組的一個三維子集的動作叫做切塊，即選定油氣生產信息數據多維數組（維1，維2，……，維n，變量）中的三個維i、維j 和維k，在這三個維上取某一區(qū)間或任意維成員，其他維都取確定的一個維成員，則得到的就是在維i、維j和維k上的一個切塊，可表示為（維i，維j，維k，變量）。

3 結 語

油氣生產信息多維數據分析根據油藏工程方法中相關的分析方法，結合數據倉庫技術和聯機分析處理技術，對以多維形式組織起來的油氣生產信息數據采取切片、切塊等各種靈活的分析動作，以求深度分析數據，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角度、多個側面觀察油氣生產數據，從而更為深入地了解油氣生產數據的更多內涵，為油氣企業(yè)生產經營提供科學快捷的決策數據支持。（萬方數據）