Система для разработки структуры интегрированного управления активами для месторождения нефти

013672 Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной заявке за номером 60/708668, поданной 15 августа 2005 г.I. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу и системе для разработки структуры интегрированного управления активами для месторождения нефти, таким как подземные коллекторы, буровые скважины,системы трубопроводных сетей, сепараторы и системы обработки текучей среды (флюида), и нефизическими активами, такими как модули оптимизации, системы управления и другие вычислительные устройства.II. Предшествующий уровень техники Системы интегрированного управления активами (ИУА, IAM) связывают вместе или моделируют действия многих физических и нефизических активов или компонентов месторождения нефти. Примеры физических активов или компонентов могут включать в себя подземные коллекторы, буровые скважины,связывающие коллекторы с системами трубопроводных сетей, сепараторами и системами обработки для обработки текучих сред, добытых из подземных коллекторов, и системы подведения тепла и воды. Нефизические активы или компоненты могут включать в себя модули оценки надежности, модули финансовых вычислений, модули оптимизации, модули оценки неопределенности, системы управления, данные предыстории производственного процесса, результаты моделирования и т.д. Два примера коммерчески доступных программно реализованных программ, предназначенных для моделирования систем IAM,включают в состав программу AVOCE IAM, доступную от корпорации Schlumberger, Хьюстон, Техас и комплекта инструментальных средств моделирования интегрированного производства (IPM) от компании Petroleum Experts Inc., Хьюстон, Техас. Обычные системы IAM в целом создаются, чтобы быть специальными по отношению к конкретным процессам нефтегазодобычи. Соответственно, системы не являются легко приспосабливаемыми, чтобы использоваться в новых технологических потоках и процессах, которые могут иметь много различных характеристик. Некоторые системы могут пожелать применять стратегии управления, обработку неопределенности, и сценарное моделирование, чтобы обеспечивать лучшие структуры для поддержки принятия решений. Дальнейшее расширение этих систем для новых технологических потоков, которые объединяют исследования разнородных предметных областей, таких как объединение оценок надежности с прогнозированием объемов, требует значительного изменения конфигурации для этих систем. Традиционные системы IAM не допускают изменения схем взаимодействия в осуществлении описания интегрированной системы. Эти традиционные системы связывают единичные экземпляры или представления из одной модели активов с другой, например, один экземпляр модели течения в трубопроводе с одной реализацией модели коллектора, в заранее заданной интерфейсной точке. Эти программы не допускают агрегацию сборки моделей активов в отношении многие-к-одному, или агрегации моделей на различных уровнях детализации прежде агрегирования и масштабирования по отношению к более грубым уровням. Другим ограничением, которое имеет большинство систем IAM, является то, что связи между активами происходят обычно на одном уровне или ярусе сложности или детализации. Соответственно, сложность или детализация установления связи между активами не могут легко приспосабливаться, чтобы удовлетворять потребностям для более простых или более сложных анализов. Например, в программеAvocet IAM корпорации Schlumberger, программа ECLIPSE моделирования коллектора взаимодействует с программой PIPESIM проектирования трубопроводной сети, которая в свою очередь взаимодействует со средствами обрабатывающей программы HYSIS. Эти программы доступны от корпорацииSchlumberger и Aspen Technology, Кембридж, Массачусетс, соответственно. Уровень детализации информации, передаваемой между этими активами, определяется в соответствии с сутью самих программ моделирования. Соответственно, уровень детализации информации, обмениваемой между активами, не может быть легко масштабирован или сосредоточен, чтобы воздействовать на него в качестве необходимого базиса. Имеется потребность в системах интегрированного управления активами, которое лишено вышеупомянутых недостатков. Настоящее изобретение направлено на разработку таких систем.III. Краткое описание сущности изобретения Изобретение в одном варианте осуществления включает в себя систему для разработки структуры интегрированного управления активами для месторождения нефти, включающую в себя:(a) метамодель с наличием классов и подклассов, представляющих компоненты активов и соединители компонентов на нескольких уровнях детализации, чтобы моделировать множества относящихся к области нефтегазодобычи конкретных программных приложений и их соответственные входные и выходные сигналы данных, при этом метамодель приспособлена и настроена, чтобы формировать конкретизированные модели на нескольких уровнях детализации для множества различных месторождений нефти посредством пользовательского выбора компонентов и соединителей компонентов для каждого заданного месторождения нефти;(b) графический пользовательский интерфейс, настроенный и приспособленный для пользователь-1 013672 ского выбора компонентов и соединителей компонентов для конкретизированной модели для каждого заданного месторождения нефти;(c) по меньшей мере один интерпретатор модели, настроенный и приспособленный для обмена информацией между различными конкретизированными моделями;(d) XML-схема, настроенная и приспособленная для хранения входных и выходных сигналов для множества относящихся к области нефтегазодобычи программных приложений; и(e) администратор допущений, настроенный и приспособленный, чтобы поддерживать допущения непротиворечиво между конкретизированными моделями и несколькими уровнями конкретизированных моделей. Предпочтительно компоненты активов содержат физические и нефизические активы. Предпочтительно компоненты физических активов содержат насосы, подземные коллекторы, системы трубопроводных сетей, буровые скважины, связывающие коллекторы с системами трубопроводных сетей, сепараторы, обрабатывающие системы для обработки текучих сред, добытых из подземных коллекторов, и системы подведения тепла и воды. Предпочтительно компоненты нефизических активов содержат модули оценки надежности, модули финансовых вычислений, модули оптимизации, модули оценки неопределенности, системы управления,данные предыстории производственного процесса, и результаты моделирования. Предпочтительно система дополнительно содержит формирователь элементов-представителей, настроенный и приспособленный, чтобы создавать элемент-представитель для конкретизированной модели. Задачей настоящего изобретения является создание системы IAM для месторождения нефти, которая имеет множество уровней или ярусов интеграции, абстракции и визуализации, доступной для моделирования физических активов и нефизических активов месторождения нефти. Другой задачей является создание системы IAM для месторождения нефти, которая использует комплект инструментальных средств универсальной среды (GME) моделирования, для создания системыIAM, так что она является легко расширяемой. Еще одна задача состоит в том, чтобы обеспечить многоуровневую систему IAM, которая включает в себя администратор допущений и/или формирователь элементов-представителей, что расширяет обмен информацией между различными уровнями или ярусами моделей активов или атрибутных моделей. Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными посредством рассмотрения нижеследующего подробного описания предпочтительного варианта осуществления изобретения. В ходе этого описания будут выполняться частые ссылки на сопроводительные чертежи.IV. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - принципиальная блок-схема разработки системы IAM, выполняемой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения с использованием комплекта инструментальных средств GME. Фиг. 2 - схематическое изображение в одном варианте осуществления среды моделирования, которая включает в состав окно редактирования модели, браузер модели, браузер составляющих и панель атрибутов. Фиг. 3 - схематическое изображение в одном варианте осуществления изобретения метамодели и соответствующей конкретизированной модели для статического аспекта. Фиг. 4 - схематическое изображение в одном варианте осуществления изобретения метамодели и соответствующей конкретизированной модели для динамического аспекта. Фиг. 5 а - схематическое изображение метамодели для примерного набора физических компонентов или активов. Фиг. 5b - схематическое изображение конкретизированной модели физических компонентов или активов, основанной на метамодели, соответствующей фиг. 5 а. Фиг. 6 а - схематическое изображение метамодели для примерного набора нефизических компонентов или активов. Фиг. 6b - схематическое изображение конкретизированной модели нефизических компонентов или активов, основанной на метамодели, соответствующей фиг. 6 а. Фиг. 7 - схематическое изображение, как используются элементы-представители, чтобы упростить и управлять созданием большой метамодели. Фиг. 8 - схематическое изображение в одном варианте осуществления изобретения использования иерархий в статическом представлении. Фиг. 9 - схематическое изображение в одном варианте осуществления изобретения использования иерархий в динамическом представлении. Фиг. 10 - схематическое изображение модели интерфейсов обмена данными. Фиг. 11 а - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, скважины на уровне 1 сложности или детализации. Фиг. 11b - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, скважины на уровне 2 сложности или детализации.-2 013672 Фиг. 11 с - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, скважины на уровне 3 сложности или детализации. Фиг. 12 а - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, трубопроводной сети уровня 1 сложности или детализации. Фиг. 12b - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, трубопроводной сети уровня 2 сложности или детализации. Фиг. 12 с - схематическое изображение, в одном варианте осуществления изобретения, трубопроводной сети уровня 3 сложности или детализации.V. Подробное описание изобретения А. Общее представление. Имеется потенциальная возможность для существенных усовершенствований в управлении и оптимизации производственных активов месторождения нефти, если прогнозирующие интегрированные имитационные модели были бы доступны широкой аудитории лиц, принимающих решение, а также техническим специалистам в каждой предметной области. Настоящее изобретение предоставляет эту потенциальную возможность, обеспечивая систему IAM, которая имеет активы или атрибуты, которые моделируются, предпочтительно графически, на нескольких уровнях сложности или детализации. Такое многоуровневое моделирование обеспечивает более высокие уровни анализа и новые схемы взаимодействия между инструментальными средствами специалистов в предметной области, подобной моделированию коллектора, наземной сети, и процессов. В дополнение к поддержке принятия решений высокого уровня, система обеспечивает структуру,чтобы поддерживать параллельно технические инициативы, происходящие на различных уровнях детализации. Низкоуровневые детализации инженерно-технического обеспечения получают надежную информацию относительно "граничных условий" и "воздействий" для представления по всему месторождению, доступную в течение альтернативных анализов. Результирующая интегрированная модель активов в одном варианте осуществления предпочтительно объединена с системой поддержки принятия решений, давая возможность пользователям обращаться к модели при принятии решений или анализе прошлых решений. Решения по управлению активами могут быть приняты с использованием взаимодействий между несколькими специалистами по предметной области, каждый способен выполнять подробный технический анализ на высоко специализированных и зачастую вычислительно интенсивных приложениях. В качестве альтернативы, многие установленные модели элементов-представителей (или разработки в упрощенной форме) включаются в состав, чтобы удовлетворять требованиям быстрого принятия решений в условиях эксплуатации, или когда данные являются ограниченными или недоступными. Сложной задачей, являющейся следствием этих предыдущих двух условий, является возможность быстро доставлять релевантные данные на эти приложения с требуемой частотой и/или плотностью и синхронизированными во времени по нескольким источникам. Технический анализ, выполненный в параллельных предметных областях в течение протяженных периодов времени, может приводить к расхождению допущений, относящихся к граничным условиям,между предметными областями. В предпочтительном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает администратор допущений, чтобы координировать эти допущения относительно граничных условий между активами или нефизическими атрибутами. Допущение на одном уровне сложности или детализации может изменяться. Администратор допущений затем проверяет и повторно настраивает допущения на различном уровне сложности, чтобы соответствовать измененному допущению. Также в предпочтительном варианте осуществления используется формирователь элементовпредставителей, чтобы создавать элементы-представители, необходимые для установления связи между моделями, имеющими несколько уровней сложности или детализации. Для создания систем интегрированного управления активами настоящее изобретение предпочтительно использует универсальную среду моделирования. В одном варианте осуществления предпочтительно ряд соединений между активами системы IAM являются многоуровневыми. То есть, число переменных и степень детализации информации, пропускаемой между активами, можно выбирать в качестве необходимого базиса. Например, администратор высокого уровня может пожелать исполнять системуIAM на очень высоком уровне только с одной или двумя порциями информации, передаваемой между конкретной парой активов. Администратор может принять решение, что он хочет знать только объем нефти или воды, прошедший от набора скважин на коллекторную систему трубопроводов и затем на систему обработки. Может быть задано, чтобы система IAM исполнялась на высоком уровне без необходимости исполнения детализированного моделирования коллектора в этом экземпляре. Возможно представленная в виде таблицы кривая производительности на основании сборки активов является тем, что необходимо для обеспечения информации, требуемой администратором. В качестве альтернативы инженер-разработчик коллекторов может пожелать знать несколько характеристик действующего коллектора, такие как объемы производства нефти, воды и газа, температуру,давление, состав текучей среды, и т.д. Соответственно, система IAM может быть надлежащим образом настроена, чтобы исполнять детализированное моделирование, в котором все эти переменные могут-3 013672 быть вычислены и передаваться на систему проектирования трубопроводов, например, PIPESIM. Эта избирательность в уровнях моделирования активов и уровнях взаимодействия между активами, которая должна использоваться в системе IAM, ведет к большей эффективности в использовании системы IAM согласно настоящему изобретению по сравнению с традиционными системами IAM. Системы IAM могут создаваться, например, посредством использования инструментальных средствGME, чтобы образовывать универсальную, основанную на модели структуру, легко приспосабливаемую согласно широкому диапазону типов месторождений нефти. Инструментальные средства GME могут быть быстро настроены по требованиям заказчика, чтобы создать предметно-зависимую среду моделирования для IAM. Предметно-зависимая среда моделирования, созданная с использованием инструментальных средств GME, предусматривает несколько типов активов, и физических и нефизических, в качестве компоновочных функциональных блоков, которые могут использоваться в настроенной по требованиям заказчика системе IAM. Пользователь указывает характеристики месторождения нефти, и общая структура может быть настроена по требованиям заказчика, чтобы обеспечивать только требуемые нефизические и физические активы необходимые, чтобы моделировать месторождение нефти. В идеале, система IAM будет автоматически записывать большую часть компьютерной программы, необходимой для соединения активов системы IAM вместе, то есть, например, с инструментальным средством CASE (система автоматизированной разработки программ). Для одного или нескольких активов, предпочтительно актив может быть выбран горизонтально или вертикально, как требуемо пользователем. Например, на горизонтальном уровне, может быть избрано,чтобы в исполнении IAM систем использовался выбор программ детализированного моделирования коллектора. Например, пользователю может быть разрешено выбирать ECLIPSE, CHEARS, или любую другую коммерчески доступную программу моделирования. На вертикальном уровне, предпочтительнее,чем исполнять моделирование коллектора в полном масштабе, может быть избрано определение свойств коллектора на намного более высоком уровне, таком как использование кривой производительности или другого элемента-представителя вместо моделирования коллектора в полном масштабе. Во всех случаях,используются интерпретаторы модели, чтобы передавать информацию между различными активами, то есть моделью режима коллектора и связанной трубопроводной сети. Интерпретатор модели является порцией программного кода, который может считывать информацию модели, предоставленную конечным пользователем через инструментальные средства GME, и выполнять требуемое действие. Например, требуемые действия могут включать в себя формирование программного кода, визуализацию информации модели в различном формате, и т.д. В случае программ полномасштабного моделирования, интерпретатор модели будет способен принимать все или большую часть входных или выходных переменных от любой выборки программ моделирования коллектора, которые будут поддерживаться системой IAM, и передавать общие входные или выходные переменные на сеть трубопроводов. Подобным способом, модели трубопроводной сети, поддержанные системой IAM, могут конвертировать общие входные или выходные переменные в переменные, обычно используемые в программе для трубопроводов. В случае PIPESIM, примерные входные или выходные переменные могут включать в себя профили массового расхода или температуры. Также, в модели высокого уровня для актива коллектора, интерпретатор модели позволяет передачу информации от кривой производительности на трубопроводную сеть. Подобным образом, многие из активов могут взаимодействовать между собой на различных уровнях и используя различные требуемые программы в рамках актива. Система IAM по настоящему изобретению в предпочтительном варианте осуществления также легко обрабатывает обмен информацией между активами, которые действуют в различных масштабах времени. Например, программа моделирования коллектора может действовать на базисе в несколько дней,недель или даже месяцы, тогда как модуль обработки смоделирован в масштабе времени поминутного действия. Этому взаимодействию действующих в различных масштабах времени активов в одном предпочтительном варианте осуществления содействуют путем применения интерпретаторов компонентов системы в рамках среды GME. В. Многоуровневая система интегрированного управления активами, создаваемая с использованием общей среды моделирования. На фиг. 1 показана принципиальная блок-схема разработки системы IAM, выполняемой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения с использованием комплекта инструментальных средств GME. Система IAM создается предпочтительно с использованием комплекта инструментальных средств, именуемого GME. Специалисты в данной области техники оценят, что также могут использоваться другие комплекты программных инструментальных средств для создания многоуровневой системы IAM. Такой конкретный комплект GME инструментальных средств является доступным в виде бесплатного программного обеспечения, загружаемого с нижеследующего web-узла:http://www.isis.vanderbilt.edu/Projects/gme/download.html. Программное обеспечение GME было разработано в Университете Вандербилта, Нашвилл, шт. Теннесси в качестве части программы Института по программному обеспечению интегрированных сис-4 013672 тем (ISIS). Это программное обеспечение GME может использоваться для создания общей структуры,которая используется, чтобы формировать метамодели для системы IAM. Эта система IAM может легко обновляться, чтобы добавлять возможности, как требуется, когда являются необходимыми или становятся коммерчески доступными новые атрибуты. Комплект инструментальных средств GME является настраиваемым комплектом инструментальных средств, который обеспечивает возможность создания определяемой предметной областью модели и затем среды программирования в поддержку таковой. Создан графический язык моделирования, составленный из классов/объектов, увязанных со многими различными компонентами активов месторождения нефти, и соединителей и грамматики, задающей разрешенные и необходимые соединения между компонентами активов. В первом графическом окне разработчик системы IAM может задавать определяемые предметной областью модели, представляющие активы и атрибуты, как показано в элементе 105. Метамодель 105 является постоянно существующей общей классификацией компонентов системы IAM. В одном варианте осуществления предпочтительно GME основывается на языке метамоделирования, подобному унифицированному языку (UML) моделирования. В метамодели все классы и подклассы и их соединения определяются в виде компонентов и подкомпонентов. Например, классы могут включать в себя блоки,скважины, системы сетей трубопроводов и системы наземных средств. Каждый класс содержит подклассы. Для класса скважина подклассом может быть кривая производительности скважины,конструкция скважины и перфорационные отверстия скважины. Процесс 110 Формировать скелетную программу исходя из метамодели создает скелетную программу, например, для программирования на C. В зависимости от конкретного комплекта инструментальных средств, используемого для метамоделирования, также может быть создана скелетная программа на других языках программирования. Скелетная программа помогает в программировании требуемой функциональности для каждого из классов. Конкретизированная модель 125 создается на основании метамодели компонентов, которые используются в качестве компоновочных функциональных блоков. В конкретизированной модели 125 структура реального актива создается в виде постоянной модели, предназначенной для актива. Конкретизированные модели могут обеспечивать множественные представления, известные как аспекты. Эти аспекты могут быть организованы в виде иерархической классификации для сложных систем и могут использоваться в качестве заменяемых нулевых структурных элементов для элементовпредставителей. Несколько технологических процессов реализованы в виде интерпретаторов 115 модели. Скелетная программа от процесса 110 формировать скелетную программу исходя из метамодели может использоваться, чтобы создать интерпретаторы 115 модели, которые используются, например, в течение автоматического синтеза модели. Формы, встроенные в доступную от корпорации Microsoft систему VisualStudio+.NET, в одном варианте осуществления предпочтительно используются в качестве пользовательского интерфейса. Формы могут использоваться, чтобы пополнить инструментальные средства интерфейса GME, связанные с технологическими потоками или с конкретными компонентами системы ТАМ.XML-схема 230 задается, чтобы стандартизировать формат для обмена данными между различными компонентами системы IAM. XML (расширяемый язык разметки гипертекста) широко используется в качестве средства определения и стандартизации формата данных, обмениваемых между программными компонентами. Связующее программное обеспечение 145 широкомасштабной композиции данных позволяет расширять структуру. Центральный компонент видения структуры интегрированного управления (IAM) активами является эффективным и гибким механизмом для накопления, агрегации, и доставки информации в надлежащем формате надлежащему потребителю в нужное время. Типичная система IAM будет включать в состав ряд потребителей информации, таких как инструментальные средства моделирования,модули оптимизации, базы данных, системы управления в реальном масштабе времени для восприятия и приведения в действие по месту, а также инженеров и аналитиков. Источники данных в системе являются в равной степени разнообразными, изменяющимися от измерений в реальном масштабе времени от датчиков температуры, течения, давления, и вибрации относительно физических активов, например,нефтепроводов, до более абстрактных данных, таких как результаты моделирования, графики технического обслуживания оборудования нефтегазодобычи, рыночные цены и т.д. Различные компоненты, такие как программы моделирования и модули оптимизации в системеIAM должны быть способными обмениваться данными в корректном и непротиворечивом формате. Формальное моделирование на основе XML-интерфейса ввода/вывода каждого из этих компонентов 230,и подобное моделирование интерфейса для других источников данных, например, баз данных, даст возможность такого обмена данных. Однако этот подход предполагает, что за обязанности накопления и интерпретации необработанных данных из различных источников несет ответственность потребитель. Если некоторые данные становятся временно недоступными, например, из-за проблемы связности в области, ожидается, что потребитель обработает эту ситуацию путем экстраполяции кэшированных ранее данных от того же источника и т.д.-5 013672 Даже если это практически осуществимо, это будет вести к дублированию работ в каждом из потребителей в крупномасштабной структуре IAM. Также, актив месторождения нефти может возможно иметь большое количество источников данных различных типов. Повторяющаяся перезапись каждого приложения потребителя, чтобы обрабатывать возрастающее количество источников данных (с соответствующей логикой обработки ошибок и восстановления) станет чрезмерно дорогой и предрасположенной к ошибкам. Связующее программное обеспечение 245 широкомасштабной композиции данных действует в качестве посредника обмена данными между различными источниками и потребителями данных. Вся определяемая источником логика уточнения данных и обработки ошибок реализована в этом связующем программном обеспечении 245, и приложение потребителя просто указывает, посредством строго определенной модели данных, требуемые параметры качества обслуживания (QoS) для конкретного типа данных. Рабочее пространство GME позволяет, чтобы метамодель 105, а также конкретизированная модель 125 создавались в одной и той же среде. В метамодели определяются компоненты, а также их отношения, атрибуты, и визуализация, а в конкретизированной модели, это используется, чтобы определить модель активов. Обычно часть метамодели разрабатывалась с помощью группы специалистов по полному активу. После этого пользователи будут использовать этот инструмент GME для создания своей конкретизированной модели. Конкретизированная модель может быть создана пользователем системы IAM, чтобы обеспечить настроенную по требованиям заказчика систему IAM. Могут использоваться пиктограммы компонентов актива, такие как коллекторы (блоки), системы скважин, трубопроводные сети, и модули обработки. Каждая из пиктограмм имеет уровни программирования в поддержку таковой, чтобы создавать различные уровни анализа. В этом примерном варианте осуществления инструментальное средство GME используется, чтобы отобразить месторождения нефти и газа. Компоненты месторождения нефти разделяются на две основные группы. Компоненты, имеющие более высокую степень физического смысла, называются физическими активами, и остальная часть активов называется нефизическими атрибутами. Примеры физических компонентов в качестве примера, а не ограничения, могут включать в себя: 1) коллекторы (или блоки, содержащие коллекторы); 2) скважины; 3) трубопроводные сети; 4) сепараторы; и 5) технологические установки. Нефизические активы или атрибуты могут включать в себя 1) стратегию управления; 2) допущения относительно активов/атрибутов; 3) надежность; 4) доступность; 5) данные реального времени; планирование событий; 6) отчет и 7) документацию и 8) риск. На фиг. 2 в одном предпочтительном варианте осуществления показано схематическое изображение четырех основных частей рабочего пространства 200 среды моделирования. Эти части включают в себя браузер 240 составляющих, панель 230 атрибутов, окно 220 редактирования модели и браузер 210 модели. Браузер 240 составляющих в метамодели 245 разбит на группы на четырех вкладках, как показано в табл. 1 ниже. Могут использоваться различные другие среды моделирования, известные или разработанные позже, с наличием четырех или большего числа окон второго уровня. Таблица 1-6 013672 Диаграмма классов включает в себя обобщенные типы для составляющих, которые объединяют,чтобы создать метамодель. Например, атомами являются элементарные объекты, которые не могут содержать составляющих. Моделями являются составные объекты, которые могут содержать другие составляющие, подобные модели или атому. Использование соединения и соединителя между двумя составляющими в метамодели указывает, что соответствующие экземпляры этих составляющих в конкретизированной модели могут быть связаны друг с другом. Ссылки являются сходными с указателями в языке программирования. Использование ссылок в увязке с конкретной составляющей в метамодели позволяет конкретизированной модели содержать "указатель" на экземпляр этой составляющей. Наборы могут использоваться, чтобы задавать взаимосвязи между группами объектов. Создание набора из одной или нескольких составляющих в метамодели позволяет разработчику соответствующей конкретизированной модель задавать набор экземпляров этих составляющих в конкретизированной модели. Почти все составляющие имеют элементы-представители. Назначение элемента-представителя состоит в упрощении создания и управления комплексной метамоделью. Элементы-представители позволяют разбивать метамодель на несколько "листов", где каждый лист содержит часть полной метамодели. Многие разработчики метамодели могут задавать модели, соединения, аспекты, папки, ссылки, наборы и т.д. для своей собственной составляющей метамодели. Эти составляющие могут быть объединены в более крупную метамодель при помощи элементов-представителей. Кроме того, элементы-представители также полезны в обработке сложности на уровне метамоделирования, ссылки и локализация являются некоторыми способами обработки сложности на уровне конкретизированной модели 250. Визуализация используется, чтобы установить, как пиктограммы или аспекты отображаются на конкретном экране. Элементы-представители вновь используются с аспектами или пиктограммами. Аспекты обеспечивают первичное управление видимостью. В каждом аспекте разработчик может выбирать те составляющие и компоненты, которые он или она желают иметь видимыми для различных уровней. Ограничения используются, чтобы ограничивать переменные или управлять ими в модели. Ограничениями могут быть значения или функции. Ограничения представляют утверждения, которые должны быть истинными в конкретизированной модели. Одной из причин для использования ограничений в метамодели является обеспечение того, чтобы разработчик конкретизированной модели мог создавать только "действительные" модели, где понятие "действительности" программируется и принудительно обеспечивается посредством ограничений. Атрибуты могут быть добавлены к любому компоненту. Каждая составляющая должна иметь атрибут имени. Многие определенные пользователем атрибуты могут быть увязаны с составляющими в метамодели. Атрибут мог быть атрибутом Boolean, enum, или field. Разработчик метамодели может указывать имя атрибута, тип атрибута и также может обеспечивать заданные по умолчанию значения для атрибутов. В окнах редактирования модели 220, составляющие могут выбираться из браузера 240 составляющих и затем переноситься с фиксацией по новому месту в окна 220 редактирования модели, чтобы задать конкретизированную модель или структуру метамодели. Панель 230 атрибутов в метамодели 245 и конкретизированной модели 250 различается. На этой панели определяются атрибуты, предпочтения, и свойства. В течение создания метамодели панель атрибутов показывает атрибуты, которые определены согласно языку MetaGME, используемому для создания метамодели. В течение создания конкретизированной модели на основании конкретной метамодели, панель 230 атрибутов для составляющих показывает атрибуты, которые заданы разработчиком метамодели для этой составляющей. Чтобы создать новую конкретизированную модель, должно быть открыто новое окно редактирования модели. Браузер 210 модели в конкретизированной модели 250 приводит перечень всех компонентов, которые были созданы в конкретизированной модели. Браузер модели обеспечивает дополнительные средства перемещения по конкретизированной модели. Количество и тип компонентов, которые могут быть конкретизированы в модели, зависят от метамодели ("парадигмы моделирования"), используемой для создания конкретизированной модель. Например, метамодель может указывать, что один из компонентов в предметной области называется "Block" (блок) и что компонент может содержать несколько экземпляров другого компонента по имени Well (скважина). В соответствующей конкретизированной модели пользователь может перенести компонент "Block" из браузера составляющих в окно редактирования модели. Тогда пользователь осуществляет двойной щелчок на заново конкретизированном компоненте Block в окне редактирования модели. КомпонентWell теперь доступен пользователю в браузере составляющих. Пользователь теперь может перенести несколько экземпляров компонента Well из браузера составляющих в окно редактирования модели. Каждый экземпляр составляющей Well будет в идеале отображаться на физическую скважину, которая является составляющей конкретного моделируемого месторождения нефти. Фиг. 3 и 4 являются схематическими изображениями в одном варианте осуществления изобретения метамодели и соответствующей конкретизированной модели для статического аспекта и динамического аспекта. На фиг. 3 был определен аспект, который называется "Статика" 300. Этот аспект может обеспе-7 013672 чивать видимость для Well, Pipe network (трубопроводная сеть) , Separator (сепаратор), и Process(процесс) и их соединений. Метамодель 310 используется для создания статической конкретизированной модели 320. Та же концепция была применена для аспекта 400 "Динамика" на фиг. 4. Метамодель 410 используется для создания конкретизированной модели 420 динамики. В этом случае, нефизические атрибуты, которые могут включать в себя, например, надежность, допущения, данные реального времени,и график бурения, все из который связаны со стратегией управления. Из стратегии управления экспортируется отчет. Также, в конкретизированной модели является доступной модель неопределенности для одного или нескольких физических компонентов, модели риска, экономической модели и модели поддержки принятия решений. На фиг. 5 а в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение 500 для физических компонентов или активов в метамодели. Эти компоненты включают в себя блок 505,скважину 510, трубопроводную сеть 515, сепаратор 520 и процесс 525 для обработки добытых текучих сред. Для каждого из этих компонентов указаны подкомпоненты, которые используются, чтобы осуществить сопряжение с имитаторами. Для экземпляра компонента блок подкомпоненты, требуемые имитатором коллектора, включают в себя а) фактор непрерывности; b) насыщенность в конечной точке; с) максимальную отдачу; d) нефть в коллекторе; е) характеристику добычи с начала разработки; f) проектный общий отбор; лимит добычи скважины; и производительность блока. Как может быть видно из фиг. 5 а, многие из этих подкомпонентов также используется в метамодели для компонентов трубопроводная сеть, сепаратор и процесс. На фиг. 5b в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение физических компонентов или активов в соответствующей фиг. 5 а конкретизированной модели 550, созданной пользователем на основании компонентов метамодели по фиг. 2. Пользователь выбрал четыре скважины 555, 556, 557 и 558, которые соединены с трубопроводной сетью 559. Трубопроводная сеть 559 в свою очередь соединена с сепаратором 560. Текучая среда из сепаратора 560 затем обрабатывается конкретным процессом 561. На фиг. 6 а в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение для нефизических компонентов 600 или атрибутов в метамодели, которые необходимы разработчику, чтобы моделировать систему IAM. Компоненты включают в себя: а) график 602 бурения; b) стратегию 604 управления; с) надежность 606; d) модель 608 допущений; е) данные 616 реального времени; f) модель 610 отчета; g) модель месторождения 612; h) модель 614 неопределенностей; и i) модель 618 риска. Как только эти компоненты запрограммированы разработчиком, пользователь может тщательно выбирать,какой из этих компонентов может быть выбран для создания конкретизированной модели. На фиг. 6b в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение для нефизических компонентов 650 или атрибутов в конкретизированной модели, соответствующей фиг. 6 а. Входные данные для стратегии 652 управления показаны в виде модели 662 надежности, модели 654 допущений, данных 660 реального времени и графика 658 бурения. Выходными данными из стратегии управления является отчет 656. Другие модели, которые могут быть интегрированы в систему IAM,включают в себя модель 664 неопределенностей, модель 666 риска, экономические модели 668 и модели 670 поддержки принятия решений. На фиг. 7 в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение, иллюстрирующее, как элементы-представители используются для (представления) сложности в метамодели. В этом примере блок метамодели был определен на его собственном листе. В то же время элементпредставитель 715 модели блока был использован в основной парадигме, которая включает в себя все под-парадигмы для физических и нефизических компонентов. Элемент-представитель модели блока связан с метамоделью блока. Когда пользователь осуществляет двойной щелчок на составляющей 815 элемента-представителя модели Block в основной парадигме, среда метамоделирования открывает парадигму 725 блока. На фиг. 8 и 9 показаны различные уровни для некоторых активов. На фиг. 8 в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение использования иерархий в статическом представлении. На фиг. 8 показан первый уровень 810 в конструктивном решении коллектора. Показывается схема того, как коллекторы соединяются со скважинами. На уровне два 820 для блока, с блоками увязываются допущения, свойства текучей среды, и процесс восстановления. Уровень два 840 для скважины показывает комбинацию допущения, надежности, наборов данных реального времени, устройства управления скважиной и конструкцию скважины. Последнее окно иллюстрирует уровень четыре 830 для моделирования коллектора, который является наиболее детализированным уровнем. Это будет соответствовать факторам, необходимым, чтобы исполнять программу полномасштабного моделирования, например Eclipse. На фиг. 9 в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение использования иерархий в представлении динамики, то есть, та же концепция, как на фиг. 8, но для нефизических компонентов. Более конкретно фиг. 9 показывает уровень один для аспекта динамики и уровень два для модели 920 надежности, модели 930 допущений и стратегии 940 управления. На фиг. 10 в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение ин-8 013672 терфейса 1000 обмена данными в конкретизированной модели и соответствующие компоненты метамодели: коллектор 1020, скважина 1030, сеть 1040, сепаратор 1050 и процесс 1060 в нижней части изображения. На фиг. 11 а, b, и с в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение скважины на уровнях 1, 2, и 3 сложности или детализации, соответственно. На уровне один 1110 на фиг. 11 а показываются четыре скважины 1113, 1117, 1125, и 1130, которые связываются с трубопроводной сетью 1135, которая соединяется с сепаратором 1140. На уровне два 1115 по фиг. 11b показывается отдельная скважина 1115, которая имеет различные соотнесенные компоненты, включающие в себя допущения 1154 относительно скважины, надежность 1152 скважины, динамические RTD (данные реального времени) 1142, RTD 1144 поверхности скважины, завершение 1150 конструкции скважины и моделирование 1148 производительности скважины. Управление 1146 скважиной также показывается в виде составляющей уровня два для работ моделирования. Наконец, на уровне три 1120 на фиг. 11 с показывается скважина 1113, соединяющая зоны А 1156 и В 1158 и динамические RTD 1142. Динамические RTD 1142 указывают набор данных, полученных посредством датчиков в буровой скважине, и эти датчики будут обеспечивать данные с высокой частотой. RTD 1144 для поверхности скважины является другим набором данных, который также должен быть получен в 'реальном времени' и относится прежде всего к наблюдаемым свойствам в устье скважины. На фиг. 12 а, b, и с в одном варианте осуществления изобретения показано схематическое изображение сети на уровнях 1, 2, и 3 сложности или детализации, соответственно. На фиг. 12 а на уровне один 1210 или на самом высоком уровне сеть 1235 показывается соединенной с четырьмя скважинами и сепаратором. Фиг. 12 а является копией фиг. 11 а, описанной выше. На фиг. 12b на более низком уровне два 1220, сеть 1235 указана посредством допущений 1222 сети,надежности 1224 сети, конструкции 1236 сети, состава 1228 сети, RTD 1232 сети и RTD 1234 выпуска сети. Для анализа на еще более высоком уровне требуется дополнительная информация. В этом случае на фиг. 12 с на уровне три 1230, указаны несколько факторов моделирования сети, включающие в себя отслеживание 1254 композиции, способ прогнозирования 1257, ограничение 1260 выхода системы, технологическое VL-проектирование 1243, ограничения 1246 системы прогнозирования, способ 1249 оптимизации и информацию 1251 прогнозирования. С. Концептуальные уровни системы интегрированного управления активами. В ходе рассмотрения предложенных решений будет полезным классифицировать комплекты инструментальных средств интегрированного управления активами в терминах уровней детализированного моделирования и потенциальных вариантов использования рабочих процессов, которые извлекают выгоду из инструментальных средств интегрированного моделирования активов. В табл. 2 ниже собраны сводные описания этой классификации.D. Множественный выбор программ для компонента конкретного актива. Использование интерпретаторов модели. Следующий аспект настоящего изобретения состоит в том, что может выбираться любая программа из множества программ, чтобы использоваться в качестве компонента конкретного актива. Например, на уровне 4, в предпочтительном варианте осуществления должен использоваться высокодетализированный имитатор коллектора. В качестве примера, а не ограничения, примеры предпочтительных коммерчески доступных программ-имитаторов коллектора могут включать в себя имитатор коллектора Eclipse компании Schlumberger, имитатор коллектора VIP компании Halliburton или имитатор коллектора CMG. Это дает возможность специалисту в предметной области, то есть инженеру по моделированию коллектора, использовать предпочтительную программу-имитатор коллектора по выбору пользователя. Один пользователь может быть более знакомым с ECLIPSE, тогда как другой может предпочитать исполнять имитатор коллектора CMG. Все эти прикладные программы находятся во взаимодействии с интерпретатором модели. Каждый интерпретатор модели предназначен, чтобы подтверждать получение необходимых входных и выходных переменных для конкретного приложения и конвертировать эти переменные в общий протокол обмена данными, предпочтительно, расширяемый язык (XML) разметки гипертекста. Подобным образом этотXML предпочтительно может быть затем конвертирован в необходимые входные и выходные переменные, требуемые для обмена информацией с разнообразными другими программами, такими как программы для сети трубопроводов. Примеры таких программ сетей трубопроводов включают в себя программы PIPESIM компании Schlumberger, Petroleum Experts GAP, или Simulation SciencesPIPEPHASE. Следовательно, можно, чтобы любой коммерческий или составляющий собственность пакет программного обеспечения работал с любым коммерческим или составляющим собственность пакетом программ в рамках системы IAM. Пользователь такой системы IAM может вследствие этого легко обозначать не только требуемый уровень анализа для каждого из составляющих активов при проведении моделирования системы IAM, но также выбирать требуемую программу для конкретного компонента актива. Конечно, интерпретаторы модели должны будут предварительно программироваться, чтобы работать с любой из программ, которые должны быть предусмотрены в рамках системы IAM. Е. Администратор допущений и формирователь элементов-представителей. Настоящее изобретение в одном варианте осуществления предпочтительно включает в себя администратор допущений. Администратор допущений позволяет планировщикам указывать, какие парамет- 13013672 ры представляют интерес между моделями и какие состояния они хотят исследовать в настройке комбинированного моделирования. Формирователь элементов-представителей формирует недостающую информацию и создает несколько альтернативных сценариев. Этот компонент может содержать несколько инструментальных средств, основанных на простых аналитических способах, правилах, извлеченных из аналогов или производственных баз данных, или ручного ввода, чтобы создать все данные, требуемые,чтобы имитатор высокого уровня исполнялся в автономном режиме в виде (бизнес-)игры имитационного моделирования, то есть класс "игры моделирования", которые позволяют пользователю создавать различные сценарии и наблюдать результаты. Вспомогательное средство анализа и мониторинга данных, которое объединяет датчики реального времени, журналы регистрации, системы корпоративных данных и прогнозы моделирования, чтобы осуществлять поиск состояний, которые нарушают допущения нижележащих результирующих планов,оповещая корпоративных планировщиков и принимающих решение лиц, если необходимо. Вспомогательное средство поддержки принятия решений, которое обеспечивает интерфейс с предшествующими инструментальными средствами, позволяющими планировщикам и принимающим решение лицам оценивать параллельно последствия и потенциальные затраты относительно различных допущений и предполагаемых приоритетов, и записывать решения, планы и сопутствующие допущения, которые в конечном счете были приняты.F. Использование отклика или функций преобразования между компонентами активов. Обмен информацией между различными составляющими активами, например, между имитатором коллектора и трубопроводной сетью, в некоторых случаях может выполняться с использованием отклика или функции преобразования. Граничные условия между этими составляющими активами, или физическими моделями, в других отношениях могут не быть корректными вследствие недостаточности граничных условий или требования, что требуется некоторое дополнительное вычисление или агрегация нескольких уровней детализации. Примером является, когда режим течения включает в себя двухфазный поток. Режим течения описывается в трубопроводной сети в виде характеристики режима потока, но вычисления потока и корреляции на основе этой характеристики не описывают подробности мельчайших флуктуаций в выходящем наружу потоке скважины, которые могут представить существенное доказательство для понимания поведения процесса во впускном отверстии сепаратора. Двухфазный поток имеет место в качестве последствия одновременного течения и нефти, и газа в добывающей нефтяной скважине. Система IAM по настоящему изобретению в одном варианте осуществления предпочтительно снимает этот недостаток путем использования отклика или функции преобразования.G. Обеспечение более высокого уровня непротиворечивости между анализом на компонентах активов. В одном варианте осуществления система IAM предпочтительно исполняется, чтобы обеспечивать непротиворечивость между уровнями. Например, на уровне один система обработки может иметь общую эффективность 97%. На более низком уровне, например, уровне четыре, система обработки может включать в себя технологическую линию или систему сепаратора, систему нагнетания воды и систему нагнетания газа. Системы сепаратора в целом имеют очень высокую надежность, например, надежность порядка 99%. Насосы, используемые в системах нагнетания воды, также являются очень надежными, порядка 95%. Однако компрессоры, используемые в системах нагнетания газа, являются потенциально гораздо менее надежными, то есть порядка 85%. Однако может быть расхождение в оценках надежности между уровнями. Например, для первого уровня общая надежность может быть 97%. То есть, оценивается, что полевая (промысловая) система вырабатывает 97% от времени на основании анализа, который включает в состав один набор допущений, относящихся к сценарию нагнетания-добычи. Если анализ должен был выполнен на более глубоком уровне описания интегрированной системы, например, на четвертом уровне, оценка надежности может быть вычислена, как изложено ниже:[0,99 (Qseparator) +0,95 (Q-water pump) +0,85 (Qcompressor)] /397%. Система IAM по настоящему изобретению в одном варианте осуществления предпочтительно снимает этот недостаток путем проверки надежности компонентов на более глубоком уровне детализации и изоляции воздействия на условия течения. Даже более значимым является то, что это дает возможность идентификации конкретных стратегий смягчения условий, чтобы повысить общую эффективность. Примерная ситуация является таковой, что один из четырех насосов нагнетания воды закрывается на ремонт. При таком особом условии может быть возможность временно отводить и ускорять воду на другие узлы нагнетания, затем перегрузить нагнетание воды на закрытие площади, чтобы захватить таким образом исключение какого-либо вредного воздействия на общую эффективность системы. Н. Определение нескольких схем взаимодействия. Система IAM будет давать возможность создания рабочих процессов для поддержки принятия решений, которые требуют отличающихся схем взаимодействия между компонентами активов и нефизическими компонентами. Это может быть осуществлено вследствие непротиворечивого представления и доступа к нескольким уровням детализации одновременно с тем, чтобы интерпретаторы системы могли- 14013672 осуществлять доступ к имитаторам и элементам-представителям, агрегировать и доставлять информацию на точку смежности. Подобным образом интерпретаторы системы могут обрабатывать комбинированные модели, которые требуют взаимодействия на более глубоких уровнях детализации (то есть уровне 4) и агрегировать информацию, допускаемую на более грубых уровнях (уровне 1).I. Декомпозиция решения задачи. Особое преимущество настоящей системы IAM, использующей несколько уровней анализа для некоторых из составляющих активов, состоит в том, что проблемы, найденные в действии системы IAM,могут быть изолированы и решены специалистами в предметной области. Как только проблема идентифицирована, затем может быть назначен соответствующий специалист в предметной области для решения проблемы. Например, специалист в предметной области моделирования коллектора, то есть инженер-промысловик, может решить проблему, найденную в предметной области коллектора.J. Разбиение разработки системы. Разработка системы IAM, как допускает GME, дает возможность разбиения процессов разработки. Специалист в отдельной предметной области может разрабатывать постоянную метамодель IAM, которая обеспечивает классификацию компонентов активов и нефизических компонентов в предметной области добычи нефти. Инженеры-промысловики на месте эксплуатации могут разрабатывать конкретную структуру интегрированной модели активов для действующего промысла или его разработки. Процессы технологических потоков могут разрабатываться независимо несколькими специалистами по технологии и стыковаться с системой IAM через интерпретаторы моделей. Принятая и опубликованная информация также может быть разработана независимо и стыковаться через интерпретаторы моделей. Кроме того,настоящее изобретение обеспечивает агрегацию сборки моделей активов в отношениях многие-кодному, или агрегацию моделей на различных уровнях детализации прежде агрегирования и масштабирования по отношению к более грубым уровням. Настоящее изобретение также включает в себя машиночитаемый носитель, который включает в себя команды для выполнения способа для создания системы интегрированного управления активами месторождения нефти. Способ содержит этапы создания множества моделей активов месторождения нефти, по меньшей мере, две модели из которых имеют несколько уровней сложности. Модели с наличием нескольких уровней сложности затем соединяются для установления связи друг с другом, чтобы создать систему IAM. Выбирается уровень сложностей для множества моделей. В заключение, на системе IAM с использованием выбранного уровня сложностей выполняется анализ, чтобы прогнозировать характеристику системы IAM. Несмотря на то, что в предшествующем описании данное изобретение было описано относительно некоторых предпочтительных вариантов его осуществления, и многие детали были сформулированы с целью иллюстрации, специалистам в данной области техники будет очевидно, что изобретение допускает изменение и что некоторые другие, описанные в документе детали, могут изменяться значительно без выхода за рамки основных принципов изобретения. К. Другие исполнения. Другие варианты осуществления настоящего изобретения и его отдельных компонентов будут очевидны специалистам в данной области техники из предшествующего подробного описания. Как будет понятно, изобретение допускает другие и отличающиеся варианты осуществления, и некоторые его детали допускают модификации в различных очевидных отношениях, все без выхода за рамки существа и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и подробное описание должны расцениваться в качестве иллюстративных по сути, а не в качестве ограничительных. Следовательно, не подразумевается, что изобретение является ограниченным, кроме указанного в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для разработки структуры интегрированного управления активами для месторождения нефти, содержащая:(a) метамодель с наличием классов и подклассов, представляющих компоненты активов и соединители компонентов на нескольких уровнях детализации, чтобы моделировать множества относящихся к области нефтегазодобычи конкретных программных приложений и их соответственные входные и выходные сигналы данных, при этом метамодель приспособлена и настроена, чтобы формировать конкретизированные модели на нескольких уровнях детализации для множества различных месторождений нефти посредством пользовательского выбора компонентов и соединителей компонентов для каждого заданного месторождения нефти;(b) графический пользовательский интерфейс, настроенный и приспособленный для пользовательского выбора компонентов и соединителей компонентов для конкретизированной модели для каждого заданного месторождения нефти;(c) по меньшей мере один интерпретатор модели, настроенный и приспособленный для обмена информацией между различными конкретизированными моделями;(d) XML-схема, настроенная и приспособленная для хранения входных и выходных сигналов для- 15013672 множества относящихся к области нефтегазодобычи программных приложений; и(e) администратор допущений, настроенный и приспособленный, чтобы поддерживать допущения непротиворечиво между конкретизированными моделями и несколькими уровнями конкретизированных моделей. 2. Система по п.1, в которой компоненты активов содержат физические и нефизические активы. 3. Система по п.2, в которой компоненты физических активов содержат насосы, подземные коллекторы, системы трубопроводных сетей, буровые скважины, связывающие коллекторы с системами трубопроводных сетей, сепараторы, обрабатывающие системы для обработки текучих сред, добытых из подземных коллекторов и системы подведения тепла и воды. 4. Система по п.2, в которой компоненты нефизических активов содержат модули оценки надежности, модули финансовых вычислений, модули оптимизации, модули оценки неопределенности, системы управления, данные предыстории производственного процесса и результаты моделирования. 5. Система по п.1, дополнительно содержащая формирователь элементов-представителей, настроенный и приспособленный, чтобы создавать элемент-представитель для конкретизированной модели.