油氣田企業(yè)環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)研發(fā)與應用

石化盈科信息技術有限責任公司 陳明杰

一、環(huán)境敏感數(shù)字化目標

（一）業(yè)務范疇

油氣勘探開發(fā)礦權區(qū)域中涉及的環(huán)境敏感目標是依法設立的各級各類自然、文化保護地，以及對建設項目的某類污染因子或者生態(tài)影響因子特別敏感的區(qū)域。

根據(jù)《建設項目環(huán)境影響評價分類管理名錄》《建設項目環(huán)境影響評價分類管理名錄》及《生態(tài)保護紅線劃定技術指南》對生態(tài)保護紅線的要求，并結合油氣田企業(yè)勘探開發(fā)現(xiàn)狀，勘探開發(fā)區(qū)塊識別和評估的環(huán)境敏感區(qū)對象主要為自然保護區(qū)、飲用水水源保護區(qū)、世界文化和自然遺產地、重要濕地、風景名勝區(qū)、森林公園、地質公園、文物保護單位、生態(tài)保護紅線區(qū)、海洋生態(tài)紅線區(qū)和其他環(huán)境敏感區(qū)共11類。

環(huán)境敏感目標是石油企業(yè)各級勘探開發(fā)及環(huán)保管理崗位關注的重點，涉及范圍包括：集團層面規(guī)劃計劃部門、環(huán)保綜合監(jiān)管部門，集團下屬勘探開發(fā)板塊的勘探、開發(fā)和環(huán)保主管處室，各直屬油氣田企業(yè)規(guī)劃計劃、勘探開發(fā)、生產運行、環(huán)保管理等相關處室，以及各級石油勘探開發(fā)科研單位和石油工程技術研究單位等。

在企業(yè)勘探開發(fā)方案部署過程中，礦權區(qū)塊內的環(huán)境敏感目標對井位部署、場站建設都會產生相應的影響，利用環(huán)境敏感區(qū)地理信息數(shù)據(jù)，為項目選址、環(huán)境評價提供有效的支撐，可有效防止項目建設期的生產活動對環(huán)境產生污染和生態(tài)破壞。

（二）數(shù)字化目標

環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)通過整合企業(yè)勘探開發(fā)生產涉及的各類環(huán)境敏感因素、相關監(jiān)管法律法規(guī)要求和勘探開發(fā)生產設施等信息，基于地理信息平臺作為信息融合與業(yè)務應用導航平臺，實現(xiàn)對礦權區(qū)域內環(huán)境敏感目標及生產設施環(huán)保風險的監(jiān)控與評價。

二、環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)的研發(fā)

環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)的研發(fā)定位于先進數(shù)字化技術與主流運行環(huán)境，實現(xiàn)勘探開發(fā)生產與環(huán)境敏感因素的有機融合，保障勘探開發(fā)生產過程中提前識別、規(guī)避環(huán)境敏感風險，并滿足不同部門、不同階段多種任務數(shù)據(jù)的存儲、共享和應用。

（一）環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)技術要點

1.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的研發(fā)與服務

鑒于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的高穩(wěn)定性、復用性強和易于部署、維護擴充特點，油氣田企業(yè)環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)擬基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，采用“平臺+應用+服務”技術路線，研發(fā)面向環(huán)境敏感目標的業(yè)務應用，技術架構見圖1。

圖1 油氣田企業(yè)環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)技術架構

如圖1所示，環(huán)境敏感目標應用可以通過瀏覽器和移動應用APP訪問，應用層調用業(yè)務組件和技術組件服務，支持通用業(yè)務和計算，實現(xiàn)環(huán)境敏感目標管理、生產設施風險管理等專業(yè)應用，服務層提供GIS各中間件服務，同時涵蓋數(shù)據(jù)庫和業(yè)務模型組件，以組件組合方式滿足各應用的業(yè)務需求。

2.地理信息技術集成應用

由于環(huán)境敏感目標與地理因素緊密相關，運用地理信息技術能有效處理環(huán)境敏感目標相關的大量復雜空間信息。環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)擬應用地理信息技術將地理信息、環(huán)境敏感性目標和油氣田建設業(yè)務數(shù)據(jù)以地理分布與定位可視化方式進行融合，進行全方位數(shù)字化展示，多維度的信息協(xié)同和空間分析。要求GIS具備快速展示與渲染、GIS動態(tài)聚合服務能力，以及快速地圖發(fā)布、瀏覽、查詢和高響應速度，解決海量數(shù)據(jù)點服務加載速度慢的技術難題，實現(xiàn)數(shù)以十萬計大數(shù)據(jù)點的快速動態(tài)加載，實現(xiàn)地圖的完美展示。進一步應用基于Web的圖形處理技術，實現(xiàn)圖形表達趨勢、對比、構成等常用圖表功能。

（二）環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)功能設計

環(huán)境敏感目標數(shù)字化定位于環(huán)保管理系統(tǒng)[4]的總體功能架構，歸類為項目建設期環(huán)境保護管理，具體功能框架見圖2，主要分為8項功能，分述如下。

在服務型社會的圖書館人性化服務中，讀者享有的權利和應負的法律義務以及圖書館員享有的權利與法律義務在國家各部門法里都有明確的界定，盡管我國已經(jīng)于2017年11月4日通過了《中華人民共和國公共圖書館法》，但在以前頒布的各個其它部門法里也能發(fā)現(xiàn)有關圖書館及讀者權利與義務的法律規(guī)范，雖然不是很完整或健全，可對圖書館與讀者都有或多或少的制約與保障。保護讀者權益的 《公共圖書館法》已經(jīng)通過并完善，于2018年1月1日公布于社會實施，目前讀者權益的保護是有法可依有源可尋的。

圖2 油氣田企業(yè)環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)功能架構圖

1.數(shù)據(jù)組織與管理

油氣田企業(yè)環(huán)境敏感目標數(shù)據(jù)包括企業(yè)的基礎空間數(shù)據(jù)、油氣行業(yè)數(shù)據(jù)和油氣勘探開發(fā)生產專題數(shù)據(jù)以及非結構化資料數(shù)據(jù)等。通過對上述數(shù)據(jù)分析、歸類、標準化、建庫，進行統(tǒng)一標準地管理和發(fā)布。環(huán)境敏感目標數(shù)據(jù)圖層管理示意見圖3，其中，油氣企業(yè)生產業(yè)務數(shù)據(jù)包括勘探開發(fā)行業(yè)數(shù)據(jù)、環(huán)境敏感因素專題數(shù)據(jù)、政策法規(guī)以及環(huán)保措施等非結構化資料等；空間數(shù)據(jù)包括勘探開發(fā)礦權區(qū)域涉及的各個省市基礎空間數(shù)據(jù)，如遙感影像數(shù)據(jù)、基礎空間數(shù)據(jù)、基礎地質數(shù)據(jù)和行政區(qū)劃數(shù)據(jù)等。對空間數(shù)據(jù)進行風格設定、渲染、裁剪、打包，發(fā)布成為地理信息平臺預發(fā)布空間切片地圖數(shù)據(jù)，進一步實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的關聯(lián)，環(huán)境敏感目標與礦權數(shù)據(jù)及法律法規(guī)數(shù)據(jù)的關聯(lián)。

圖3 油氣田企業(yè)環(huán)境敏感區(qū)域圖層管理

2.環(huán)境敏感目標管理

環(huán)境敏感目標管理是油氣田企業(yè)涉及的各類環(huán)境敏感因素管理,包括飲用水水源保護區(qū)、自然保護區(qū)、世界文化和自然遺產地、森林公園、地質公園、重要濕地、風景名勝區(qū)、文保單位、生態(tài)保護紅線區(qū)、海洋生態(tài)紅線區(qū)及其他環(huán)境敏感區(qū)等環(huán)境敏感因素，具體包括各項環(huán)境敏感因素與法律法規(guī)關聯(lián)更新、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)更新提醒等功能。

3.生產設施環(huán)境風險管理

對勘探開發(fā)生產過程中存在的各類生產設施環(huán)境風險進行管控，包括油氣集輸管道、油氣處理站點、儲罐、站庫以及生產作業(yè)油氣井等。通過建立生產設施環(huán)境風險清單，掌握風險目標分布和動態(tài)，并定期進行環(huán)境風險識別和定級，實現(xiàn)對生產設施環(huán)保風險的分級管控。

4.環(huán)境敏感因素識別與分析

環(huán)境敏感因素識別與分析功能實現(xiàn)礦權數(shù)據(jù)展示、環(huán)境敏感目標展示、礦權范圍查詢識別、敏感目標查詢識別等敏感因素識別功能；提供礦權區(qū)塊所屬行政區(qū)域的相關政策法規(guī)分析查詢；實現(xiàn)相關區(qū)塊的環(huán)境保護措施和建議查詢；針對業(yè)務數(shù)據(jù)、敏感因素變化，實現(xiàn)敏感因素影響范圍、等級及敏感因素變化提示等。

5.環(huán)境風險查詢與分析

環(huán)境風險查詢與分析功能實現(xiàn)各類生產設施環(huán)境風險與環(huán)境敏感因素地理信息相對位置自動識別，進行生產設施環(huán)境風險查詢，對處于影響范圍的生產設施環(huán)境風險進行預警提示，對生產設施環(huán)境風險信息變更進行提醒。

6.勘探開發(fā)業(yè)務支持

勘探開發(fā)業(yè)務支持功能針對前期項目部署，支持相關設計和研究單位提前識別和規(guī)避環(huán)境敏感區(qū)，順利開展工區(qū)部署、井位部署、地面工程建設等；針對項目開發(fā)生產，支持各類勘探開發(fā)業(yè)務人員對已開發(fā)區(qū)域的各類生產設施進行環(huán)境敏感因素評估，正確制定開發(fā)生產方案，合理進行風險應對；針對項目投資和經(jīng)營決策，支持經(jīng)營管理層面對擬進入/擬退出區(qū)域進行環(huán)境敏感性分析，識別該區(qū)域受環(huán)境敏感因素影響的狀況及法律法規(guī)監(jiān)管要求。

7.環(huán)境敏感目標影響監(jiān)管

環(huán)境敏感目標影響監(jiān)管實現(xiàn)對各企業(yè)環(huán)境敏感目標綜合信息分析預警、開發(fā)生產設施按照集團、分公司、區(qū)塊分級的敏感分析統(tǒng)計，基于環(huán)境敏感區(qū)的分類級別、影響的范圍、面積、比例、生產設施、產能、投資等的環(huán)境敏感影響分級，動態(tài)跟蹤各級政府主管部門環(huán)境敏感區(qū)信息發(fā)布與法律法規(guī)等。

8.敏感目標移動應用

敏感目標移動應用基于iOS和安卓APP、定位市場主流移動設備開發(fā)定制，同步在移動端實現(xiàn)礦權敏感因素分析、開發(fā)生產設施環(huán)境敏感分析、環(huán)境風險識別分析、敏感目標智能提醒等功能，滿足用戶在移動端應用場景下的使用需求。并可實時展現(xiàn)用戶所在位置周邊的環(huán)境敏感因素，滿足各崗位管理人員便捷查詢、現(xiàn)場監(jiān)督管理的需要。

三、環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)應用成效

環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)的應用能夠有效支撐油氣田企業(yè)在“綠色轉型”和踐行生態(tài)文明中的責任擔當［5］。系統(tǒng)能夠為油氣田企業(yè)的探井井位部署、開發(fā)井井位部署、地面工程場站管網(wǎng)建設方案等開發(fā)部署提供依據(jù)，減少了前期現(xiàn)場踏勘次數(shù)，在勘探開發(fā)前期方案編制、勘探開發(fā)部署方案制定中，指導井位設計、環(huán)保管理及勘探開發(fā)業(yè)務人員，合理規(guī)避勘探開發(fā)生產的環(huán)境敏感因素風險，對相關井位部署坐標批量進行環(huán)境敏感識別與分析，給出明確的法律法規(guī)條款要求。支持油氣企業(yè)相關管理部門對重點建設方案審查決策，及時了解井位部署、管線路由、場站建設等方案與環(huán)境敏感目標保護范圍沖突，避免環(huán)保事件發(fā)生。

隨著油氣田企業(yè)勘探程度的不斷深化，油氣勘探的陣地主要集中在地表條件比較復雜的沼澤、沙漠、戈壁、高原、丘陵、森林、海域等。利用地理信息平臺提供的地圖漫游、圖形疊加等功能，結合地理地貌信息、相關資料信息實現(xiàn)線上踏勘和評估，可以最大程度地保障油氣田勘探開發(fā)過程中的環(huán)境安全。

如某石化集團通過應用環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)，將近年積累的所轄各勘探開發(fā)礦權區(qū)域及周邊（5km）的環(huán)境敏感目標及相關信息矢量化、數(shù)字化，在指導十余家油氣田企業(yè)的勘探開發(fā)工作中取得了一定經(jīng)驗與成效。在集團層面，為該石化企業(yè)勘探開發(fā)新區(qū)建立了完整的敏感因素數(shù)據(jù)庫，采集、歸檔了20多個省、市、自治區(qū)敏感因素目標和相關法律法規(guī)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過地理信息系統(tǒng)的可視化手段展示礦權區(qū)域受生態(tài)紅線的影響，輔助油氣田管理業(yè)務部門對礦權區(qū)塊的退出、置換和勘探開發(fā)投資進行決策。在直屬油氣田企業(yè)層面，某企業(yè)2017年部署的油氣生產設施全部避讓生態(tài)紅線，在方案編制階段優(yōu)化了環(huán)境敏感區(qū)域周邊2口井的井口坐標；在未勘探開發(fā)的區(qū)塊，識別出礦權范圍基本與環(huán)境敏感區(qū)重疊，不具備勘探開發(fā)條件，指導相關區(qū)塊的置換或上交，規(guī)避了投資風險和環(huán)保風險。

四、結論與展望

十九大以來國內環(huán)境約束更加嚴格，各類生態(tài)敏感目標地位進一步提升，環(huán)境敏感因素不斷增加，勘探開發(fā)生產過程中面臨的環(huán)境風險日益加大，對油氣田企業(yè)礦權區(qū)域內的勘探開發(fā)工作造成了制約，諸多敏感因素亟需明確標定，指導企業(yè)在前期工作階段及早采取有效措施予以規(guī)避，減少環(huán)境風險。環(huán)境敏感目標數(shù)字化系統(tǒng)將油氣田企業(yè)的環(huán)境敏感因素識別與評估工作成果進行了有效的數(shù)字化分析與采集，和空間地理信息進行整合應用，充分共享和拓展了成果的應用價值。該系統(tǒng)的應用，協(xié)助油氣田企業(yè)在勘探方案部署階段掌握環(huán)境管理要求，支撐勘探開發(fā)方案的調整、完善和實施，規(guī)避油氣田企業(yè)生產活動可能面臨的環(huán)境風險和投資風險。

進一步可依托系統(tǒng)管控轄區(qū)環(huán)境敏感區(qū)隱患臺賬、定期排查敏感區(qū)環(huán)境污染風險，整合敏感區(qū)環(huán)境事故應急處置預案及應急支持資源等，輔助油氣田企業(yè)更好地踐行“生態(tài)文明建設”，真正實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護并行不悖。