（计算机应用技术专业论文）应用asp服务模式构建智能完井信息服务平台.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 应用a s p 服务模式构建智能完井信息服务平台 计 张 屈 杨 摘要 a s p ( 应用服务提供商) 服务模式借助现代网络信息服务技术，在一些专业领域取 得了一定的发展，其推祟的专业化分工思想正为广大用户所接受。我国油田区域非常分 散，信息化程度较低，针对这一问题本文将a s p 服务模式应用于现代完井工程专业信息 服务领域，主要进行了以下几个方面的研究工作： ( 1 ) 本文研究了面向现代完井工程这一信息服务平台的营运模式和基于虚拟设计院 的系统资源组织模式，并提出了完井虚拟设计院中工程设计任务分配和协同设计评审的 思想。 ( 2 ) 在普通需求、期望需求和兴奋需求分析的基础上，确定了该平台的设计方案， 并以u m l 作为建模工具对平台进行了静态和动态建模。 ( 3 ) 在需求分析与u m l 建模的基础上，确立了平台的系统结构与组织机构，研究了 平台的整体结构并给出了整体结构图。 ( 4 ) 最后，依靠服务提供商在现代完井工程这一专业领域的资源优势，并应用n e t 框架的系统开发策略，建立了智能完井信息服务平台。 本文所建立的信息服务平台采用领域精专型a s p 服务模式，满足现代完井工程技术 向智能化、信息化方向发展的需求，降低油田在专业信息服务方面的投入，提高油田与 领域专家间的合作水平以及专业资源的共享程度。 关键词：a s p ( 应用服务提供商)服务模式智能完井信息服务平台 论文类型：应用研究 ( 本文得到中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目资助) i i 英文摘要 s u b j e c t ：t h ec o n s t r u c t i o no fa s p s e r v i c ep l a t f o r mf o ri n t e l l i g e n tc o m p l e t i o n s p e c i a l i t y ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：z h a n gx u h u i ( s i g n a t u r e ) 丛塑i2 f ! 凼盯 i n s t r u c t o r ：q uz h a n ( s i g n a t u r e ) ( 堕墨垒丝 i r a n gj i n q u a n ( s i g n a t u r e ) 咎挫塑乡 a b s t r a c t a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r ) s e r v i c em o d eh a so b t a i n e dd e v e l o p m e n ti ns o m e p r o f e s s i o n a lf i e l d sw i t ht h ea i do fm o d e m n i s ( n e t w o r ki n f o r m a t i o ns e r v i c e ) t e c h n o l o g y ，t h e d i v i s i o no fl a b o u rb a s e do ns p e c i a l i z a t i o no fa s ph a sb e e nw i d e l ya c c e p t e db yt h ec u s t o m e r s t h et e r r a i no fo i l f i e l d i no u rc o u n t r yi sv e r ys c a t t e r e da n dt h ei n f o r m a t i o n b a s e dd e g r e ei s r e l a t i v e l yl o w i no r d e rt os o l v et h i sp r o b l e m ，t h i st h e s i sr e p r e s e n t st h ea p p l i c a t i o no fa s p s e r v i c em o d ef o rt h ei n f o r m a t i o ns e r v i c ef i e l d so fa d v a n c e dw e l lc o m p l e t i o ne n g i n e e r i n g ( a w c e ) t h em a i n l yr e s e a r c hw o r k so f t h i st h e s i si n c l u d e ： ( 1 ) t h eo p e r a t i o nm o d eo ft h ei n f o r m a t i o np l a t f o r mf o ra w c ea n dt h eo r g a n i cm o d eo f t h es y s t e m a t i cr e s o u r c eb a s e do nv i r t u a ld e s i g ni n s t i t u t e ( v d i ) h a v eb e e ns t u d i e d an e wi d e a f o rp r o j e c td e s i g nt a s ka l l o c a t i o na n dc o o r d i n a t i o ni nc o m p l e t i o nv d ii sp r e s e n t e d ( 2 ) o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i so ft h eo r d i n a r yr e q u i r e m e m ，e x p e c t a t i o nr e q u i r e m e n ta n d e x c i t a t i o nr e q u i r e m e n t ，t h ep l a t f o r md e s i g np a t t e mi sd e t e r m i n e d a n dt h es t a t i cm o d e la n d d y n a m i c m o d e lo f t h e p l a t f o r m h a s b e e ns e t u p b y u s e o f u m l t o o l i n t h i s t h e s i s ( 3 ) o nt h eb a s i so f t h er e q u i r e m e n ta n a l y s e sa n du m lm o d e l i n g ，t h es y s t e m a t i cs t r u c t u r e a n do r g a n i z a t i o ns c h e m ao f t h ep l a t f o r mi se s t a b l i s h e d t h ei n t e g r a t i v es t r u c t u r ei ss t u d i e da n d t h es t m c t u r ed i a g r a mo f p l a t f o r mi sg i v e ni nt h et h e s i s ( 4 ) f i n a l l y ，d e p e n do nt h es e r v i c ep r o v i d e r sr e s o u r c ed o m i n a n c ei nt h ef i e l do fa w c e a n db a s e do nt h e n e tf r a m es t r a t e g yo fs y s t e md e v e l o p m e n t ，t h ea s ps e r v i c ep l a t f o r mf o r i n t e l l i g e n tc o m p l e t i o nh a sb e e nb u i l tu p t h ea s ps e r v i c ep l a t f o r ma d o p t sp a r t i c u l a rf i e l ds e r v i c em o d et om e e tt h ed e v e l o p m e n t a l r e q u i r e m e n tf o rt h ei n t e l l i g e n ta n di n f o r m a t i o n i z a t i o no fa w c e i ti s a d v a n t a g e o u st o r e d u c et h ei n p u ti np r o f e s s i o n a li n f o r m a t i o ns e r v i c eo fo i l f i e l da n dt oi m p r o v et h ec o o p e r a t i v e 1 e v e lb e t w e e nt h eo i l f i e l dc u s t o m e ra n dd o m a i ne x p e r t k e y w o r d s ：a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r ) ，s e r v i c em o d e ，i n t e l l i g e n tc o m p l e t i o n ， i n f o r m a t i o ns e r v i c ep l a t f o r m t h e s i s ：a p p l i c a t i o ns t u d y ( t h et h e s i si ss u p p o s e db yt h ey o u t hi n n o v a t i o n - f u n do fc n p c ) i l i 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：i 蓬熊缝日期：坐堕：1 2 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名 导师签名 咄 丝崖 日期：卜- r f 1 7 。_ 。一 日期：丝堡墨芗 第一章绪论 第一章绪论 1 。1a s p 介绍 1 1 。1a s p 的概念 1 9 9 9 年国际上推出了一种新的电子商务模式一a s p 【注1 】( a p p l i c a t i o ns e r v i c e p r o v i d e r ，应用服务提供商) 服务模式，它通过网络为客户提供各种应用技术服务。用 户不必购买应用技术，只使用该技术并按技术服务的具体情况给供应商付费。a s p 是i s p ( i n t e r n e t 服务提供商) 的成功转型，是i s p 通过集成现有的基础结构向未来的技术无 缝移植。a s p 作为一种商业模式，通过网络为多客户提供商业应用服务，同时按使用服 务情况收取费用。按美国s u n 公司高级顾问、a s p 高级分析家a l e x a n d e rl f a c t o r2 0 0 0 年给a s p 下的定义如下：a s p 作为一种商业模式：通过网络提供应用服务；为多客 户的广泛需求提供服务；收取租金和订金；保证提供客户确定的服务。这一定义与 2 0 0 1 年2 月国际数据公司( i d c ) 发布的i d c ( # 2 4 0 2 4 ) 的内容相似。 1 1 2a s p 的服务模式 从服务的角度看，a s p 提供的服务包括f 2 】：0 基础服务，a s p 是为管理应用环境和保 证客户基本满意而提供的基本服务，如由于软件更新和升级、全天候的应用软件和网络 环境监控，数据库监控，安全管理，包括防火墙、防火墙软件，热线支持和现场支持等； 性能服务，在基础服务之上，提供软件支持性能、安全性能、保障应用软件性能的发 挥，数据库优化及数据恢复，如专业技术支持，定期数据备份等；扩展服务，在性能 服务之上，增加更专业的服务，如应用软件配置和扩展，如定制开发、策略规划及管理 和应用的培训等。它大致可分为8 种商务模式嘲：服务提供商、计算平台提供商、独立 软件厂商、独立的专业服务提供商和增值分销商、企业门户应用提供商、综合a s p 、a s p 基础设施提供商以及a s p 集成商。 从服务模式的角度来看，a s p 又分为以下几种服务模式【4 】：按照提供应用服务的方 式，a s p 可分为全能模式和领域精专型模式。在全能模式中，服务提供商包办客户i t 应 用服务的各个方面，控制a s p 价值链的每一个环节，包括i t 咨询，应用软件的实现到后 续运行和维护，系统集成及应用托管等的一切事务；领域精专型模式即分工协作模式， 就是多家厂商介入应用服务提供过程，各个应用服务提供商只专注于特定领域应用的精 专知识。全能模式要求提供商精通许多领域的专业知识，技术要求很高，投资巨大，只 适合于资金和技术力量雄厚的大公司；分工协作模式对资金需求较低，企业可以只专注 于自己的核心业务，合作伙伴则承担其他核心业务，体现了现代社会专业化和分工协作 的趋势。根据a s p 应用服务的市场范围，分为水平行业模式和垂直行业模式。水平模 式是早期a s p 采用的模式，特点是企业在一个提供商那里就能找到全套产品。这种模式 的缺点是用户只能在a s p 提供的产品清单中进行选择，因此限制了他们的选择范围，很 滓：为与a p p j c a t i 0 2s e r v i c ep r o v i d m 的纬写a s p 相区别，a c t i v es e i v e tp a g e s 采用小写a s p 表示。 西安石油大学硕士学位论文 多企业可能需要满足特定行业需求的应用软件，而水平a s p 可能没有该领域的解决方案。 这正是垂直a s p 的切入点，它们为特定行业的业务流程服务，可以方便地在同一行业多 个客户中实施。按照a s p 提供软件的体系结构，可分为w e b 应用和传统的套装应用。 w 曲应用模式的特点是拥有w e b 环境下的自行开发的应用软件，它通过与第三方增值服 务结合起来收取服务费用，并通过降低服务收费来吸引足够多的客户采用这种模式，从 而使a s p 得到规模效益，其特点是：a s p 服务商收取应用租用费，用户支出变小，便于 与第三方增值服务结合起来，具有跨平台的功能和良好的扩展性，其要求是应用软件需 要完全支持w e b 界面，而这类应用软件目前还远远不能满足要求，这也很大程度上限制 了a s p 的推广，所以此类模式还有待进一步发展。传统的套装应用模式利用现有的套装 应用软件，已经拥有了庞大的客户群和营销网络。这些软件不支持b s 模式和i n t e r n e t 计算，一般都是采用单机开发模式。现在已经有一些公司在进行软件的网络化改造，但 绝不是简单地应用软件放到a s p 平台上。这类改造很困难也应该是有限的，因为它们不 是按照a s p 模式的技术框架来编制的，改造的工作量甚至可能超过从头开发a s p 应用产 品的工作量，并且仍然可能会存在隐患。 以上的这些服务模式并不互相排斥，它们之间可以相互结合，取长补短，发挥各自 的特点和优势【5 】。这些商业运营模式都包括了三个要素：客户群、服务方式、用于服务 的软件和产品。这三者之间是互 动的：客户根据需求寻求服务提 供商，并向服务提供商支付服务 费用；服务提供商为用户提供全 方位服务或部分服务，采用在线 的w e b 模式或套装软件的租用 模式；服务提供商根据市场需求 购买软件或支付开发费用，软件 提供商根据a s p 的要求开发软 件并收取开发费用。这样运营模 式如图卜l 所示： 1 1 3 组建a s p 平台的要素 a s p 组织维护者 图卜1 s p 运营模式图 a s p 构建自己的运行平台，需要具备有服务器，网络通讯设备，适合不同企业要求 的操作系统，各种数据库系统，网络安全系统，网络管理系统，通讯线路等要素，这些 要素可以采用租借各开发商的设备、软件系统、通讯线路；还应具备带宽分配、硬件设 备、运行系统、应用、计费、防护和安全等一系列要素1 3 j l “。 1 1 4a s p 的实施条件【8 】 ( i ) i n t e r n e t 网络拥有足够的带宽，使远程访问服务器不太影响应用软件的运行速度。 ( 2 ) i n t e r n e t 安全技术要使企业利用a s p ，必须使数据得到安全保障，a s p 必须利用防 第一章绪论 火墙技术及i n t e r n e t 专业安全软件系统。 ( 3 ) 基于w e b 技术的应用软件支持，由于a s p 在b s 模式下，a s p 服务器上应用软件 应完全支持i n t e r n e t 计算，应用软件应该是基于w e b 技术开发出的应用软件。 ( 4 ) 降低网络通讯费用企业组织通过i n t e r n e t 网络通道访问a s p 的服务器，只有降 低网络通讯费用，才可控制信息系统运行成本。 1 1 5a s p 的运行机制 a s p 的运行以应用为中心，为客户提供应用的访问管理；a s p 是对多的服务，即客 户可能与其它客户共用主机，方案是结合客户特殊要求统制定的；a s p 具有应用软件 访问的许可，并以共享的方式出租应用访问；a s p 是通过i n t e r n e t 提供企业所需要的 各种应用软件服务【8 1 。a s p 实际上是一种应用服务外包的概念的延伸，强调充分利用 i n t e r n e t ，替企业部署主机服务及管理、维护企业应用软件，而一个企业要使用这些服 务，只需有电脑及浏览器，通过i n t e r n e t 连到这家a s p 服务网站，输入该公司的口令， 通过验证后就可以使用各种应用软件及各种资源。各企业组织弄清自己的业务需求后， 选择满足自己应用需求的应用系统及支撑应用系统运行的运行平台，将桌面电脑通过 i n t e r n e t 接入到a s p 的运行平台，通过租用a s p 的运行平台和应用软件系统从而建立自 己的信息系统。企业也可以将自己的应用系统的设计交由a s p 来规划完成，使企业容易 的进入到电子商务领域。 1 1 6a s p 模式的发展f 9 】 1 0 l l 】1 j 【1 2 【1 3 a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r s ) 的概念直译是应用服务提供商，这一概念 最早是由b r e a k a w a xs o l u t i o n 、c o r i o 和u si n t e r n e tw o r k i n g 等厂商于1 9 9 8 年提出 来的。从1 9 9 8 年至今，尽管a s p 行业被大肆宣传并受到了广泛注意，但它仍然处在其自 身生命周期中的发展阶段。a s p 是信息化产业走向专业化的产物，i t 外包( o u t s o u r c i n g ) 的服务模式可以被认为是a s p 的前身，只是a s p 更加体现了信息服务专业化的思想。i t 产业专业化道路与工业专业化道路一样，除了那些把i t 作为企业的核心竞争力或产品的 公司外，大部分的公司都最终会把i t 当成公共服务，而把资金和力量集中在发展核心业 务上。这种发展趋势促成了i t 外包的出现，期间受到了带宽、服务质量、灵活性以及最 重要的使能技术的诸多限制。最初计算机技术不发达且非常昂贵时出现的分时操作是最 早出现的i t 外包服务类型。随着技术的进步，出现了其它的外包思想，上世纪八十年代 末期，一些大的咨询公司如安德森( a n d e r s e n ) 、c s c 、e d s 、s h ls y s t e m h o u s e ，以及销 售商如i b m 等，开发了远程服务管理系统。n o c ( n e t w o r ko p e r a t i o n sc e n t e r 网络操作 中心) 可以对客户系统、网络和应用进行远程管理与监控。通过执行s l a ( s e r v i c el e v e l a g r e e m e n t 服务器品质协议) ，可以确保用户得到高质量的服务。用户喜欢并购买这些服 务，主要是为了确保自己的系统和网络的有效性。商业处理外包( 8 u s i h e s sp r o c e s s o u t s o u r c i n g ) 也是起源于咨询公司。九十年代出现了几乎取代客户i t 环境的i t 外包。 i t 外包的客户群体主要是那些剥离了自己的i t 设施、运营和相关人员，集中搞好核心 西安石油大学硕士学位论文 业务的客户。i n t e r n e t 的出现及新的软件开发工具和技术，再加上全球化经济的显著变 革，产生了今天全新的外包模式，这儿暂且用x s p 表示，“s p ”代表外包商，“x ”代表任 何类型的服务提供商。a s p 代表为用户提供应用服务的供应商，它是i s p ( i n t e r n e t 服 务提供商) 的成功转型。i s p 主要负责提供i n t e r n e t 连接、电子邮件( e m a i l ) 和域名 服务( d n s ) 等。随着向a s p 的转型，它充分使用冗余的基于服务器的服务、高速数据交 换及负载平衡等，这样就可以为顾客提供更高级优质的应用程序服务。a s p 通过提供基 于网络的各种应用程序来吸引商家，这样商家在运作重要商业策略时就可以摆脱掉那些 内部不需要的功能的束缚。 上世纪九十年代末期a s p 市场开始受到许多风险投资商和电信业人士的关注和支 持。涉入a s p 市场的行业包括“纯粹”的a s p 、i s p 、i s v ( 独立软件供应商) 及i t 服务 提供商等。早期的a s p 将目标瞄准中小企业( s m e ) 。根据f o r r e s t e rr e s e a r c h 在1 9 9 9 年的估计，当时美国有3 0 万新生的企业年收入达到4 0 0 0 万到5 亿美元，但他们的i t 预算却只有5 0 0 万甚至更少。根据该推测显示，美国只需要不到5 的新生企业使用a s p 解决方案，就可使a s p 的市场维持下去。国际上普遍对a s p 市场看好，预测未来5 年内 国际上大企业的应用软件将有1 5 采用a s p 模式，中小企业的应用软件将有7 5 采用a s p 模式，认为a s p 技术将以迅猛的方式普及到各个行业。 1 2 现代完井工程与智能完井 1 2 1 现代完井工程及其发展 完井( c o m p l e t i o n ) 是油气田开发工程中联系钻井和采油的重要环节，它涉及了从 钻开生产层、下油层套管、注水泥固井、射孔到试采等一系列生产过程。在现代石油生 产技术的发展过程中，完井这一概念也在不断的扩充和完善。传统的做法由于受到专业 分工的局限，钻井、完井、采油等各个环节缺乏内在联系，往往出现脱节现象，不能很 好满足油气田开发的要求。而现代完井工程是建立在对油气储集层的地质结构、储油性 质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，研究井筒和生产层的连通关系，追求在井 底建立起最小的油气流阻力，将钻井、完井、采油工程有机结合起来，形成一个完整的 完井工程系统。这个系统从油气田开发的全过程出发，在开发初期就考虑到油气田中后 期的采油工艺技术，以达到使油气井有最大的油气产量和最长的寿命以及最大的效益这 一目标。 把完井工程当成是一个系统来看待还是近些年的事情，它是石油勘探开发这个系统 工程中的一个子系统，密切联系钻井工程、采油工程两个系统，本身又包含一系列子工 程：油藏地质基础工程，固井工程，射孔，射孔液与完井液，投产管柱，井口装置等。 把完井看成是一个系统工程就是为了研究完井的整体优化，方法是将完井放到石油勘探 开发大系统中，使完井在整个系统中处于优化状态。 国外在现代完井方面作了大量的研究工作，初步建立了比较完整的完井理论和方 4 第一章绪论 法，建立了科学的完井设计方法、完井工程的工艺和技术及完井评价体系，在某些地区 还建立了完井的专家系统。完井已经进入了科学化的阶段，完井过程能用数学过程表达， 这为完井的优化提供了条件。计算机系统的应用和完井专家系统更使优化设计完井过程 成为现实。目前的完井工艺已能和钻井、采油工艺同步发展，能在复杂储层、多种开采 工艺条件下实现井筒和生产层的有效连通并使油气井的寿命尽量延长，降低油气井的综 合成本，提高采收效率【”l 。 我国在完井技术和工艺的研究方面与世界先进水平相比还比较落后，大部分完井作 业还使用的过去的工艺方法，作业费用和修井费用都很高，效率比较低。但近年来我国 在完井的理论和施工工艺中也作了比较深入的研究，正在缩小与世界先进水平的差距。 1 2 2 智能完井发展现状及系统组成 近年来智能完井成为现代完井工程发展的一个方向，它借助先进的信号传输技术和 微机电技术在完井过程中将井下仪器安装在井下，允许操作者通过远程操作控制这些井 下仪器对油气井生产进行监测控制。目前国外在智能完井方面的研究已取得很大进展， 贝克石油工具公司、斯伦贝谢油田服务公司、哈里伯顿能源服务公司、r o x a r 有限公司、 n o r s kh y d r oa s a 公司等已安装了近1 0 0 套智能完井系统。这些智能完井系统的生产动 态均远远好于常规完井系统，并大大加快了油藏的开采速度，提高油田的最终采收率【1 6 1 。 例如：贝克休斯工具公司已经研制出了被称为石油行业的第一套高级智能完井系统 i n c h a r g e 智能完井系统，该系统实现了完全电气化，可以进行远程实时遥控生产作业和 注入管理( 。 智能完井般包括以下几部分：井下信息收集传感系统；井下生产控制系统；井下 数据传输系统；地面数据收集、分析和反馈控制系统。智能完井是在完井过程中将井下 智能仪器下入井底，通过数据传输系统与地面控制系统连接，使得现代完井技术更加复 杂，自动化程度越来越高，综合功能越来越强。智能完井系统的组成如图1 - 2 及图卜3 。 至地面 传感器模块 信镪集皂处理 通信与控制 机电一体化执行模块 模块 模块 图1 2智能完井系统井下系统基本组成 一置一 二 一装 一嘴| | 置 置一 瓣垂受 蓄篆一 岖( l i i ( 一晕酱 1制l叫1i刊一 一一一一一一一：一： 西安石油大学硕士学位论文 图卜3智能完并系统地面系统基本组成 目前国内在智能完井技术方面的研究尚处于初级阶段，有一些石油公司与国外著名 公司也进行了合作。例如，中国海洋石油有限公司与斯伦贝谢油田服务公司成功地在印 度尼西亚南爪哇海n e i n t e n a - 2 4 井设计并实施了t a m l 第6 级分支井的智能完井，斯伦贝 谢公司使用最先进的r a p i d s e a l 分支井系统成功地实施了这一项目，该系统可以实对测 量井下温度和压力，可选择性地优化每个分支的石油生产，尽量减少水侵。大庆油田、 辽河油田以及一些高校和其他研究机构对智能完井系统进行了初步研究，例如辽河油田 已完成智能完井技术可遥控的井下工具方案、井下数据采集控制系统方案等设计工作， 但还没有深入到具体的系统实现上。 1 2 3 我国现代完井工程信息服务面临的主要问题 现代完井工程需要将完井看成是一个整体系统，与钻井工程、采油工程有机结合起 来，但是由于受到传统做法的影响以及专业分工的局限，在油气藏勘探开发整个过程中， 钻井、完井、采油等各环节缺乏内在联系，为开发中后期调整带来了困难：另外我国在 整个油气藏勘探开发过程中的自动化、信息化程度还比较低，手段还是有些简单，在为 油气藏勘探开发服务的专业化软件研发方面也比较欠缺，而引进的许多国外软件又不适 合我国的油藏地质条件及开采工艺过程，花了大量的资金又没有获得应有的效益；在人 员的培训方面不能很好的将现场操作和信息化结合起来，有时为了引进某些昂贵的软件 而进行了专门的人员培训，但是最终却因为无法满足实际情况而浪费了资金和人力。 另外，石油企业由于其行业的特殊性，厂矿一般都处于偏远地区，且地理分布极度 分散，这促使其生产技术向智能化、信息化方向发展，因此如果不采用专业信息服务外 包( 或者a s p ) 模式，则每个油田都需要培养一支庞大的i t 队伍来满足自己的专业信息 服务需求。但是至今为止不见有报道石油企业将其与某些业务流相关的应用委托给a s p 服务商来保证其平稳运作，也未见有a s p 服务商为石油公司提供石油工程方面的专业化 的信息服务。 以我国现在a s p 发展规模和状况来看，探求适合我国的专业化a s p 服务平台还有很 长的发展道路。在现代完井工程信息服务领域，开发这样一个领域精专型的智能完井信 息服务平台还面临着以下一些现实困难： ( 1 ) 这一服务模式的发展必须要用户摆脱传统各自为政、各为己用的思维方式，建 立起一种协作共享思想，要达到这一点利益的分配是关键，而现在绝大部分企业都不愿 意将自己公司的内部数据交由别的公司管理，要打破这种禁锢，首先服务提供商要有非 常高的信誉度，其次安全保障技术要求也比以往的网络安全技术要求更高，a s p 服务质 第一章绪论 量的量化标准( q u a n t i t a t i v em e t r i c so fq u a l i t yo fs e r v i c e ，q o s ) 也是关键性的因 素。另外，信息集成需要各个油田和相关科研院所的通力协作，否则难以完成。 ( 2 ) 开发这样的a s p 信息服务平台将面临着有关键技术上的问题，如标准化问题、 集成问题、共享问题、带宽问题、安全问题、网络性能问题、容量和物理空间问题、可 扩展性和有效性问题、法律和商业条款等；同时也还面临的有关商业上的问题，如经济 学问题、道德和法律( a s p 对客户的负责程度) 问题、i t 部门的自卫性、企业的保守性 或对a s p 的信心问题、a s p 的新颖性( a s p 的经验基础和交付能力) 、利润的分配问题等。 这些问题直接制约着a s p 服务模式的发展。 ( 3 ) 我国各个油田地理位置分散，信息化发展水平不高，作业区、采油站、联合站、 集输站等的信息传输主要依靠电话线路，传输可靠性和速度受到限制。 ( 4 ) 作为现代完井工程技术发展的重要方向，智能完井系统本身在信息传输和生产 实时监控方面对网络性能具有更高的安全性和可靠性要求。 ( 5 ) 要真正建成这个为现代完井工程服务的领域精专型信息服务服务平台，不但需 要充足的i t 人才，还需要有这一领域的专家和工程师一起参与，并且离不开油田和相关 科研院所的支持与参与。而平台只有在各个方面都做到尽可能完善，才能吸引用户，让 更多的专业人士和相关的科研院所参与进来，成功的案例又可以吸引更多用户。做不到 这一点，讨论这种a s p 服务模式只能是纸上谈兵。 1 3 本文研究的主要内容 针对我国现代完井工程技术发展的状况以及各油田分布极度分散的特点，本文将研 究如何将a s p 服务模式应用到为油田提供现代完井工程专业化的网络信息服务中。这一 信息服务平台将采用领域精专型a s p 服务模式，动态集成具有石油背景的企业、高校、 科研院所及其技术和人力资源，即作为某些应用的提供商( 如w e b 应用模式) 、也作为 某些应用的中间商( 如传统套装软件租用服务) 或者组织协调者( 如虚拟设计院) ，在 现代完井工程专业领域内为油田提供一种适合我国油田地理分布和技术发展状况的网络 服务模式。本文研究的内容主要包括以下几个方面： 1 平台的a s p 运营模式研究：将现代完井系统工程作为一个有机整体，叙述工程涉 及的主要内容及它们之间的内在联系，并以此作为智能完井信息服务平台设计的向导， 描述了现代完井工程系统设计的程序，提出了虚拟设计院的组织模式，并探讨了虚拟设 计院的工作流程，展示了智能完井信息服务平台的网络拓扑结构，最后描述了平台的a s p 运营模式及其特点。这一部分的内容将在沦文的第二章叙述。 2 平台的u m l 建模过程：首先叙述了智能完井信息服务平台的服务对象及其特征， 说明了平台需求分析所要完成的任务，确定了平台的设计方向，然后应用统一建模语言 ( u m i ) 系统论述了从平台资源到满足用户需求的过程，在平台的静态建模过程中建立了 平台的功能模型，利用包化技术对平台功能进行了详细描述，在平台的动态建模过程中 西安石油大学硕士学位论文 利用交互图、状态图和活动图描述了系统构成及角色与系统间的交互行为。这一部分的 内容将在论文的第三章叙述。 3 平台的体系结构研究：在需求分析的基础上对平台的整体结构进行了设计，首先 确定了智能完井信息服务平台系统设计的基本原则，并对平台的组织机构进行了研究， 最后提出了平台的整体结构简图。这一部分的内容将在论文的第四章叙述。 4 构建基于a s p 服务模式的智能完井信息服务平台：考虑油田用户在完井系统工程 中的信息需求，设计一个领域精专型a s p 服务平台。在构建这个信息服务平台的过程中 首先研究了平台的c s 与b s 混合模式开发策略，说明了平台开发的技术构架，并提出 了平台的“逐级认证”认证过程和隐私策略。平台的基本框架设计完成后，用一个简单 的应用实例说明了平台的营运模式。具体内容见第五章。 1 4 课题的来源及研究意义 现代完井工程随着完井技术的发展特别是智能完井的出现对信息的需求量越来越 大，对人员的要求也越来越高。a s p 的出现可以为满足这种需求提供一种有效的服务模 式。本文所论述的信息服务平台就是将这种服务模式应用于现代完井工程信息服务领域， 它立足于为各个油田提供现代完井工程方面信息服务，体现了专业化分工的思想；为各 个石油公司提供了一个积累信息及共享这些信息的平台，对这些信息的有效集成可以组 建一个丰富的专业知识信息库；对油田开发中出现的问题提供一些合理的意见，帮助油 藏工程师进行决策；为油田与科研院所的合作提供个方便快捷的通道，使其合作水平 得到提高；减少了油田在软件信息方面的人员需求，使其专心于发展核心业务。 本课题来自中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目“智能完井综合系统的技 术方法研究( 编号：2 0 0 1 c x 一2 8 ) ”，主要研究该项目的网络信息服务系统。 第二章智能完井信息服务平台的a s p 运营模式研究 第二章智能完井信息服务平台的a s p 运营模式研究 现代完井工程是一个复杂的系统工程，将钻井工程与采油工程紧密结合起来，考 虑了油田开发的全过程，实现解放油层，以最小压差取得合理的油气产量。 现代完井工程技术特别是智能完井系统的发展对油田的信息化建设提出了新的要 求，对软件和硬件以及人员要求越来越高，给油田带来了资金和技术的问题。a s p 服务 模式的兴起为解决这些问题提供了新的思路，在这种服务模式下，油田可以用比较少的 成本获得专业化的信息和软件服务，与科研院所的合作也可以提高到一个新的水平。 2 1 现代完井工程系统设计 2 1 1 现代完井工程涉及的内容 以往在完井工程设计过程中由于对油气藏缺乏整体认识，一般采用比较保守的传 统工艺，在钻井施工中就包办了井身结构设计，对采油工艺及以后增产措施造成很大限 制作用。现代完井工程的系统设计需要考虑生产全过程，使完井在整个油气藏勘探开发 大系统中处于优化状态，并充分考虑特殊的采油工艺要求。下面简要描述了现代完井工 程各个子系统涉及的主要内容。 完井基础工程涉及了油气藏类型、地层流体物性分析、油层特性、岩心物性分析、 油气层敏感性、钻井液完井液伤害评价、地应力等主要内容，与油田地质、油藏工程及 采油工程技术密切相关，是选择完井方式和防止油层伤害的理论依据。 完井方式的选择以油气藏类型和油气层特性为依据，满足油田开发方案的要求， 考虑油井中后期增产措施的工艺要求。如何选择最合适的完井方式就要综合考虑油藏地 质和采油工艺要求，如果选择智能完井系统，就更要进一步考虑井下智能仪器的工作要 求及数据输送和地面的接收要求。 确定了完井方式，接下来的工作就是设计井身结构，确定生产套管的尺寸。传统 的做法由钻井工程设计井身结构，确定生产套管的尺寸。在现代完井工程中，根据油层 能量大小并考虑采油工程要求先确定不同采油方式下的合理油管尺寸，然后选择可能的 最小生产套管尺寸4 1 。生产套管的设计在油气田开发全过程中应保证安全有效，具有足 够的强度，符合射孔及抗腐蚀要求。 钻井完井液技术实际上是与油气层保护技术相关的一门综合应用技术，起到控制 地层流体、保护井壁及减少对套管的腐蚀和对油气层的伤害。在钻井完井液的选择和实 际应用中，应根据油气层的地层压力、岩石组成结构特性及地层流体情况等不同条件， 选择不同类型和不同组成特性的钻井完井液。 固井设计依据地质和工程提出的目标要求，在已知井下条件参数进行初步方案设 计，选择水泥类型、水泥浆配方以及进行流变和强度试验，在获取井径资料、地层及油 气电测数据、实际钻井液性能、地层孔隙压力和破裂压力、确定套管下深和套管部件组 合情况，规定水泥应分隔位嚣及水泥返高等。 以往没有专门的射孔液，采用固井时的顶替泥浆进行射孔，对产层造成了严重污染。 西安石油大学硕士学位论文 现代完井工程充分考虑射孔液作用，将其看成是优化射孔技术的一个组成部分。射孔液 的选择需要考虑很多因素，如射孔液与储层流体和岩石的配伍性、携带能力、悬浮能力、 平衡压力体系防止井喷井漏、抑制粘土水化膨胀或分散、高温稳定性以及防腐性等。 射孔是完井工程的一个关键性的环节。在射孔完井的油气井中，射孑l 孔眼是沟通 产层和井筒的唯一通道，直接影响油气井生产，因此在现代完井工程中，人们对射孔工 艺、射孔优化设计、射孔枪弹和仪器、射孔伤害机理及评价方法、射孔负压等进行了大 量的研究工作，将射孔作为一个系统工程来看待，是做好完并必不可少的基本条件。现 代完井工程中经常采用射孔与投产、地层测试、压裂、酸化、防砂等的联作技术。 完井的试井评价即在完井投产后通过试井测试表皮系数，找出油层伤害的原因以 便解除或减少对油气层的伤害。根据油气层伤害程度及油气层类型，采用相应的投产措 施，必要时采用酸化压裂措施后投产。 完井的最后个环节是下入完井管柱使油气井投入正常生产，其设计的合理性直接 关系到油气井投产后能否正常生产。对不同产能、油气性质、生产方式等，完井管柱有 很大差异。对于智能完井系统，还要考虑完井管柱是否能达到井下智能仪器工作条件和 井下信号传输要求。 2 1 2 现代完井工程系统设计程序 现代完井工程是一个有机整体，在系统设计中必须考虑整体的优化问题。智能完井 系统的出现扩充了现代完井工程的内容，对完井的施工设计提出了更高的要求。下面根 图2 1现代完井工程的系统设计程序 0 第二章智能完井信息服务平台的a s p 运营模式研究 据上一节的内容提出了现代完井工程的系统设计程序如图2 - i 所示。图中的号 表示 内容及步骤， 表示依据。对于智能完井系统，考虑到井下智能仪器的工作条件和信 号传输要求，在井身结构设计、射孔设计、投产措施设计、井口及完井管柱设计中，涉 及的因素更加复杂，施工要求更加苛刻。 2 2 智能完井信息服务平台的a s p 运营模式 2 2 1 智能完井信息服务平台的特征 平台( p l a t f o r m ) 的概念是随着计算机技术发展而来的，它实质上是为完成某种特定 任务而设计提供的一种工作环境，常指的是为完成这种任务所需的软、硬件环境，特别 是软件环境。随着社会和科技的发展，“平台”也在不断发展，其所涉及的领域也在不断 扩大。当前，“平台”已经发展成为一种重要的基础技术【2 7 】。 一般来说，平台应具有下述特征：针对性：平台既是为完成某种特定任务而设计 的，它就必须针对这种任务，提供完成这种任务的工作环境。集成性：平台牵涉的技 术相当广泛，如资源集成共享机制、应用体系模式等；网络化应用服务平台要求的技术 还有信息流程管理、资源管理、项目管理和网络安全保障技术等；平台应能集成相关技 术，为用户提供集成解决方案。兼容性：相关应用程序应该不加改动即可在平台上运 行；平台还应该尽可能地与不同类型的硬件兼容，尽可能少提特殊要求。可移植性。 要求不同计算机环境提供软件运行的界面相同，相同的界面可把硬件平台及操作系统之 间的不同之处屏蔽起来。可伸展性：在不同档次计算机上运行应用程序时，其性能与 硬件平台性能成正比。互操作性：不同系统之间可以方便地连接，不同计算机及不同 应用程序可在一个网络中一起工作，使用其基本技术就可存取网络上的数据，或调用应 用程序来实现资源共享1 2 。 智能完井信息服务平台是一个领域精专型的信息服务平台，它即为油田用户提供现 代完井工程方面的信息服务，同时也为油田在完并工程设计中提供的一种工作环境。这 一a s p 平台应具有如下一些特征： ( 1 ) 完备的资源及其最大限度的共享：这种共享包括基础信息资源共享、软件资 源共享、人力资源共享，这决定了平台所能提供服务的数量、范围、质量和速度。大部 分的资源是独立存在的，用户根据一定的协议实现共享。所有的资源应该随着技术的进 步和应用实践不断更新和改进，并在平台中及时录入。 ( 2 ) 宽广的覆盖面：服务平台