GIS技術在油氣田新井信息建設中的應用

2023年國家能源局印發了《關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》（簡稱《意見》），提出油氣行業數字化智能化轉型發展需求，通過數字化智能化技術融合應用，助力油氣綠色低碳開發利用，為油氣能源行業高質量發展提供有效支撐。隨著油氣能源數字化轉型的推進，探索先進技術的應用愈發重要，而GIS技術的發展日趨成熟并在油氣田產業建設和運營中得到廣泛應用，根據油氣田產能建設各階段的實時監測和管理的需要，結合GIS等先進技術推進油氣田安全生產和產能提高愈發重要。

油氣田新井建設信息化是油氣田數字化改革不可或缺的基礎工作，基于GIS的空間分析和集成技術為新井信息化管理提供了便捷的手段。針對新井產能建設各階段業務需求，本文旨在探討基于GIS技術的新井信息化建設中發揮的具體作用，通過融合各類數據，實現新井建設全過程管控，保障生產安全和提高產能運行；主要內容如下。

一、一體化存儲全業務數據，提高生產運行協同作用

各類生產數據的集成入庫管理是新井建設信息一體化的發展熱點之一，結合GIS技術的圖文一體化存儲、數據處理和分析功能，充分發揮GIS技術在新井建設信息化管理中的作用。

由于油氣田區塊缺乏準確的基礎地理信息數據；井場、站點和地面（下）管線沒有建立統一的坐標體系；各種交通路網、油氣分布等地理數據主要以word、Excel、CAD等文件格式存儲，主要掌握在專業部門，共享度低，業務協同滯后。新井建設工作中產生的各種地質工程和油氣藏分布圖、文檔、設備、圖片、表格、視頻等數據，傳統數據存儲管理多依賴于文件管理模式，存在數據傳遞失真、人為錯誤高、數據異常多等現象。為了減少人為錯誤的不確定，提高數據的一致性和準確性，引入統一數據范式和數據模型，將各種生產數據整理及入庫管理。

針對數據資料明確規范標準，建立分類體系。現有數據集成精細化管理，GIS采集的空間地理數據與BIM模型結合，物聯網和GIS特有的空間索引機制（ArcSDE）實現兩類數據之間的并發檢索和互操作溯源，有別于傳統油氣文檔為基礎的數據模型。借助GIS技術進行圖文一體化存儲，實現各業務數據集成，進一步融合地質圖件，強化內部資源共享促進業務協同。在新井建設中構建完整的地理數據庫有助于各類數據集成管理和促進各部室之間信息共享。

二、優化井位踏勘結果，輔助決策新井區位選址

隨著油氣勘探活動日益頻繁，為了提高新井安全生產與生產效率，合理利用新技術和現有資源是優化井位踏勘工作有效手段之一，結合GIS空間分析技術輔助決策井位探勘選址。

井位選址首要是避開生態保護區、礦區分布區、地表建筑物和地下管網等，因此結合GIS技術進行資源整合，合理調用基礎地理數據愈發顯現重要，亦能優化工作流程，減少人力輸出。采用GIS的空間分析技術和多叉樹蟻群算法，進行地形分析、疊置分析、緩沖區分析等，優化區塊井場選址。一方面是與地面地物保持安全距離，區塊氣田區域位置存在跨縣域、省域等情況，根據不同省份對于新井與建筑物、道路、生態保護區等地物安全距離有不同規范和標準；另一方面是避開地下各類管網，區塊輸氣管道、電線網等；制定執行程序模板，重復利用提高效率。通過編輯好的模塊化程序批量執行理論井位點，生成新井符合選址的區域；再與遙感影像圖作對比分析，初步構建井場大小方位。隨著油氣礦行業信息化的推進，利用GIS技術與其他新技術（BIM）的融合綜合評價井場選址可行性提升，可以進行輔助井場選址發揮更大的潛力，切實推進油氣田區塊產業鏈信息化轉型。

三、交互式新井信息瀏覽，提高應急處置效率

通過GIS技術進行井位地圖可視化，更直觀地展示地質情況和井場分布。可視化展示是將勘探數據和地圖以圖形化方式展示，區別于傳統的井場地理位置文本顯示。通過各類地圖圖層疊加和調整，利用GIS技術的分層設色和注記技術，交互式瀏覽油氣田、地區、工區或勘探井、開發井等相關井位信息，有效地實現望圖生“義”。

為進一步增強可視化效果，制作新井專題圖中設置鷹眼效果，展示氣田區塊新井的局部和全局空間分布；信息檢索方面通過訪問內部業務應用系統獲取實時工況信息，在地圖上定位并局部放大對應的新井，可視化表達查詢結果。GIS的可視化技術的交互性進一步增強視覺效果，定位圖表法統計施工周期等突出關鍵信息。例如，針對異常工況的展示，通過結構化查詢語言中模糊查詢“刺漏”、“慢”、“落魚”、“溢流”等異常詞匯，如顏色高亮、閃爍等增強顯示異常井的施工動態，進一步融合物聯網技術和全方位現場監控，動態跟蹤設備狀態，系統預警提示發送信息，相關人員及時處理異常，促進產能建設降本提效。

四、結合GNSS導航定位服務，優化巡井搬遷路線

油氣田區塊日常視察巡井等，攜帶紙質地圖。在傳統模式下，多采用人工制圖更新，流程繁瑣，效率低下，工作量大，無法確保圖紙的完整性，存在數據更新慢、信息不完整等現象，而且圖紙彩印等產生一定成本費用，易磨損且不易保存。此外，GIS技術與導航定位服務的結合實現更多優勢。

由于井位信息安全保密，不能共享開源軟件導航定位服務。生產業務部門日常視察巡井，尤其新井場的巡檢主要依賴人員帶路，在人員組織調度上存在冗余。新井位信息是動態產生的，而井位交通圖信息更新傳統做法是定期更新，導致業務部門間的井位更新信息共享存在滯后性。利用GIS的網絡分析適當的優化設備搬遷路線方案，提高業務組織運行效率。因此，建立業務內部地理數據庫最大限度地減弱信息孤島，實現信息實時更新共享。

五、業務應用平臺聯動，構建“一張圖”業務流

利用GIS技術實現全業務的“一張圖”調用，通過接口訪問實現整合業務應用平臺，構建“一張圖”業務流，增強各個業務域的協同管理。多應用平臺互訪實現信息數據聯動，優化信息交流，提高溝通質量，尤其在施工故障能夠迅速調用地質構造圖等資料，縮短響應時間，輔助決策支持。

訪問氣象數據引入區塊井場，動態顯示風向溫度分布分層設色疊置在井場區位圖上，提前做好防護工作，尤其是極端天氣預警，取消特殊作業。譬如，共享設備信息、環境監測數據等，優化各個部門之間協調工作，打通各環節信息堡壘，為決策提供有力支撐，幫助決策者更全方地洞察生產全過程的情況。

六、結語

通過GIS技術“一張圖”資源整合的多業務應用平臺在線調用互訪模式，提高對現有資源集成和利用，優化工作流程和信息共享，以期在油氣田區塊產能建設信息一體化應用模式中提供新思路和方法。此外，隨著石油行業的數字化轉型的推進，業界對GIS技術應用的需求日益增大。GIS技術具有強大的多源數據融合功能，能夠充分利用現有資料進行綜合分析，如有學者通過GIS技術刻畫了非常規資源平面分布的異質性，提高了非常規資源評價精度。在區塊油氣勘探部署決策層面，融合各類科學決策算法進行空間數據挖掘和模擬等方式值得深研。

作者單位： 中國石化華北油氣分公司采氣一廠