数字油田是某油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。数字油田汇集了油田的各类信息、网络系统、软件系统和知识等，数字油田是油田应用系统的集成体，是企业的数字化模型，是数字化的企业实体
长期以来，油气运营商利用数字技术来提高运营绩效、生产效率和施工安全系数，诸多关键性的业务挑战得到解决。然而，油气行业的远景发展，要求运营商继续加大数字化转型和数字孪生技术的力度。新一轮油气科技革命和数字革命正以前所未有的广度和深度席卷全球。但是，相关研究报告指出，油气行业仍是目前全球信息化程度相对较低的行业之一，远低于全球产业的平均值。就油气田企业的发展来看，通过大数据、人工智能等新技术，实现数据自动采集、实时监控、智能生产优化与智能决策，建设智能油气田，已成为必然趋势。虽然近年来我国油气田数字化、智能化建设正在不断加速，但迈向智慧油气田，在实际建设过程中存在着一些问题，需要进行探讨和解决。
数字油田的由来
数字油田的概念源于数字地球。1998年美国前副总统戈尔提出了数字地球（Digital Earth）的概念，引起了全球的关注。数字地球已成为世界科学技术界的发展热点之一。数字油田就是在数字地球这一概念的基础上产生的。1999年，大庆油田有限责任公司首次在全球范围内提出了数字油田的概念，并将数字油田作为企业发展的一个战略目标。那时数字油田还是一个较为模糊的新概念，尚处于构想阶段，但其基本思想立即得到了普遍认可。从2000年开始，在国内外的石油和IT领域的众多企业家、技术专家、学者、工程师以及管理人员中间，数字油田的概念得到进一步的研讨和发展。2001年，数字油田被列为“十五”国家科技攻关计划重大项目。时至今日，数字油田已经成为全球石油行业关注的热门话题。
数字油田是什么
大多数学者同意把数字地球定义为：“数字地球是地球的虚拟表示，能够汇集地球的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。”类似地，数字油田可以定义为：“数字油田是某油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。”按照这个定义，数字油田应当被视为一个空间性、数字性和集成性三者融合的系统，汇集了油田的各类信息、网络系统、软件系统和知识等。简单地说，数字地球是由信息技术和地球科学支持的虚拟的地球模型，而数字油田是数字地球在油气勘探开发和油田管理决策范畴的应用。
目前，各方面的专家和学者已经给数字油田做出了很多定义。虽然这些定义出发点不同，表述不一，内容亦有所差别，但是都对数字油田的概念进行了细化和扩展。总体来说，大部分专家和学者都侧重于数字油田的技术含义。例如，上文所述仿照在美国马里兰大学数字地球研讨会上定义的数字地球而定义的数字油田。数字油田不仅是技术目标，更是管理目标，是油田公司总体发展战略的一部分。
为了显示区别，本文将一般的数字油田的概念称为狭义的数字油田，而将本文提出的数字油田称为广义的数字油田。广义数字油田的内涵中包括了以下几方面的含义：
- 数字油田是数字地球模型在油田的具体应用
- 数字油田是油田自然状态的数字化信息虚拟体
- 数字油田是油田应用系统的集成体
- 数字油田是企业的数字化模型
- 数字油田是数字化的企业实体
- 数字油田的能动者是数字化的人
数字油田的主要内容
关于数字油田的研究内容，不同的专家学者可能会根据自己对数字油田的理解而开列出不同的清单。目前不同流派的专家学者为数字油田设定的内涵虽有所重叠，但仍存在分歧。数字油田的主要研究内容分为信息技术、地学/石油工程和管理学三个方面。各流派数字油田的内涵互相重叠，但是企业再造流派的内涵覆盖了其它所有流派的内涵。数字油田的主要研究内容包括：数字油田的总体技术框架、地理信息系统（GIS）在油田的应用、多学科地质模型研究、勘探开发业务与信息一体化模式、信息基础设施体系、企业信息门户（Portal）、海量数据存储方案、虚拟现实技术的应用、数据与应用系统的标准体系、企业的数字化概要模型、信息流、业务流、物流、知识管理、协同环境、决策支持等业务模型、人力资源的数字化、数字油田的发展战略等。
数字油田的基本架构
广义数字油田的结构划分为环境层、数据层、专题库层、模型层、应用层、集成层和战略层七个层次，其中数据层包含源数据子层、专业主库子层和数据仓库子层三个分层次。
(1) 环境层
环境层是数字油田的最底层，主要是指信息化基础设施，包括计算机系统、网络、电子邮件等公共系统。它为数字油田提供全方位的信息技术支持。
(2) 数据层
数据层处于数字油田结构的底部，为数字油田提供数据支持。数据层的主要内容是各类数据库和非结构化数据体以及组织、管理这些数据的基础平台（数据仓库等）。这些数据是构建油田模型的基础信息，主要包括基础地理信息数据和油田研究、生产、经营管理数据。
数据层被分成三个子层，各个子层的数据由下至上逐渐集中。源数据分布在整个油田的各级单位和岗位，但以基层为主。源数据库系统是数字油田的前端信息采集器和存储器。专业主库是以油田工程和管理单元划分的若干类源数据的汇总，可供一定范围内的单位使用，并由他们进行日常管理。数据仓库的作用是完成油田各类数据的整合与调度，它的一个重要部分是元数据库。
(3) 专题层
专题层主要包括各类专题数据库。专题数据库是指面向不同应用或研究主题而专门抽取的项目数据库或专题数据库。实际上，专题库中的内容在数据层已经存储，设置专题库是为了应用方便和保证数据层的稳定性以及相对独立性。这种双层数据结构的合理性已经被有经验的用户群普遍认可和被实践所证明。
(4) 模型层
该层定义油田的地质模型和企业模型。这些模型是在丰富的信息基础（数据层和专题库层）上建立的。通过模型实现数字油田的仿真和互动功能。地质模型以数字地球模型为参考和基础。
(5) 应用层
应用层由油田的石油专业和经营管理两方面的各个应用系统组成，解决油田科研、生产、经营管理的实际问题。应用层以软件系统为主，是最复杂的一层。
(6) 集成层
在集成层，利用企业信息门户等技术把整个应用层及以下各层的应用系统整合起来，实现完整的数据油田的统一入口。
(7) 战略层
战略层是数字油田结构的最高层，是整个数字油田的方向主导者。在战略层，要依靠数字油田建设达到企业再造的目的。战略层制定数字油田的整体性方案与建设策略。