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)濟發(fā)展的穩(wěn)步前進，信息技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用于社會的不同領(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，對油田的基礎(chǔ)設(shè)施、功能、環(huán)境、空間特征等進行自動采集、處理、空間分析、顯示、動態(tài)監(jiān)測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)，進而分析了數(shù)字油田相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)體系以及實現(xiàn)的功能，從而為我國實現(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（VR）；空間信息

隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)步前進，信息技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用于社會的不同領(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。作為國家經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一的石油行業(yè)，必須抓住數(shù)字地球、數(shù)字中國帶來的巨大良好機遇，利用信息技術(shù)，對傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行信息化改造，實施數(shù)字油田建設(shè)。數(shù)字油田是石油企業(yè)增強國際競爭力，實現(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，對油田的基礎(chǔ)設(shè)施、功能、環(huán)境、空間特征等進行自動采集、處理、空間分析、顯示、動態(tài)監(jiān)測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)問題時，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)用相對滯后，難以實現(xiàn)信息共享與交流，造成資源浪費。本文針對這些問題，提出數(shù)字油田的整體框架結(jié)構(gòu)，建立實現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù)體系。

1　石油信息的特點

隨著石油勘探開發(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發(fā)活動的持續(xù)進行，與石油勘探開發(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，還具有一些獨特的性質(zhì)。

1.1采集環(huán)境多樣，數(shù)據(jù)時空跨度大

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、戈壁都可能蘊藏有油氣資源，信息采集環(huán)境多種多樣。石油勘探長年累月都在進行著，數(shù)據(jù)采集的時間延續(xù)較長，采集的地點從海到陸、從湖泊到沙漠都有，時間和空間的跨度相對其他信息都要大。

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，不可重疊，其屬性也表現(xiàn)為多層次。石油信息的這種特點特別適合于分布式數(shù)據(jù)庫的應(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、測井、地震等，采集內(nèi)容豐富，包含地質(zhì)勘探、開發(fā)、油氣工程等，采集時空跨度大，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方式之一

圖形、圖例具有直觀、明了、形象的特點，對于油氣勘探工作，用圖形、圖像表達看不見的地下石油信息更具有文字不可比擬的優(yōu)勢。構(gòu)造圖、地震剖面圖、地層剖面圖、測井柱狀圖、油藏分布圖、油氣運移圖等諸多圖件都是石油勘探開發(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，科學(xué)地進行管理，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、技術(shù)路線和實施方法。

2　數(shù)字油田的邏輯組成

數(shù)字油田是傳統(tǒng)油田、計算機和空間信息（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集成和應(yīng)用先進的理論和技術(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)邏輯組成是實現(xiàn)數(shù)字油田的基礎(chǔ)，作用是為總體設(shè)計數(shù)字油田系統(tǒng)提供基本結(jié)構(gòu)。為了實現(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)字油田的實現(xiàn)與應(yīng)用涉及到地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、數(shù)據(jù)庫和海量數(shù)據(jù)存儲等多種高新技術(shù)，集成應(yīng)用是數(shù)字油田實現(xiàn)的關(guān)鍵，因此數(shù)字油田是一項復(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、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)。

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［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)計與實踐［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）