基于WEB-GIS的石油勘探开发数据组织模式研究
时间：2021-04-09 07:53:31 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：油田的石油勘探开发工作涉及到巨大的信息量以及繁多的信息种类，在勘探开发过程中积累了大量地质图件、地面工程图件等数据信息，本论文结合当前GIS研究与应用成果与计算机网络技术，探讨了基于Web-GIS技术和网络数据库技术的石油勘探开发信息管理数据组织模式，从而有助于利用Web技术的关系数据库来处理勘探开发信息，具有重要理论意义与实践价值。
关键词：WEB-GIS；石油勘探开发；数据组织模式
中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-02
Data Organization Mode Research of Petroleum Exploration and Development Based on Web-Gis
Bian Famin
(Institute of Geological Sciences of Shengli Oilfield of Sinopec,Dongying257015,China)
Abstract:The field of oil exploration and development work involves a huge amount of information and the range of information types,in the exploration and development process of accumulating a large number of geological maps,engineering drawings and other pieces of ground data,this paper combines the results of current research and application and GIS computer network technology,discusses the Web-GIS based database technology and network information management in oil exploration and development of data organization,thus contributing to relational databases using Web technology to handle the exploration and development of information has important theoretical and practical value.Keywords:WEB-GIS,oil exploration and development,data organization.
Keywords:WEB-GIS;Oil exploration and development;Data organization
一、Web-GIS的理论基础
Web-GIS指的是基于Internet的地理信息系统，属于GIS技术和Web技术相结合的系统，是一项基于Web技术来使传统地理信息系统得到进一步扩展和完善的新技术。由于超文本传输协议采用请求应答机制，基于C/S的架构拥有比较好的用户交互能力，因此适用于在浏览器上显示和传输多媒体数据，而传统GIS主要是以图形、图像方式进行空间信息的表现，用户对空间数据通过交互操作来查询分析。以上的特点令使用者能够结合网络技术获取和操作所需数据。
二、Web-GIS在石油勘探开发的应用
Web-GIS在石油勘探开发方面有着很好的应用价值，基于Web-GIS的石油勘探开发信息系统包括两个大的模块，分别是可视化系统和勘探开发信息维护系统。下图所示为其基本结构。
基于Web-GIS的石油勘探开发信息系统基本结构
在可视化系统建设中，对所需的报表功能和曲线趋势绘制功能进行封装，转化为标准模块，由Active DLL来实现，为了能够被上层调用，一些内部调用接口必须对外显露出来。系统将MIP视为中间件，直接独立的集成到系统里，实现空间信息的查询和显示，同时，为供上层调用，提供一系列调用接口。按照这样的设计思路，基于Web-GIS的石油勘探开发信息系统的组成部分包括以下三个，（1）应用层，居于系统最上层，功能是用户界面的构建、参数的采集，以接口调用形式将参数传递到下层，并还原显示下层传递来的结果。（2）中间层由各自独立的三个模块构成，MIP中间件的功能是接收上层操作地理信息数据库，地图操作参数，为地理信息查询显示服务，以标准文本流形式将查询结果返回上层应用层。应用层传递来的参数由曲线和报表模块接受，通过业务信息数据库查询，进行曲线报表的构造，也可以提供内部属性方法模板的存储及定义，以自定义形式返回客户端ActiveX控件或直接以约定形式将结果传给应用层。（3）数据库层，属于最下层，负责地理信息数据和业务数据的独立存储。
三、石油勘探开发数据库技术应用的意义
在属性数据管理的能力方面，Web-GIS技术并不具备明显的优势，由于涉及到众多的数据种类和海量的数据信息，因此只是在数据表现形式上有优势，而在数据的分析查询等方面的表现并不尽如人意。为了弥补这一缺陷，需要采用大型数据库技术来有效管理石油勘探开发数据。数据库技术对勘探开发信息管理的优势简述如下：首先，能够对勘探开发数据集中控制和管理，从而保证数据可被不同用户和应用共享；此外，数据库的引入在很大程度上消除了勘探开发数据的冗余度，能更好地对数据进行备份和恢复，具有高效的分析查询能力，同时数据存储及维护的成本也降低了。
四、石油勘探开发信息数据组织研究
（一）信息管理的特点分析。石油勘探开发信息涉及丰富的数据格式和多样的信息类型，其资源环境信息、地理空间要素和油气田开发单位属性以及社会经济信息均涉及到广泛而复杂的内容。在这些因素的共同作用下，石油勘探开发信息管理具有以下几个显著特点：
1.勘探开发信息数据量大。石油勘探开发信息的管理一方面涉及到国民经济的各大领域，另一方面对可持续发展的资源利用战略有重要非同寻常的意义，由此可知，信息管理需要处理大量的数据。油气勘探开发信息分为地理信息、人文信息、勘探信息和开发信息4个方面，这些信息数据之间存在着非线性的相互渗透和相互影响，彼此之间关系复杂。举例来讲：审批一个新油田，一方面需要考虑地下油藏和钻井等情况，另一方面还要顾及油田生态环境的作用与变化，因此必然涉及到的海量的信息数据，提升了数据管理的复杂度。
2.数据的多样性与多源性。根据所涉及的范围不同，石油勘探开发信息管理数据也具有不同的特点。不同的数据格式和各类来源渠道，造成了石油勘探开发信息既包含现实统计数据，又有常规的文本数据，此外还包括不少图形、图像格式的数据以及地震、测井等大数据体。从数据的表现形式来看，有的是以文本形式，有的是以数据文件形式。只有对数据进行规范化，制定统一的数据规范，才能对其进行综合管理与操作。
3.数据的共享性特征。石油勘探信息管理涉及到诸多领域，通过多个部门来共同管理，因此，这些数据有显著的共享性特征。首先，作为油田发展的重要资源，石油勘探开发与管理是很多部门共同配合关注的系统性工程，其次，油气田信息管理的职能必须是相互约束才能实现整个信息管理过程，这同样需要数据的具有一定范围的开放性与共享性。
（二）石油勘探开发信息管理的内容。可以将石油勘探开发信息管理的内容界定为以下三个方面，分别是基础地理人文信息、勘探管理以及开发信息管理。下面进行简述：
1.基础信息：基础信息是石油勘探开发信息管理的基础。主要包括地面测量高程点、控制点、行政区划、主要道路以及某些属性等，基础信息的作用体现在表示油田的基本状态，并为各综合信息提供基准。
2.勘探信息：勘探信息主要包括地震数据、钻井资料、测井数据、录井资料、分析化验资料、试油试采数据等。勘探信息专业性较强。
3.开发信息：开发信息主要包括油藏工程、油田监测等信息。开发信息的特点是时效性强。
（三）石油勘探开发信息管理信息流分析。石油勘探开发信息的信息流涵盖了各个领域，包括的业务有生产运行业务、油气藏静态动态业务以及油气储量管理等。油田勘探开发的信息层次关系图如下所示。
石油勘探开发信息管理信息层次关系图
生产运行业务：对油气勘探开发的进行信息管理，包括油藏生产、勘探开发、分析统计汇总。
油气藏静态业务：包括的基础数据有单井基础数据、油藏基础数据等，覆盖了从钻井到试油等工序和所有与油气田有关的静态参数。
油气藏动态业务：包括日常生产分析和管理，油气田动态分析等。
储量管理业务：包括储量统计等管理工作。
（四）石油勘探开发信息管理数据组织研究。在分析石油勘探开发信息管理信息流的基础上，下面探讨合理地组织与表达这些信息的模式。
1.空间数据组织。在石油勘探开发信息管理中引入web-gis技术，能够发挥其在空间分析方面的优势，加强勘探开发信息的管理能力，也有助于实现基于图形的可视化操作。web-gis技术的基础是勘探开发空间信息的数据组织。
web-gis技术主要组织和管理的是涉及勘探开发空间信息的属性数据和拓扑关系，数据量和数据模型均很复杂。
本文经过对勘探开发空间信息的数据抽象，来构建web-gis的概念模型、逻辑模型与物理模型。
在概念数据模型中，主要采用基于几何表示的栅格数据模型和矢量数据模型。
在逻辑数据模型中，确定概念数据模型中的具体数据实体以及数据之间关系。
在物理模型中，主要涉及到勘探开发空间数据的组织，存取方法和存储结构。
本文对石油勘探开发数据组织采用混合数据模型，采用拓扑数据模型来构建图形数据，图形数之间的联系通过一个唯一的标识符来建立，对空间数据采用层次结构进行组织，将地图根据不同专题进行分层，将不同的图层分别存储为数个基本文件。从整体上，将石油勘探开发空间数据层分为两层：地理层和地质层，其中，地理层包括地表特征、地貌、城镇、森林以及居民地等；地质层包括盆地、一级、二级、三级构造分区、二维、三维地震工区、油气田、断层等。
2.数据库设计
（1）数据库设计原则。在进行石油勘探开发数据数据库设计时，采取的是数据规范化理论的设计思路，目的是为保证数据的完整性、一致性与减少数据冗余，在进行数据库设计时，在系统总体目标下，为其管理目标提供有效服务。所遵循的基本原则是：①定义标准的对象命名规范。设计系统的表名、查询名时，严格遵循所规定的命名规范。②了解系统具体业务。通过与最终用户进行系统的详细交流。尽力向客户表达出易于理解的系统关系基数。③创建数据字典。系统开发者在创建的过程中至少要包含在每个表内的主外键和每个字段的数据类型。④保证数据完整性。可以增加触发器来在写数据的时候保证数据的正确性。这不但包括数据的功能性，而且还包括通过标准化实现的完整性，系统数据的完整性实现应尽量采用数据库系统本身的功能。⑤视图的采用。应该在有条件时为应用程序建立专门的视图，来代替应用程序对数据表进行直接访问。
在以上的原则下，设计系统的实体关系图，在数据库概念结构设计及系统分析的基础上，将系统的数据库实体关系图进行转换，使之成为逻辑结构。
（2）数据库物理结构。数据库物理结构的最终目的是实现在实际的物理存储设备上体现数据库的逻辑结构，从而构建性能优良的物理数据库。从上文构建的石油勘探开发信息流流程图可知，数据库主要的组成部分是油田数据库、二级单位数据库、作业区数据库以及基层小队数据库。此外，下级要向相应的上级进行数据的及时上报，将传统的纸质表改为电子表，只需进行数据导入即可实现上报。篇幅所限，本文以基层小队数据库为例，阐述整体数据库的构建。主要包括的数据有：本岗位录入的数据，来自下级的上报数据，需要向上级上报的数据以及本级机构的数据，每类数据均列出了周期类型、数据来源和数据的具体用途。
六、结论
本论文结合当前GIS研究与应用成果与计算机网络技术，探讨了基于Web-GIS技术和网络数据库技术的石油勘探开发信息管理数据组织模式，从而有助于利用Web技术的关系数据库来处理基层管理机构提交的勘探开发信息，对石油勘探开发信息管理具有比较好的应用价值。
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