基于C／S的油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)的研究

張榮華

（山東勝利職業(yè)學(xué)院 油氣勘查與信息工程系，山東 東營(yíng) 257000）

基于C／S的油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)的研究

張榮華

（山東勝利職業(yè)學(xué)院 油氣勘查與信息工程系，山東 東營(yíng) 257000）

對(duì)基于C／S架構(gòu)的油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。通過(guò)基于Oracle透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)訪問(wèn)SQL＿Server數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，解決了油廠分布式訪問(wèn)問(wèn)題，同時(shí)也滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展需求的目的；并且通過(guò)創(chuàng)建多數(shù)據(jù)接口，有效地解決對(duì)油藏?cái)?shù)據(jù)不同查詢需求、統(tǒng)計(jì)分析、曲線繪制式等問(wèn)題。

動(dòng)態(tài)信息；分布式訪問(wèn)；透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)

信息管理系統(tǒng)已廣泛應(yīng)于生產(chǎn)、管理、科研等各個(gè)領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代油氣田開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)量日益劇增，深入了解度越來(lái)越大，深入了解和掌握油田開(kāi)發(fā)狀況、科學(xué)合理地采用工藝措施及生產(chǎn)管理、加強(qiáng)軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用力度、解決好油氣田開(kāi)發(fā)管理等問(wèn)題，就成為信息管理系統(tǒng)輔助油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的重要途徑［1］。油氣田生產(chǎn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的信息由動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩部分組成。動(dòng)態(tài)信息主要包括日產(chǎn)油／日產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)、月產(chǎn)油／月產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)、動(dòng)液面數(shù)據(jù)、注水?dāng)?shù)據(jù)、泵徑／沉沒(méi)度數(shù)據(jù)、試油數(shù)據(jù)、靜流壓數(shù)據(jù)。靜態(tài)信息包括電測(cè)解釋數(shù)據(jù)、井斜數(shù)據(jù)、砂組分層數(shù)據(jù)、鉆井基本數(shù)據(jù)。筆者主要針對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行信息管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

軟件體系結(jié)構(gòu)定義了軟件的局部和總體計(jì)算部件的構(gòu)成，以及這些部件之間的相互作用關(guān)系。在系統(tǒng)的功能需求方面，體系結(jié)構(gòu)還表達(dá)了系統(tǒng)需求和構(gòu)成之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

現(xiàn)在開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件時(shí)，信息平臺(tái)的總體技術(shù)架構(gòu)大都會(huì)選擇采用C／S結(jié)構(gòu)或者B／S結(jié)構(gòu)。C／S結(jié)構(gòu)就是客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。C／S系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的工作原理是將應(yīng)用任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，然后合理地分配給多臺(tái)計(jì)算機(jī)分工完成。服務(wù)器端主要完成DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）的核心功能；客戶端則完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)表示以及用戶接口等功能［2］。目前應(yīng)用軟件系統(tǒng)大都采用C／S形式的兩層結(jié)構(gòu)。

油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)處理的主要是采油廠生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，隨著采油廠生產(chǎn)的推進(jìn)，每天都有新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，累積數(shù)據(jù)量大，對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析及顯示效率是系統(tǒng)必須解決的首要難題。采用C／S模式能有效減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)效率，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用C／S模式。針對(duì)企業(yè)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的具體應(yīng)用狀況，設(shè)計(jì)了一個(gè)油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)框架，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括兩大部分：客戶端功能部分和服務(wù)器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

利用該框架進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，服務(wù)器端主要用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存數(shù)、管理，響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求并提供相應(yīng)的服務(wù)；客戶機(jī)端則需要安裝專用的客戶端軟件，承載各種應(yīng)用服務(wù)，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器?？梢钥闯觯究蚣苣艹浞职l(fā)揮客戶端PC的處理能力，

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)采用C／S結(jié)構(gòu)，分為服務(wù)器端和客戶端；一臺(tái)服務(wù)器可為多臺(tái)客戶端提供系統(tǒng)功能服務(wù)，如圖2所示。

圖2 油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

整個(gè)框架模型中服務(wù)器的核心是數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量的好壞是建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素所在。油氣田動(dòng)態(tài)信息管理與分析系統(tǒng)是一個(gè)使用了多種數(shù)據(jù)、信息量涵蓋大的復(fù)合系統(tǒng)。因此，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)庫(kù)所包含的描述屬性較多，記錄數(shù)大，涉及到字符、整型數(shù)據(jù)、浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)和日期時(shí)間型數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)類型，各個(gè)數(shù)據(jù)表之間互相影響、互相滲透。為了設(shè)計(jì)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)采用過(guò)程迭代和逐步求精的方法。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SQL＿Server 2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存的主要平臺(tái)。相比較其他的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，SQL＿Server 2005一方面能提供超大型系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，而且還為這些環(huán)境提供了全面的保護(hù)，具有防止問(wèn)題發(fā)生的安全措施；另一方面，SQL＿Server 2005還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成性、可伸縮性，以及數(shù)據(jù)分析功能，還提供了豐富的開(kāi)發(fā)工具。SQL＿Server 2005集成了各種分析功能（包括數(shù)據(jù)挖掘，聯(lián)機(jī)分析處理，數(shù)據(jù)存貯，析取、轉(zhuǎn)換和加載工具）和強(qiáng)大的報(bào)表功能［3］。

在油田各個(gè)企業(yè)內(nèi)部擁有的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)不盡相同，可能同時(shí)使用了多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，那么如何能夠有效的整合這些分布不同數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)之前的數(shù)據(jù)共享呢？目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間都可以實(shí)現(xiàn)這種數(shù)據(jù)整合，只是各個(gè)廠商的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)不一樣。這種不同數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合互連稱之為數(shù)據(jù)庫(kù)的異構(gòu)服務(wù)。Oracle的透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)服務(wù)的。Oracle的透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)相比較其他數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的異構(gòu)服務(wù)技術(shù)上要相對(duì)成熟些，它可以實(shí)現(xiàn)和SQL＿Server、Sybase、DB2、Informix等多種主流數(shù)據(jù)庫(kù)的互連。

Oracle透明網(wǎng)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以把它看做一個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)了Oracle客戶端和其他異構(gòu)數(shù)據(jù)源的透明連接，而提供給客戶的感覺(jué)就像訪問(wèn)ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)一樣。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用SQL Server 2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，考慮到系統(tǒng)的安全性與可擴(kuò)展性，以及用戶訪問(wèn)的分布式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采用Oracle客戶端訪問(wèn)技術(shù)通過(guò)透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)訪問(wèn)SQL＿Server 2005。

2.2 應(yīng)用功能設(shè)計(jì)

油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)可選擇Visual C＃.NET作為前端開(kāi)發(fā)工具。C＃是現(xiàn)代編程語(yǔ)言的杰出代表之一，是C／C＋＋語(yǔ)言家族里第一個(gè)面向組件的語(yǔ)言，也是Mcriosoft.NET計(jì)劃的核心編程語(yǔ)言，它支持C／S架構(gòu)，具有代碼簡(jiǎn)潔、設(shè)計(jì)靈活、運(yùn)行安全、面向?qū)ο蠛蛷?qiáng)大的兼容性等特點(diǎn)。它既具備Visual Basic的高效性又包含了Visua1 C＋＋語(yǔ)言的強(qiáng)大功能，同時(shí)還具有與JAVA相同的跨平臺(tái)特性。

油氣田動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用功能就是客戶端實(shí)現(xiàn)的具體應(yīng)用，本設(shè)計(jì)主要包括數(shù)據(jù)查詢、對(duì)比統(tǒng)計(jì)、地質(zhì)分析、常用曲線繪制等四大功能模塊。

（1）數(shù)據(jù)查詢模塊的功能是根據(jù)用戶需求，查詢出相關(guān)油氣田開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)供進(jìn)一步分析，針對(duì)油田生產(chǎn)日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)根據(jù)查詢條件進(jìn)行查詢，顯示查詢結(jié)果，制作曲線，報(bào)表輸出。此模塊主要包含油井日?qǐng)?bào)查詢、油井月報(bào)查詢、水井日?qǐng)?bào)查詢、水井月報(bào)查詢、區(qū)塊／井組日?qǐng)?bào)查詢、區(qū)塊／井組月報(bào)查詢、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)查詢、外部數(shù)據(jù)繪圖、相對(duì)時(shí)間井組查詢、單井靜態(tài)數(shù)據(jù)查詢。

（2）對(duì)比統(tǒng)計(jì)模塊的功能是根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分級(jí)，然后統(tǒng)計(jì)分析油井生產(chǎn)情況。主要功能包括：

1）產(chǎn)油量、產(chǎn)液量、含水、動(dòng)液面分級(jí)統(tǒng)計(jì)模塊根據(jù)油田日、月生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)液量，產(chǎn)油量，含水，動(dòng)液面等數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)查詢。

2）泵徑、含水與沉默度分級(jí)根據(jù)用戶提供的區(qū)塊和層位統(tǒng)計(jì)該區(qū)塊層位下的所有油井的泵徑、含水和沉默度等。

3）自定義綜合統(tǒng)計(jì)：主要根據(jù)動(dòng)態(tài)分析的需要，通過(guò)給定的一組相關(guān)查詢分析的綜合條件，分類索引出滿足此類條件的相關(guān)油水井，同時(shí)，對(duì)此類條件的采油井或注水井進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，分析統(tǒng)計(jì)中系統(tǒng)使用的可以是油水井日?qǐng)?bào)、也可以是油水井月報(bào)數(shù)據(jù)。

4）區(qū)塊／井組日統(tǒng)計(jì)、塊／井組月統(tǒng)計(jì)、區(qū)塊旬度生產(chǎn)能力統(tǒng)計(jì)根據(jù)動(dòng)態(tài)分析的需要根據(jù)查詢條件對(duì)日?qǐng)?bào)，月報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索查詢。

（3）地質(zhì)分析模塊的功能是根據(jù)查詢數(shù)據(jù)使用相關(guān)算法，如指數(shù)算法，對(duì)數(shù)算法，童氏算法等進(jìn)行各種地質(zhì)分析。主要功能包括：

1）產(chǎn)量遞減預(yù)測(cè)主要完成的功能是根據(jù)用戶提供的區(qū)塊及其有效的時(shí)間段查詢出時(shí)間和月產(chǎn)油（氣）量的關(guān)系，并根據(jù)這種關(guān)系進(jìn)行產(chǎn)油（氣）量的遞減預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)的方法主要集中在指數(shù)遞減，雙曲遞減，直線遞減，調(diào)和遞減，衰減遞減［4］。

2）重點(diǎn)井跟蹤主要完成常用油井生產(chǎn)情況異常顯示。

3）水驅(qū)曲線主要根據(jù)童氏圖版進(jìn)行相關(guān)的水驅(qū)分析，包括單井水驅(qū)曲線、井組水驅(qū)曲線、區(qū)塊水驅(qū)曲線等三部分。

4）存水率與采出程度功能模塊主要進(jìn)行油井的含水與采出程度關(guān)系分析。

5）開(kāi)采現(xiàn)狀圖主要根據(jù)油井生產(chǎn)情況生成油水對(duì)比的直方圖或餅狀圖。產(chǎn)量遞減分析，重點(diǎn)井跟蹤，水井注采比，開(kāi)采現(xiàn)狀圖，產(chǎn)量構(gòu)成曲線，水驅(qū)曲線，含水與采出程度分析，存水率曲線等。

（4）常用曲線繪制是在查詢，統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)后，采用制圖控件開(kāi)發(fā)曲線、餅圖、直方圖等。包括餅圖繪制、直方圖繪制、常規(guī)曲線繪制、雙軸曲線繪制及曲線風(fēng)格設(shè)置、標(biāo)注設(shè)置等。

2.3 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)和不足

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)研究驗(yàn)證，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的和要求。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在以下兩個(gè)方面有一定的創(chuàng)新：（1）基于Oracle透明網(wǎng)關(guān)技術(shù)訪問(wèn)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，可解決油廠分布式訪問(wèn)問(wèn)題，同時(shí)也滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展需求的目的；（2）創(chuàng)建多數(shù)據(jù)接口，有效的解決對(duì)油藏?cái)?shù)據(jù)不同查詢需求，統(tǒng)計(jì)分析，曲線繪制式等問(wèn)題。

由于技術(shù)水平和技術(shù)條件的限制，系統(tǒng)還有很多不足之處需要改進(jìn)與完善，系統(tǒng)可以從如下方面予以改進(jìn)與提高：（1）可以采用GIS技術(shù)對(duì)空間地理數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，進(jìn)一步提高信息可視化功能；（2）圖表曲線需要進(jìn)一步美化，能對(duì)圖表進(jìn)行優(yōu)化完善。

3 結(jié)束語(yǔ)

在綜合分析國(guó)內(nèi)外油氣田信息化研究與發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，按照預(yù)期設(shè)計(jì)了一套完整的油藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，并進(jìn)行了研究。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合理，選擇的設(shè)計(jì)語(yǔ)言可生成軟件質(zhì)量較高，可基本實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)信息管理與分析系統(tǒng)所要求的功能。

［1］ 姜玥.GIS在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究［D］.成都：西南石油學(xué)院，2004：33－35

［2］ 張建榮.油藏動(dòng)態(tài)分析方法在滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2006，28（1）：31.

［3］ 孫志林.介紹油氣田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)［J］.地質(zhì)科技管理，1997（1）：27－29.

［4］ 王志明，陳月明，王爭(zhēng).三維油藏參數(shù)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)的研究［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1994：18.

TP311.13 < class="emphasis_bold">［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］

1673－5935（2012）01－0031－03

2011－12－06

張榮華（1975－），山東利津人，山東勝利職業(yè)學(xué)院油氣勘查與信息工程系高級(jí)講師，主要從事數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究。

［責(zé)任編輯］ 劉 穎