鉆井工程數據庫的研究和設計

羅栩栩（長城鉆探工程有限公司工程技術研究院，遼寧 盤錦 124010）

隨著社會不斷進步，科學技術水平不斷提高，鉆井工程方面的技術也如泉涌般不斷更新，鉆井工程信息的量也不斷增加，靈活有效的使用這些信息顯得越來越重要，如何有效利用鉆井信息是個亟待解決的問題。其關鍵就在于建立一個科學、合理、行之有效的數據庫，用于綜合、整理、分析、處理有關的海量鉆井工程信息。傳統的鉆井工程數據庫大多依照1995年頒布的《石油鉆井工程數據庫文件格式》開發建立，但是，隨著鉆井信息井噴式的增長，傳統數據庫不能滿足行業的要求，所以，建立新型鉆井工程數據庫勢在必行。

1 需求分析

鉆井工程數據庫一般需要對鉆井工程中的海量數據進行統一的存儲以及管理，其需要滿足的目標是：①數據一旦錄入即可存儲起來，有關的軟件需要使用時，其可提供相應的服務，而且可以同時提供給多個軟件同時使用；②有權限的軟件（上層軟件）可以對數據庫中的相關數據進行查詢、插入、更新、修改等操作；③新建立的鉆井工程數據庫需要具有擴展功能，有新的模塊需要添加到數據庫時，不需要進行大的修改即可完成相關操作，有新的鉆井工藝軟件需要使用數據庫時，數據庫可以通過簡單地操作即可完成相關任務；④另外，鉆井工程數據庫需要適應科技的發展，即有新的技術產生時，鉆井工程數據庫可以支持新的技術。

2 數據庫的設計

2.1 概念結構設計

以需求分析為基礎，通過自底向上的方法進行概念設計，設計出具有獨立性的概念模型。其表示方法是實體－聯系法（E ntity－Relationship），簡稱E-R模型。

先進性局部的設計，然后將各個局部設計整合在一起形成一個完整的設計，最后對其進行相關的優化，完成整個概念結構設計。其中實體可以大致分為四個：油田、區塊、井、井眼，油田與區塊、區塊與井、井與井眼的關系均為一對多的關系，油田的屬性包括油田號、油田名稱、油田位置等，區塊的屬性包括區塊號、所處油田號、區塊名稱、區塊號碼、密碼等，井的屬性包括井號、所處區塊號、井別、井型、井坐標等，井眼的屬性包括井眼號、所處井號、井眼名稱、井深、井坐標等。

2.2 邏輯設計

通過邏輯設計可以把E-R圖中的內容轉化為數據庫支持的數據模型，E-R圖中的每一個實體表示成一張圖表，實體的每一個屬性轉變為表格中的屬性列，每一個實體需要選擇一個屬性作為其主屬性，即每個表格中選擇一個屬性列作為主鍵，主屬性/主鍵的選擇原則是該屬性具有唯一性，可以作為實體的唯一標識，外鍵是用于連接兩個表格的共同屬性，實體間的關系可以用實體對應表格中的主鍵、外鍵等進行表示。油田表中主鍵為油田號，區塊表中的主鍵為區塊號，其與油田表的聯系通過油田號實現，即區塊表的外鍵——所處油田號，井表的主鍵是井號，其外鍵是所處區塊號，經其與區號表相聯系，井眼表的主鍵是井眼號，外鍵是所處井號。進行邏輯設計時需要注意數據的冗余，將屬性進行規范化的分解，所得數據庫符合第三范式，從而保證數據庫數據的完整性和一致性。

根據實際的鉆井工程，可將數據庫分為五個方面的內容：鉆井設計庫，基本信息庫，實時數據庫，鉆井工程庫，輔助信息庫。然后可將每一部分內容進行進一步的細化，即將五大類在細分為若干個實際工作中的小類。

2.3 物理設計

物理設計就是將邏輯設計產生的邏輯數據轉化為相應的物理結構，然后利用相應的軟件進行鉆探工程數據庫的具體創建，經過物理設計過程，可以提高鉆探工程數據庫的存儲空間使用效率以及整個數據庫的使用性能。

其基本任務是索引的建立。為邏輯表中的主鍵和外鍵都建立相關的索引，從而保證數據庫的完整性以及唯一性。根據實際工作的需要，為使用頻率比較多的字段也建立相應的索引，以方便相關工作人員的使用。例如使用次數比較多的“鉆頭尺寸”字段。數據庫中將全局唯一標識符作為主鍵和外鍵，這種唯一性標識符不僅在表、數據庫中具有唯一性，而且在相應的服務器中也是唯一的，從而保證數據庫中相關數據的唯一性。

邏輯設計時，設計人員通過規范化（3NF）去除數據庫中的冗余數據，保證數據的簡潔性，簡化數據庫結構，但是，物理設計時的要求有所不同，需要根據實際的工作，綜合考慮需要哪些具體數據，避免冗余數據不作要求，如果能提高系統的響應時間、提高工作人員辦事效率，那么可以使用一定的冗余數據。

3 結語

總而言之，對實際的鉆井工程做相應的需求分析，使用一定的方法（自底向上）設計出概念結構，然后分別經過邏輯結構設計、物理結構設計實現具體的鉆井工程數據庫。數據庫的建立不是一蹴而就的，需要經過實際工作的檢驗，在實踐的檢驗中不斷地完善相關部分，從而使鉆井工程數據庫更好地服務于實際的工作。

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