专利名称：工作流程自动化、自适应和集成的系统及方法
技术领域：
本发明一般涉及用于完成复杂的、完全不同的工作流程以及，更具体地用于工作 流程自动化、适应和集体的柔性架构的系统及方法。
背景技术：
碳氢化合物的生产操作常常涉及许多工作流程，这些工作流程本质上重复的，并 且传统上由不同参与者手工或半手工进行，不同的参与者要花费其大部分时间来操作技术 应用、查找和录入数据、执行分析和在诸如确认和核准的不同步骤参与者之间传递数据。研究表明，例如，一个工程师花费约70%的时间来收集、格式化和为在不同的应用 中使用而翻译数据。对于标准化的生产活动，即工作流程，这样花费的时间可通过创造一种 自动化系统来执行规定的工作流程从而得到极大地减少。自动化工作流程不仅能够减少工 程师做这些重复性任务的宝贵时间，还能够确保方法的一致性，减少输入错误的可能性，并 且创建储存库作为在工作人员(及他们的知识)进入和撤出生产资产时能长期保持的“最 优方法”。此外，一般情况是许多工作流程的参与者对他们在一般工作流程的重复性步骤中 所应用的许多应用具有不同的专门技能的偏好和水平。这种多样性使标准化和一致性难以 实现。此外，由于各种工作流程所设置的时间需求，既不进行有潜在价值的额外分析选 择，也不复验汇总数据集以从这些结果中学习。在其他行业中以及探测和生产领域的别处，使用来自本发明的那些描述的不同方 法及系统，基于工作流程的商业流程管理系统和特定的具体技术应用是自动地、精心安排 的。不过，由于技术、应用和工作流程的多样性，精心安排工作流程的挑战大半未被解决。多年来，自动化工作流程成为了诸如航空、汽车和工业制造的其他行业中的设计 与生产循环的一部分。这些行业已经通过将应用和数据源联系起来结合使用随机分析方法 和最优化来提高他们的整体生产率。今天，石油和天然气操作员面临着令人畏惧的挑战。随着全球需求的攀升、产量的 降低、数据量的增加、资源的萎缩、管理和环境压力的上升，探测和生产公司必须显著地改 善他们的碳氢化合物资产的管理。常用工作流程的自动化通过提供常见的、最佳实践的且 能持续的、可测量的方法可有助于减缓这些挑战。这些自动化工作流程的实施还必须能检查。随着生产操作变得更复杂，其相关的 工作流程也将变得更复杂。不能假定自动化工作流程的终端用户是“专家”用户，并具有所有所需要的软件应用接口的知识和经验。理想地，自动化工作流程的所有平台应包括非专 家用户与经该领域专家发起的复杂工作流程交互的方法和执行方法。目前，石油和天然气生产工作流程自动化典型地通过常常需要工程师在不同数量 的应用之间调整数据流的不同系统的常规集成来完成。一些常用工作流程可包括，例如1、生产管理和最优化；2、压裂增产改造设计(fracture stimulation design)最优化；3、生产预测和计划；以及4、气举分配和最优化。但是，多个应用的常规集成具有许多缺陷，且将会被更标准化的集成架构更好的代替。各种应用的工作流程自动化和集成的优点大体上在美国专利6，266，619、 6，356，844,6, 853，921和7，079，952中进行了描述，这些专利已经授权给了哈里伯顿能源 服务公司(Halliburton Energy Services，Inc.)，并以参引的方式并入于此。这些专利通 常处理全油田油藏管理系统(field wide reservoir management system)。该系统包括一 套生成油田范围生产和注射预测的彼此无缝连接的工具(计算机程序)。该系统产生对诸 如阻塞、阀门和其他流体控制装置的井下生产和注射控制装置的实时控制以及对地面生产 和注射控制装置的实时控制。但是，该系统不能处理包括本发明所限定的自动化工作流程、 自适应工作流程和协同工作流程的柔性架构。因此，需要如下的柔性工作流程架构1)自动化多个参与者之间的各种工作流程 和他们的日常执行；2)为工作流程的一致执行提供常见的操作环境，它能够在任何工作流 程的各种步骤中取代应用；以及3)允许在任何工作流程中引入和并入附加步骤。因此，工作流程架构必须处理如下内容1、多学科和多厂商环境中的边界条件的移动定位、输入和输出提取；2、智能生成及执行高达千种的多学科模拟；以及3、结果的便捷存/取和说明。
发明内容
本发明满足了上述需求，并通过提供用于通过工作流程最优化操作场景的系统和 方法克服了现有技术中的一个或多个缺陷，所述系统和方法i)自动化个参与者之间的各 种工作流程和它们的日常；ii)提供了一种用于工作流程的一致性实施的通用操作环境， 能够取代任何工作流程的各种步骤中的应用；以及iii)允许引入额外步骤，并并入任何工 作流程中。在一个实施方式中，本发明包括一种通过工作流程最优化操作场景的方法，包括 i)选择操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；ii)选择远程计算平台，所述 远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，并通过应用包装与所述操作系统相 连；以及iii)选择最优化新的操作场景的系统功能，所述系统功能通过应用连接器与所述 技术应用相连。在另一实施方式中，本发明包括一种用于通过工作流程最优化操作场景的方法， 包括i)选择操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；ii)选择远程计算平台，所述远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，并通过应用包装与所述操作系 统平台相连；以及iii)选择系统功能，最优化石油技术数据模型，并检测新的操作场景，所 述系统功能通过应用连接器与所述技术应用相连。在又一实施方式中，本发明包括一种用于通过工作流程最优化操作场景的方法， 包括i)选择操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；ii)选择远程计算平台， 所述远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，并通过应用包装与所述操作系 统平台相连；以及iii)选择通用工作流程工具，最优化新的操作场景，所述通用工作流程 工具通过应用连接器与所述技术应用相连。根据下面各种实施方式和相关附图的描述，对本领域技术人员而言，将使本发明 的其它方面、优点和实施方式变得更加明显。
以下结合附图详细说明本发明，图中相同的参考数字表示相同的元件，其中；
图1例示了实施本发明的现有技术的系统的一个实施方式。图2A是例示实施本发明的计算机系统的一个实施方式的框图。图2B例示了实施本发明的系统架构的一个实施方式。图3A例示了一个传统例行工作流程。图3B例示了一个传统周期性工作流程。图4A例示了 一个自动化例行工作流程。图4B例示了一个自动化周期性工作流程。图5A例示了一个自适应例行工作流程。图5B例示了一个自适应周期性工作流程。图6例示了一个同步或并行协调工作流程。图7是例示可在本发明的架构内执行的各种工作流程的框图。图8例示了本发明的一个典型部署；图9例示了根据本发明的生产管理和最优化工作流程的一个实施方式。图10例示了根据本发明的压裂增产改造最优化工作流程的一个实施方式。图11例示了根据本发明的生产预测和计划工作流程的一个实施方式。图12例示了根据本发明的气举定位和最优化工作流程的一个实施方式。
具体实施例方式对本发明的主题进行了详细地描述，但是，描述本身旨不在限制本发明的范围。因 而，该主题还可用其他方法体现，以包括类似于这里所描述的不同步骤或步骤的组合，连同 其他现有或未来技术。此外，虽然术语“步骤”此处用来描述所用方法的不同元素，该术语 不应解释为暗指此处所揭示的两个或多个各种步骤之间的任何特殊次序，除非说明书明确 地限定为特殊次序。系统和方法描述本发明可通过计算机可执行程序指令，例如程序模块，通常是指软件应用或计算 机执行的应用程序来实施。该软件可包括例如，执行特殊任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件和数据结构。软件形成了允许计算机根据输入源反应的界面。 AssetConnectTM Μ ^ Μ^^ ΜΜ^^ (Landmark Graphics Corporation)寺肖yS白勺—Lt 软件，可用作实施本发明的应用界面。软件还可与其他代码段协作以着手多种任务来响应 所接收的数据连同接收的数据的源。软件可保存在任何类型的存储媒介上，例如，CD-ROM、 磁盘、磁泡存储器和半导体存储器(如各种类型的RAM或ROM)。而且，软件及其结果可通过 多种载体媒介传递，例如光纤、金属线、自由空间和/或通过诸如互联网的多种网络。此外，本领域技术人员将会认识到本发明可利用多种计算机系统架构来实践，包 括手持设备、多处理器系统、基于微处理器(microprocessor-based)或可编程的消费电子 产品、小型计算机、大型计算机等。本发明与任何数量的计算机系统和计算机网络应用一起 工作。本发明可在分布式计算环境执行，即任务可在通过通信网络连接的远程处理设备上 执行。在分布式计算环境下，程序模块可设置在包括存储装置的本地和远程计算机存储媒 介中。因此，本发明可在计算机系统或其他处理系统中在与各种硬件、软件或其组合连接实 施。现在参考图2A，例示了用于在计算机上实施本发明的一个系统的框图。该系统包 括计算单元，有时指计算系统，包括存储器、应用程序、客户界面和处理单元。计算单元仅是 适当计算环境的一个实例，且意图不在于暗示限制本发明的应用或功能范围。该存储器主要存储应用程序，也可描述为包含计算机可执行指令的程序模块，该 应用程序利用计算单元实施，用来实施此处所描述的本发明，并且在图2B和4-12中进行了 例示。因此，该存储器包括一个或多个适用于图4-12所例示的工作流程的工作流程模块和 AssetConnectTMO虽然所示计算单元具有通用存储器，但计算单元通常包括多种计算机可读媒介。 作为实例，但不限于此，计算机可读媒介和通信媒介。计算系统存储器可包括诸如只读存储 器(ROM)和随机存储器(RAM)的易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储媒介。基 本输入/输出系统(BIOS)，包含例如在启动过程中有助于在计算单元的元件之间传递信息 的基本例程，其通常存储在ROM中。RAM通常包含即时存取和/或处理器正在操作的数据和 /或程序模块。作为实例，但不限于此，计算单元包括操作系统、应用程序、其他程序模块和 程序数据。存储器中所示的组件还可包括在其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算 机存储媒介中。仅作为实例，硬盘驱动器可对不可移动的、非易失性磁盘媒介进行读写，磁 盘驱动器可对可移动的、非易失性磁盘进行读或写，以及光盘驱动器可对诸如CD ROM或其 他光媒介的移动的、非易失性光盘进行读或写。可用于典型操作环境的其他可移动的/不 可移动的、易失性/非易失性计算机存储媒介可包括盒式磁带、闪存卡、多功能数码光盘、 数字录像磁带、固化RAM等，但不限于此。上面讨论的驱动器及其相关计算机存储媒介提供 了计算机可读指令、数据结构、程序模块和计算单元的其他数据的存储。客户可能通过客户界面向计算单元输入命令和信息，其中客户界面可以是诸如键 盘和定位设备(通常指鼠标、轨迹球或触摸板)的输入设备。输入设备可包括麦克风、操纵 杆、卫星天线、扫描仪等。这些和其他输入设备常常通过联接于系统总线的客户界面连接于处理单元，但可 以通过其他接口和总线结构，例如并行端口或通用串行总线(USB)连接。监视器或其他类型的显示设备可通过诸如视频接口的接口连接于系统总线。除监视器外，计算机还可包括 诸如扬声器和打印机进的其他外围输出设备，它们通过输出外围接口连接。本领域总所周知的、可用来实施本发明的特定系统组件包括1、IT/计算平台PA-PN，其中PA是系统操作环境，PB-PN是对石油和天然气生产 而言常见的所有其他计算环境。2、应用AA-AN，其中，应用AA是工作流程精心安排的应用，AB-AN是对石油和天然气生产而言常见的所有其他技术应用。3、应用包装(Application Wrappers) :WA_WN，精心安排工作流程的应用，包括用 于开发其他应用的应用包装的软件开发工具箱。或者，不必含有应用包装WA-WN和系统功 能FA-FN。替代地，可以使用应用连接器和一般工作流程工具(即，计算器、数据传输、OS命 令等)。4、系统功能FA-FN，系统并入了许多使额外分析及将要并入给定工作流程(如，蒙 特卡洛模拟、最优化等)的步骤成为可能的功能。一个包含这种组件的典型系统在石油和天然气工业中通常是指AssetCormect ， 如图1和2A所例示的那样。虽然计算单元的许多内部组件并未示出，本领域技术人员会理解这种组件和它们 的互相连接是众所周知的。用于实施本发明的典型系统架构例示于图2B。图2B例示了图1中的组件之间的 相互连接关系，其可用于执行图4-12所例示的工作流程。现在参考图2B，各种IT/计算平台(PB-PN)，例如，LiniDuWindows等，可装入各种 技术应用(AB-AN)，通过面向服务架构的方式互连以访问所需要的技术程序(AB-AN)，这形 成了一个统一的操作环境，其中技术应用(AB-AN)可远程访问以并入的工作流程。各种技术应用(AB-AN)能够通过应用包装(WB-WN)的方式从它们的远程IT平台 进入该系统。此后，在统一的操作环境中，技术应用(AB-AN)能在工作流程内远程地操作。 各个技术应用(AB-AN)提供了与每个流程的一个步骤或多个步骤一致的它们自己的功能。工作流程所涉及的各种技术应用(AA-AN)能通过应用连接器(CA-CN)的方式连 接。连接器(CA-CN)允许工作流程发起者映射并连接到技术应用(AB-AN)的属性，并且映 射并将其关联到其他技术应用(AA-AN)，从而有效地将输入和输出从工作流程的一个步骤 映射到另一个。这样，工作流程逻辑可确定为与各种步骤、在工作流程内流动的数据和属性 一致。在最简单的情况下，这能够实现工作流程的自动化。工作流程还可改变以通过连接精心安排工作流程的应用(AA)内的附加系统功能 (FA-FN)或可选择地通过引入不例行地应用于传统工作流程中的附加技术应用(AB-AN)引 入增加新数值(new-value-added)步骤。使用如图2B所例示方式的系统组件性能的独特组合，能够使传统工作流程实现 自动化，还将传统工作流程逻辑改变成合并各种前述性能的组合，即事实上形成了显著地 添加于传统工作流程的新颖的工作流程。因此，本发明能够实现应用于日常(连续)工作 流程中的实时数据的流动。工作流程描述现在参考图3A和3B，例示了分别用于生产管理和油藏管理的传统日常工作流程(3A)和传统周期性工作流程(3B)。由于每个参与者使用适用于它们专业技术领域的不同 应用而产生的多个参与者之间的相互依赖性，传统工作流程通常是手工操作密集的和以具 有延迟经验的专家为中心的。在下述附图的描述中所应用的每个工作流程的符号的定义示 于下面的表1中。
权利要求
1.一种通过工作流程最优化操作场景的系统，包括操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；远程计算平台，所述远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，其通过应 用包装连接至所述操作系统平台；以及最优化所述新的操作场景的系统功能，所述系统功能通过应用连接器连接至所述技术应用。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统功能和所述技术应用由一个或更多个工 作流程参与者远程访问。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述应用连接器使所述技术应用的属性与所述系 统功能的属性相关联。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述应用连接器使所述技术应用的至少一个输出 与另一技术应用的输入相联系。
5.如权利要求1所述的系统，其中，在所述工作流程应用内，所述技术应用连接至所述 系统功能。
6.如权利要求1所述的系统，还包括另一系统功能，对所述技术应用就数据集所生成的多个分析结果执行至少一次分析， 或者用于对所述技术应用就数据集所生成的多个分析结果执行至少一次分析的另一技术 应用，其通过另一应用包装连接至所述操作系统平台，所述另一系统功能或所述另一技术 应用通过另一应用连接器连接至所述技术应用或所述系统功能。
7.如权利要求1所述的系统，还包括另一系统功能，在所述技术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据，或者用于在所述技 术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据的另一技术应用，其通过另一应用包装连接至所述 操作系统平台，所述另一系统功能或所述另一技术应用通过另一应用连接器连接至所述技 术应用或所述系统功能。
8.如权利要求1所述的系统，还包括非线性工作流程。
9.如权利要求1所述的系统，还包括另一系统功能，对所述数据集进行更新，或用于更新所述数据集的另一技术应用，其通 过另一应用包装连接至所述操作系统平台，所述另一系统功能或所述另一技术应用通过另 一应用连接器连接至所述技术应用。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述另一应用连接器使所述技术应用的另一属性 或所述系统功能的另一属性关联到所述另一技术应用的属性或所述另一系统功能的属性。
11.一种通过工作流程最优化操作场景的系统，包括操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；远程计算平台，所述远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，其通过应 用包装连接至所述操作系统平台；以及系统功能，最优化石油技术数据模型，并对新的操作场景进行检测，所述系统功能通过 应用连接器连接至所述技术应用。
12.如权利要求11所述的系统，还包括另一系统功能，在所述技术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据，或者用于在所述技 术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据的另一技术应用，其通过另一应用包装连接至所述 操作系统平台，所述另一系统功能或所述另一技术应用通过另一应用连接器连接至所述技 术应用或所述系统功能。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述工作流程是自适应的周期性工作流程。
14.一种通过工作流程最优化操作场景的系统，包括操作系统平台，所述操作系统平台包括工作流程应用；远程计算平台，所述远程计算平台包括用于确定新的操作场景的技术应用，其通过应 用包装连接至所述操作系统平台；以及通用工作流程工具，最优化所述新的操作场景，所述通用工作流程工具通过应用连接 器连接至所述技术应用。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述通用工作流程工具和所述技术应用由一个 或更多个工作流程参与者远程访问。
16.如权利要求14所述的系统，其中，所述应用连接器使所述技术应用的属性与所述 通用工作流程工具的属性相关联。
17.如权利要求14所述的系统，其中，在工作流程应用内，所述应用连接至所述通用工 作流程工具。
18.如权利要求14所述的系统，还包括另一通用工作流程工具，对所述技术应用就数据集所生成的多个分析结果执行至少一 次分析，或者用于对所述技术应用就数据集所生成的多个分析结果执行至少一次分析的另 一技术应用，其通过另一应用包装连接至所述操作系统平台，所述另一通用工作流程工具 或所述另一技术应用通过另一应用连接器连接至所述技术应用或所述通用工作流程工具。
19.如权利要求14所述的系统，其中，所述通用工作流程工具是计算器、数据传输或OS 命令。
20.如权利要求14所述的系统，还包括另一通用工作流程工具，在所述技术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据，或者用于 在所述技术应用中过滤和挖掘用于相关联的数据的另一技术应用，其通过另一应用包装连 接至所述操作系统平台，所述另一通用工作流程工具或所述另一技术应用通过另一应用连 接器连接至所述技术应用或所述通用工作流程工具。
全文摘要
用于实施复杂的、迥然不同的工作流程的系统和方法，其中，柔性架构(系统结构)用于工作流程的自动化、自适应和集成。
文档编号G06Q10/00GK102007504SQ200880115340
公开日2011年4月6日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月10日
发明者劳伦斯·里德, 威廉·道格拉斯·约翰逊, 迈克尔·斯戴妮 申请人:兰德马克绘图国际公司，哈里伯顿公司