基于空間信息技術(shù)的數(shù)字油田框架體系結(jié)構(gòu)

文/何緒林

基于空間信息技術(shù)的數(shù)字油田框架體系結(jié)構(gòu)

文/何緒林

隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)步前進(jìn)，信息技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用于社會(huì)的不同領(lǐng)域，信息化與網(wǎng)絡(luò)化成為各行業(yè)數(shù)字化的重要基礎(chǔ)手段。油田信息化最顯著的特征就是油田的數(shù)字化。數(shù)字油田是綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GNSS）、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和虛擬仿真等高新科技手段，對(duì)油田的基礎(chǔ)設(shè)施、功能、環(huán)境、空間特征等進(jìn)行自動(dòng)采集、處理、空間分析、顯示、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理和輔助決策支持的技術(shù)服務(wù)體系。本文闡述了數(shù)字油田的基本概念，探討研究了基于空間信息技術(shù)的數(shù)字油田的框架體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)而分析了數(shù)字油田相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)體系以及實(shí)現(xiàn)的功能，從而為我國(guó)實(shí)現(xiàn)數(shù)字油田提供技術(shù)支持。

數(shù)字油田；GIS； RS；虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）；空間信息

隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)步前進(jìn)，信息技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用于社會(huì)的不同領(lǐng)域，信息化與網(wǎng)絡(luò)化成為各行業(yè)數(shù)字化的重要基礎(chǔ)手段。作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一的石油行業(yè)，必須抓住數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)帶來(lái)的巨大良好機(jī)遇，利用信息技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息化改造，實(shí)施數(shù)字油田建設(shè)。數(shù)字油田是石油企業(yè)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然途徑之一，是提高石油行業(yè)整體信息化水平的戰(zhàn)略步驟之一。數(shù)字油田是綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GNSS）、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和虛擬仿真等高新科技手段，對(duì)油田的基礎(chǔ)設(shè)施、功能、環(huán)境、空間特征等進(jìn)行自動(dòng)采集、處理、空間分析、顯示、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理和輔助決策支持的技術(shù)體系。數(shù)字油田提供給人們一種全新的油田規(guī)劃、建設(shè)、管理和工作的理念與調(diào)控手段。尤其是GIS的空間信息綜合處理能力與直觀表現(xiàn)能力，在處理油田復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)，能幫助人們更好地建立起全局觀念與模擬直觀感。但是，油田行業(yè)因其特殊專業(yè)的需求和空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性導(dǎo)致數(shù)字油田技術(shù)的研究與應(yīng)用相對(duì)滯后，難以實(shí)現(xiàn)信息共享與交流，造成資源浪費(fèi)。本文針對(duì)這些問(wèn)題，提出數(shù)字油田的整體框架結(jié)構(gòu)，建立實(shí)現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù)體系。

1　石油信息的特點(diǎn)

隨著石油勘探開(kāi)發(fā)手段的迅猛發(fā)展，新工藝和新分析方法的不斷產(chǎn)生和完善以及勘探開(kāi)發(fā)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，與石油勘探開(kāi)發(fā)有關(guān)的數(shù)據(jù)量也正在以前所未有的速度急劇增長(zhǎng)著。這些石油信息除具有一般信息的特性，如客觀性、共享性外，還具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。

1.1采集環(huán)境多樣，數(shù)據(jù)時(shí)空跨度大

石油、天然氣都是隱藏于海、陸深部的地下巨大流體資源，海洋、大陸、湖泊、戈壁都可能蘊(yùn)藏有油氣資源，信息采集環(huán)境多種多樣。石油勘探長(zhǎng)年累月都在進(jìn)行著，數(shù)據(jù)采集的時(shí)間延續(xù)較長(zhǎng)，采集的地點(diǎn)從海到陸、從湖泊到沙漠都有，時(shí)間和空間的跨度相對(duì)其他信息都要大。

1.2局域分布性明顯

石油工業(yè)生產(chǎn)資源的主體如油井、物探、測(cè)線、油氣水管線、地下構(gòu)造、油氣田、油田地面建筑都有空間地理屬性，在局域上表現(xiàn)為分布式的特點(diǎn)，不可重疊，其屬性也表現(xiàn)為多層次。石油信息的這種特點(diǎn)特別適合于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。

1.3數(shù)據(jù)量大

石油信息的采集手段多樣，涉及鉆井、測(cè)井、地震等，采集內(nèi)容豐富，包含地質(zhì)勘探、開(kāi)發(fā)、油氣工程等，采集時(shí)空跨度大，采集工作連續(xù)密集，這些都決定了石油信息的數(shù)據(jù)量是極其龐大的。

1.4圖形、圖像是石油信息的重要表達(dá)方式之一

圖形、圖例具有直觀、明了、形象的特點(diǎn)，對(duì)于油氣勘探工作，用圖形、圖像表達(dá)看不見(jiàn)的地下石油信息更具有文字不可比擬的優(yōu)勢(shì)。構(gòu)造圖、地震剖面圖、地層剖面圖、測(cè)井柱狀圖、油藏分布圖、油氣運(yùn)移圖等諸多圖件都是石油勘探開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)圖件。圖形、圖像在石油信息資源中占有很高的比例。如何將這些海量的、多源的、分布的石油信息合理地組織起來(lái)，科學(xué)地進(jìn)行管理，有效地共享利用，為決策層提供方便快捷的服務(wù)，是石油行業(yè)長(zhǎng)期備受關(guān)注的課題之一。數(shù)字油田的提出，為這一課題的解決提供了理論基礎(chǔ)、框架設(shè)計(jì)、技術(shù)路線和實(shí)施方法。

2　數(shù)字油田的邏輯組成

數(shù)字油田是傳統(tǒng)油田、計(jì)算機(jī)和空間信息（GNSS /GIS / RS）等技術(shù)發(fā)展與結(jié)合的產(chǎn)物，它涉及的理論與技術(shù)都是當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的前沿。數(shù)字油田是油田科學(xué)技術(shù)與信息科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)交融的前沿，它涉及的大部分理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用都與現(xiàn)有的直接相關(guān)。它不僅需要全新的理論、技術(shù)和應(yīng)用，更為重要的是，數(shù)字油田是從更高的層次整體的和一體化的角度來(lái)集成和應(yīng)用先進(jìn)的理論和技術(shù)，從而為油田信息化與現(xiàn)代化建設(shè)提供全面的服務(wù)。

數(shù)字油田系統(tǒng)邏輯組成是實(shí)現(xiàn)數(shù)字油田的基礎(chǔ)，作用是為總體設(shè)計(jì)數(shù)字油田系統(tǒng)提供基本結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體目標(biāo)，概括性地表現(xiàn)系統(tǒng)各要素的相互聯(lián)系，描述系統(tǒng)與各個(gè)要素的功能以及各要素間的信息交換等。

3　數(shù)字油田的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字油田的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用涉及到地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)和海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多種高新技術(shù)，集成應(yīng)用是數(shù)字油田實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，因此數(shù)字油田是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。為此，依據(jù)數(shù)字油田的數(shù)據(jù)流程將從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)共享等層面探討數(shù)字油田的關(guān)鍵技術(shù)。

［1］何生厚，韋中亞.“數(shù)字油田”的理論與實(shí)踐［J］.地理學(xué)與國(guó)土研究，2002，18（2）：5-7

［2］景民昌，劉振峰.數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字油田［J］.西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，18（6）：82-86

［3］段學(xué)軍，顧朝林，甄峰，等.“數(shù)字城市”的初步研究［J］.地理學(xué)與國(guó)土研究，2001，17（2）：33-38

［4］毛善君.“數(shù)字煤礦”框架體系及其應(yīng)用研究［J］.地理與地理信息科學(xué)，2003，18（2）：54-59

［5］何生厚，毛鋒.數(shù)字油田的理論、設(shè)計(jì)與實(shí)踐［M］.北京：科學(xué)出版社，2001

［6］田軍慶，高輝.淺談“數(shù)字油田”的建立［J］.油氣田地面工程，2002，21（4）：133-134.

（作者單位：成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院）