基于空間數(shù)據(jù)庫的油藏多信息管理

摘 要： 相對落后的油藏資料管理在一定程度上影響了油氣開發(fā)效率，為加強對油藏多信息的有效管理，通過對空間數(shù)據(jù)庫技術的應用，同時利用GIS技術，基于SuperMap平臺及SuperMap SDX空間數(shù)據(jù)庫引擎組件，開發(fā)出油藏多信息管理系統(tǒng)。將各類相關的油藏多信息數(shù)據(jù)資料進行有效管理，提高了油藏地質多信息數(shù)據(jù)資料的可視化管理能力和油田信息資源的共享度，為油田的勘探開發(fā)提供了完整而全面的信息平臺，提高了工作效率，同時對決策分析起到了一定的輔助作用。

關鍵詞： 空間數(shù)據(jù)庫； 油藏多信息； GIS技術； 可視化管理

中圖分類號：G203；P208 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）09-39-04

Reservoir multi-information management based on spatial database

Xu Xiaohong1， Zhao Lu1， Fu Jilin2， Sun Zhihua2， Gao Mengyun1

（1. College of Geosciences， Yangtze University， Wuhan， Hubei 430100， China； 2. CNPC Niger Petroleum S.A.）

Abstract： The reservoir data management is relatively backward， affecting the oil and gas development efficiency to some extent. In order to strengthen the management， applying the spatial database technology， using the technology of GIS， based on the SuperMap platform and SuperMap SDX database engine components， a various related reservoir information management system is developed. Relevant multi-reservoir information is managed effectively， improving the visual management capabilities of oilfield information resources and the sharing of geological information data. It provides a complete and comprehensive information platform for the exploration and development of oil fields， improves the working efficiency and plays a supporting role in the decision analysis.

Key words： spatial database； multi-reservoir information； GIS technology； visual management

0 引言

空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質和應用的相關地理空間數(shù)據(jù)的總合或是存儲在計算機內(nèi)的有結構的空間數(shù)據(jù)的集合[1]?？臻g數(shù)據(jù)庫的發(fā)展主要經(jīng)歷了四個階段：①初級管理模式主要以文件形式來管理空間和屬性數(shù)據(jù)；②混合管理模式用空間數(shù)據(jù)文件和屬性數(shù)據(jù)庫分別進行管理空間和屬性數(shù)據(jù)；③擴展式管理模式加入了第三方數(shù)據(jù)庫引擎組件，通過它與通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結合來進行空間數(shù)據(jù)的管理；④集成式管理模式采取特定的空間屬性數(shù)據(jù)庫對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行管理，省去了擴展式需要第三方引擎組件的麻煩，效率更高，當然難度也挺大，目前這一階段仍然在不斷地研究探索中[2-3]。

石油是國民經(jīng)濟的命脈，但隨著石油的不斷開采已進入精細開采階段，因此一個好的油藏多信息管理平臺為后續(xù)的開采提供完整而全面的油藏地質資料顯得尤為重要。但目前在油藏信息管理方面仍存在一些的問題：①專業(yè)應用領域較少，在油田勘探開發(fā)油藏地質多信息數(shù)據(jù)資料中除了地質動態(tài)以外的其他統(tǒng)計、數(shù)據(jù)處理工作仍然停留在手工半手工狀態(tài)，軟件應用還比較薄弱；②軟件應用仍局限與數(shù)據(jù)處理，缺乏應用工具，目前運行的大多數(shù)系統(tǒng)，多為單機版數(shù)據(jù)處理軟件，應用基本還是以數(shù)據(jù)處理為主；③軟件平臺孤立，目前各油田作業(yè)區(qū)都自行或協(xié)作開發(fā)各自的信息管理系統(tǒng)，且大多基于單機版，彼此比較孤立[4]。

通過本系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)，系統(tǒng)中的自動成圖和繪圖功能相比手工繪圖大大提高了工作效率；以空間數(shù)據(jù)庫對圖件數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行管理相比紙質更方便和易于保存[5-6]，更易于領導和工作人員查詢和搜集所需數(shù)據(jù)信息，極大地提高了數(shù)據(jù)的共享程度和數(shù)據(jù)的一致性[4]；通過空間數(shù)據(jù)庫的管理很好地體現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)所具有的空間位置和拓撲關系[7]，對于后續(xù)的安全和優(yōu)化決策具有重大的意義。

1 油藏信息的分類與認識

油氣的開發(fā)生產(chǎn)和管理涉及多方面、多層次的復雜信息，如油水井的地理空間位置分布，井身結構，油水井生產(chǎn)動態(tài)，儲層地質特征等，這些信息均表現(xiàn)出典型的二維、三維空間分布特征和數(shù)據(jù)多樣化的特點，但從GIS的層面來看可以大略的分為以下三類。

⑴ 點信息：主要體現(xiàn)有各種井信息，例如井位基本屬性信息（井名、井號、井位坐標、設計和實際井深、開鉆和完鉆時間、鉆井隊等等），井身結構圖，單井柱狀圖。

⑵ 線信息：線信息體現(xiàn)在油藏信息中主要表現(xiàn)為各類型剖面圖，比如油藏剖面圖，地震剖面圖，連井剖面圖等等。

⑶ 面信息：面信息主要表現(xiàn)為油井信息在平面上的分布，如含油面積圖，含氣面積圖，等厚圖，井位分布圖，二維、三維地震剖面等等。

2 空間數(shù)據(jù)庫設計

此系統(tǒng)采用擴展式結構模式和統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型相結合的方式來對油藏多信息中的空間和屬性數(shù)據(jù)進行管理，對于簡單的空間圖形和對應的屬性，我們采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，而擴展結構模型主要用于管理耗費資源比較大的圖形及其屬性數(shù)據(jù)或測井、錄井、分層、巖性等。系統(tǒng)主要基于SuperMap平臺及SuperMap SDX空間數(shù)據(jù)庫引擎組件進行開發(fā)，主體采用C/S模式進行設計，部分功能采用B/S結構模式進行設計。系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

3 空間數(shù)據(jù)庫油藏多信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 多信息管理界面

系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的Windows多文檔窗體界面，簡潔清晰，明確的功能模塊分類，菜單欄、工具欄以及便捷的快捷鍵操作給用戶提供了很大的便利性，擁有適當?shù)腻e誤提示和處理機制，而且還有一些特殊功能類模塊和封裝好的控件以及完全面向對象的系統(tǒng)設計，更能加強系統(tǒng)的穩(wěn)健性。多線程和多進程的適當處理和信息提示，提高了用戶界面的友好性。分類明確的多功能菜單為一些復雜的操作提供了豐富的向導，簡化了用戶的操作。系統(tǒng)界面圖2所示。

3.2 數(shù)據(jù)導入功能集成

基于GIS的數(shù)據(jù)導入導出功能，系統(tǒng)實現(xiàn)了常規(guī)圖像文件格式的導入導出，包括JPG、BMP、TIFF、GIF，并支持主流矢量制圖格式數(shù)據(jù)的導入，如DXF、DWG、SHP等，常規(guī)圖件格式的多信息導入集成的相關菜單和多信息錄入操作如圖3所示。

3.3 查詢功能實現(xiàn)

基于GIS的信息查詢功能主要分為三種，圖件到屬性的關聯(lián)查詢、圖件到圖件的關聯(lián)查詢和屬性到圖件的關聯(lián)查詢。

圖件到屬性的關聯(lián)查詢：采用鼠標點擊、雙擊以及結合鍵盤功能鍵等方式實現(xiàn)圖件的關聯(lián)查詢。Ctrl+鼠標左鍵查詢對象屬性信息；鼠標左鍵雙擊圖形對象查詢其關聯(lián)對象的詳細信息；當處于任意油藏剖面圖件窗口時按下Shift后移動鼠標，即可獲取鼠標所處位置對應的平面分布圖上的坐標和當前位置每一地層深度值（如圖4所示）。

圖件到圖件的關聯(lián)查詢：通過鼠標雙擊圖形對象，如果該對象存在關聯(lián)的圖件，則關聯(lián)圖件則會自動打開（如圖5所示）。

屬性到圖形的關聯(lián)查詢：利用高級SQL查詢功能，輸入相關條件查詢相應的空間對象。查詢方法是先打開一張地質圖件，選擇菜單[Analysis Tool]-[SQL Query]激發(fā)SQL查詢工具，在查詢界面輸入屬性數(shù)據(jù)，查詢結果以圖形對象的高亮度顯示的方式來提示用戶（如圖6所示）。

3.4 圖件信息可視化

3.4.1 油藏地質相關圖件管理與可視化

圖件的管理與可視化通過圖件管理器和菜單欄[Map Manager]中的功能項操作完成，打開圖件可以采取菜單功能打開或雙擊圖件圖標的方式打開，通過工具欄操作圖件的基本瀏覽功能，圖件的可視化管理的基本操作區(qū)如下（見圖7）；圖層圖件的關聯(lián)通過圖件圖層關聯(lián)設置窗口完成（如圖8所示）。

3.4.2 地震信息入庫與可視化

地震數(shù)據(jù)體的主要有SGY和Segy兩種格式，先從Niger現(xiàn)場收集到SGY數(shù)據(jù)體中提取地震布線的坐標數(shù)據(jù)，在Agadem區(qū)塊圖中做出相應的2D、3D部署線，并關聯(lián)其對應剖面。再通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導入接口導入SGY格式數(shù)據(jù)體，將其錄入到地震數(shù)據(jù)庫中（如圖9、圖10所示）。

3.4.3 油藏數(shù)據(jù)信息動態(tài)分析統(tǒng)計

動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖是一種能很好反映油田生產(chǎn)動態(tài)信息的方式。利用系統(tǒng)提供的動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖報表繪制工具繪制動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖步驟如下：點擊菜單[Analysis Tool]-[Dynamic Analysis]-[Single Well Production Analysis]激活統(tǒng)計圖繪制工具，選擇相應的數(shù)據(jù)信息，適當?shù)脑O置繪制成動態(tài)統(tǒng)計圖（如圖11所示）。

4 結論

本系統(tǒng)利用空間數(shù)據(jù)庫技術和GIS技術對油藏多信息進行管理，設計和實現(xiàn)了以下一些功能。

⑴ 實現(xiàn)了有關油藏地質各類相關信息圖件的可視化以及各類屬性數(shù)據(jù)的管理，提高了數(shù)據(jù)資料的管理能力，增強了資料的利用便捷性和共享性，而且因可視化使得圖件具有矢量性的特征增強了數(shù)據(jù)的清晰度，整體與局部都可以清晰地體現(xiàn)。

⑵ 系統(tǒng)中的自動成圖功能和屬性數(shù)據(jù)自動導入分析功能大大提高了工作人員的工作效率，一定程度上減輕了工作量。

⑶ 通過空間數(shù)據(jù)庫對油藏信息進行管理還清晰準確地體現(xiàn)出了空間信息的空間位置關系和具有空間特征的數(shù)據(jù)的位置信息，能直觀地體現(xiàn)出各自間的拓撲關系；尤其對于需要實時確定其位置關系的正鉆井和鉆井隊的位置關系能有所體現(xiàn)，因此對于一些決策信息能起到一定的輔助作用。

5 結束語

油藏多信息與地理信息系統(tǒng)（GIS）的結合，為GIS提供了一個更加形象的表現(xiàn)方式，同時也使得油藏多信息的存儲管理變得更直觀和有效。如何解決油藏多信息的有效管理和可視化一直是油田信息管理的一大熱門問題。本文通過對空間數(shù)據(jù)庫技術的學習和認識以及對油藏多信息進行基本分類與認識，利用相關的GIS技術開發(fā)出油藏多信息管理系統(tǒng)對相關的油藏多信息數(shù)據(jù)資料進行有效的管理和可視化，提高了信息的管理效率和共享度。由于空間數(shù)據(jù)庫以及GIS技術仍在不斷的發(fā)展，本系統(tǒng)的某些功能還有進一步的改進空間，隨著技術的不斷發(fā)展將油藏多信息集成到GIS中的技術將得到廣泛的應用。

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