井勘探開發數據綜合應用平臺架構設計及關鍵技術

［摘 要］隨著信息化建設的加快，油氣田企業產生了多種井勘探開發數據，這些數據格式各異、來源不一，存儲在各個專業系統中，給從業人員和地質研究人員獲取數據帶來了困難。文章通過構建井勘探開發數據綜合應用平臺，利用主數據、參考數據的統一來對各系統的業務數據進行集成，解決各專業數據集成的問題。同時，通過井數據可視化組件開發技術，滿足從業人員和地質研究人員對井勘探開發數據集成圖形化展示的需要，打通井勘探開發數據從多源誕生到集成統一應用的全流程。

［關鍵詞］井勘探開發；結構數據存儲；數據治理；油氣勘探

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2025.08.039

［中圖分類號］TE938 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2025）08-0-04

1" " "研究背景

油氣田企業井勘探開發數據種類繁多，包括鉆井數據、錄井數據、試油試采數據、井下作業數據、分析化驗數據等。這些數據在井生命周期的不同階段通過不同儀器產生，由不同的公司進行數據整理和上報，格式、內容都不盡相同。從二十世紀五六十年代的紙質資料存儲數據，到電子表格、文檔等電子資料存儲數據，再到今天的數據庫存儲數據，數據的產生和管理方式都發生了翻天覆地的變化［1］。

油氣田企業的井勘探開發數據結構化主要分為3個階段［1］。第一階段：數據資源建設階段。將油氣田企業的紙質歷史資料進行全面的電子化，并以電子表格等文檔存儲形式實現新井電子化數據的正常入庫。第二階段：數據資源應用階段。油氣田企業勘探開發數據入庫流程全面實現電子化，配套建設了許多應用系統，按照不同的數據產生源頭實現新井數據電子化入庫，輔助勘探開發生產。第三階段：數據資產化階段。這個階段油氣田企業從資產的角度看待井勘探開發數據，以主數據為主線，全面集成井勘探開發數據，按照業務目錄形成數據資產目錄。

當前，各大油氣田企業處于第三階段，數據資產目錄尚未建成，且井勘探開發數據資源豐富、來源眾多，從業人員若進行相關領域的研究，經常需要跨專業從各個系統中抽取數據，再進一步進行手工整理，導入專業軟件中成圖應用。

2" " "井勘探開發數據應用需求

面對數量和種類日益豐富的井勘探開發數據，井勘探開發領域數據跨專業的數據應用和集成平臺需求日益增加，主要的需求集中在以下3點。

2.1" "數據集成的需求

為了解決跨專業的井勘探開發數據集成應用問題，需要對多業務、多系統、多格式的數據進行梳理和統一集成，提供數據的統一出口，解決從業人員需要從多個系統中獲取數據的問題。

2.2" "數據成圖的需求

井數據集成應用除了直接獲取數據，數據成圖應用也是必不可少的環節。除了數據的集成，還需要以井為主線，圍繞井這一主數據，將鉆井、錄井、測井、試油試采和分析化驗數據進行專業成圖展示，如錄井綜合圖、綜合測井圖等，以便幫助業務人員更好地觀察數據，輔助業務決策。

2.3" "個人工區數據管理和應用

除了直接獲取到的井勘探開發業務數據，從業人員還有自己工作研究的地質認識數據未能進行有效存儲和利用，現有系統大多按條件進行原始數據的加載，無法根據從業人員的個人成果數據進行定制化數據應用。

為了滿足以上需求，需要打造一個井勘探開發數據綜合應用平臺，將眾多井勘探開發數據業務系統從數據層面全面集成，將數據治理理念貫穿始終，保證數據質量，以井主數據為主線，兼顧個人成果數據，為從業人員提供統一的數據應用出口。

3" " "井勘探開發數據綜合應用平臺的架構設計

3.1" "總體架構設計

根據需求，設計的井勘探開發數據綜合應用平臺架構分為4層［2］，即數據來源層、數據接口層、公共服務層以及業務應用層（見圖1）。

3.1.1" nbsp;數據來源層

①實現與各個專業庫（如鉆井數據庫、測井數據庫、錄井數據庫、開發生產數據庫等）對接，也可根據企業自身系統建設情況對接已有數據庫，主要管理各個專業數據庫的數據源和平臺與數據源的對接口。②數據源管理實現兩種數據源類型選擇——URL數據源和數據表源，可根據需要進行選擇。同時，數據源操作選擇中提供添加數據源、添加子數據源、刪除數據源等功能，方便用戶管理和維護數據源列表，利用表頭功能可對數據源中的各個字段進行字段對應關系匹配設置。

3.1.2" "數據接口層

實現數據存儲、數據映射，確定對象實體、專業數據及實體關系，提供多種數據出口方式，包括數據接口、數據庫直連、數據服務訪問等。①以主數據為核心，將連接的數據源中的數據進行主數據梳理，通過主數據管理，實現主數據的集成統一和參考數據的一致。②通過主數據對各專業系統進行業務集成，對于各業務系統中的重復數據，確定權威數據源。③通過數據映射管理實現遷移源數據與目標數據之間的數據流向、數據關系，包括映射信息展示、分類信息維護、數據轉換可視化定制。④基于井數據一體化模型，實現多業務數據的集成存儲。

3.1.3" "公共服務層

公共服務層旨在為使用者提供直接數據服務，分為功能服務、數據服務和系統服務3個部分，其中功能服務、數據服務面向業務從業者，系統服務面向平臺的管理人員。①功能服務：實現對個人工區數據的管理，并將個人工區數據與井勘探開發數據相結合，實現數據的綜合查詢和應用。通過統計分析工具，為從業者提供直接的數據查看應用服務。②數據服務：數據接口服務以服務的形式抽取對接的數據并發布成數據服務，由中間件技術組件提供基礎組件支持，保證數據和服務資源的共享。③系統服務：為平臺的管理人員提供用戶、權限和安全管理服務。

3.1.4" "業務應用層

（1）利用關鍵成圖技術，實現多種類型數據展示和下載的選擇，包括報表、曲線、柱狀圖、井軌跡剖面、井軌跡曲線等［3］，最終實現井數據綜合研究與專業應用。同時，在節點操作選擇中提供添加頁面、添加子頁面、刪除頁面等功能操作，方便用戶管理和維護頁面列表，利用配置模板功能可對頁面中的各個字段進行添加和移除設置，以及調整字段順序。

（2）使用專業成圖技術和數據報表功能，基于繪圖組件，利用圖版布局技術，實現井筒地質、生產、工藝信息的全面可視化功能的自由組合，建立面向主題研究的自由圖表模式，滿足數據管理人員、研究人員、生產運行監控人員的不同信息展現需求。

（3）通過主題應用模式，面向從業人員的業務活動，對從業人員在日常工作中的數據應用場景進行組合，提供勘探部署、油氣藏評價等多種場景下的主題應用，直接將每個業務場景中用到的圖、數據以組合展示的方式“一屏式”展現給從業人員。這大大減少了從業人員開展業務活動前搜集、整理數據的工作量。

3.2" "數據庫架構設計

井勘探開發數據綜合應用平臺基于中國石油勘探開發數據模型標準［4］的核心結構，設計了專門用于集成存儲井勘探開發數據的井數據一體化模型，實現井不同勘探開發專業數據在對應的核心實體下進行擴展，且專業數據之間不重復、不交叉。

核心實體主要包括9類實體：組織機構、地質單元（構造單元、油氣單元）、站庫、項目、服務公司、工區（工區和井組）、設備、井、井筒。10個專業實體類分別對應系統建設相關專業。

數據庫架構采用原始數據專業庫與系統的項目庫分離的形式，通過微服務統一架構映射，項目庫分別建立，數據表按需進行映射建立，既保障了原始數據的準確性，又滿足了個人工區數據的修改需求。①通過微服務，調用各類數據庫的資源，包括樣品實驗、A2（開發生產、區域單元）、A5、測井、錄井、鉆井、井下作業、試油數據、地質圖庫等數據。②利用微服務，快速查詢綜合數據，將各類數據以圖表等形式展示給用戶，在綜合數據查詢功能中可使用井、開發單元、油田等條件進行篩選。③建立個人工區，將數據分為修改的數據與原始數據（未修改的數據）。對原始數據直接調用數據服務接口，將數據反饋給用戶，將修改的數據保存在綜合項目數據庫中，根據用戶的設置，為用戶提供數據訂閱服務。④對個人工區可進行映射關系管理、工區管理、版本管理和數據管理等操作，其中，數據管理包括資產清單統計、數據導入、曲線導入、資料導入、指標重算、數據修改等功能。⑤對于完善后的個人工區，可將其中成果進行數據打包，包括OW數據服務、Petrel數據服務、GeoEast數據服務、Eclipse數據服務，打包后的數據直接可應用在專業軟件中，方便后期科研工作的有序開展。

4" " "關鍵成圖技術

井勘探開發數據綜合應用平臺的專業數據可視化展示技術依托G2D柱狀圖組件包，G2D地學專業圖形顯示開發平臺提供了石油專業軟件開發中需要的地學專業數據的成圖展示及編輯、成果圖件導航及綜合展示等功能，支持地質分析研究、鉆井地質、錄測井解釋、油藏動態分析、井筒工程［5］、地震解釋處理等石油專業應用系統開發。

柱狀圖的內容可以根據需要選擇，以“道”的形式單獨或組合顯示。各“道”的位置、顯示參數可以設置。柱狀圖的樣式可以保存到模板中，用于隨時生成相同樣式的柱狀圖。支持20種“道”類型。數據和圖形聯動，道內支持交互編輯。曲線道支持7種顯示模式：曲線、散點、桿棒、方波、“散點+曲線”、“桿棒+曲線”、“方波+曲線”。柱狀圖組件包主要包括柱狀圖繪制所需的圖元、柱狀圖坐標轉化系統、柱狀圖圖層、道、道容器以及柱狀圖操作類庫等。該組件包采用可擴展的體系架構和道數據適配器模式，支持內置的數據接口和用戶自定義的數據源。柱狀圖組件包支持曲線道、巖性道、砂巖道、砂層道、分層道、沉積相道、射孔道、試油道、解釋結果道、圖片道、圖形道、參數道、文本道、吸水道、產液剖面道、深度道。道的顯示順序可以通過柱狀圖設置來改變。

①曲線道展示：對測井、錄井所涉及的各類曲線進行設置并展示，包括曲線的類型、線形、顏色、字體、多刻度以及充填等信息。②巖性道設置及展示：對現實道寬度、數據表、頂部深度、底部深度、巖性、含油級別等內容進行設置并展示。③砂巖道設置及展示：對顯示道寬度、顯示厚度、字體大小、顏色、顯示充填、充填顏色等內容進行設置并展示。④砂層道設置及展示：對深部比例、道體邊框、分層界別、顯示范圍、頂底深度等內容進行設置并展示。⑤分層道設置及展示：對道寬度、顯示層名、字體大小、顏色、顯示充填、數據類型、數據對應關系等內容進行設置并展示。⑥旋回道及層理道展示：對標題名稱、字體、數據源、顯示參數的顏色和邊距等內容進行設置并展示。⑦沉積相道及其設置：對層理道的標題名稱、字體、數據源、顯示的參數的相名和分界線等內容進行設置。⑧射孔道設置及展示：對射孔道的道寬度、顯示射孔厚度、字體大小、顏色、射孔符號顏色等內容進行設置并展示。⑨試油道設置及展示：對試油道的標題名稱、字體、數據源、數據類型、措施類型（酸化、壓裂）等內容進行設置并展示。⑩解釋結果道設置及展示：對解釋結果道的道寬度、數據表、頂部深度、底部深度、解釋結論等內容進行設置并展示。圖片道設置及展示：對圖片道的標題名稱、道寬度、數據源等內容進行設置并展示。文本道設置及展示：對文本道的道寬度、數據表、頂部深度、底部深度、值字段等內容進行設置并展示。深度道設置及展示：對深度道的道寬度、標注顯示、標注間隔、標注字體大小、標準顏色、主刻度顯示、刻度間隔、線條長度、線顏色、次刻度顯示、次刻度間隔、次刻度線條長度、次刻度顏色等內容進行設置并展示。分析化驗資料展示：對分析化驗所涉及的相關數據、圖片、圖版進行顯示，發揮瀏覽薄片照片、設置照片顯示圖版、照片熒光及白光展示和對比度亮度設置等功能。

5" " "結束語

隨著企業信息化、數智化建設和發展，各種系統給數據應用帶來了便利，但越來越多的系統給數據應用者收集、整理數據帶來了困難。井勘探開發數據綜合應用平臺作為井勘探開發領域的數據集成應用系統，從數據治理、數據集成、可視化展示、主題應用等角度提供了多系統數據集成的解決方案和樣本，除了可以應用在井勘探開發領域，還可以供其他領域集成數據應用系統建設時參考。

主要參考文獻

［1］朱正平，潘仁芳，馬杰，等.中國石油勘探開發信息化系統架構的優化方案及解決措施：以大港油田為例［J］.東北石油大學學報，2013（5）：109-117，134.

［2］高歡歡，潘仁芳，馬杰，等.一體化井筒綜合分析系統的設計與實現［J］.測繪與空間地理信息，2015（12）：119-121.

［3］李麗芳.石油天然氣井筒數據可視化系統研究［J］.內蒙古石油化工，2009（7）：24-25.

［4］馬濤，黃文俊，劉景義，等.石油勘探開發數據模型標準研究及進展［J］.信息技術與標準化，2015（12）：69-73.

［5］阮杰.數字井筒關鍵技術研究及應用［J］.信息系統工程，2020（5）：94-95.

［收稿日期］2024-10-14

［作者簡介］陳哲（1966— ），男，河北安國人，高級工程師，主要研究方向：數字油田。