蘭宏宇

（東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

基于GIS的油田監(jiān)測管理系統(tǒng)的研究

蘭宏宇

（東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

油井遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的建立對(duì)油田的安全生產(chǎn)具有重要意義。文章對(duì)油井監(jiān)測管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，內(nèi)容包括油井監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件的開發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)。

GIS；監(jiān)測系統(tǒng)；信息管理

油田采油系統(tǒng)由多種設(shè)備組成：計(jì)量站、油井、轉(zhuǎn)油站、管匯閥組、原油外輸系統(tǒng)、聯(lián)合站、注水井、油罐以及其它設(shè)施，等等。及時(shí)了解采油廠各種設(shè)備的工作情況以及抽油井的數(shù)據(jù)情況（包括壓力、流量、溫度，等等）直接影響油田生產(chǎn)的效率［1-3］。

目前，多數(shù)油田采用人工定期檢查設(shè)備的運(yùn)行情況，測量、采集油井的相關(guān)數(shù)據(jù)。但油井?dāng)?shù)量龐大，且分布范圍廣，若采用人工檢查，會(huì)大大增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，且難以保證設(shè)備監(jiān)控及采油井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。此外，人工采集數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)筆誤、作假等現(xiàn)象，使技術(shù)人員和管理人員無法及時(shí)的了解現(xiàn)場情況。對(duì)于突發(fā)的一些事件，無法根據(jù)現(xiàn)場實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，制定符合現(xiàn)場情況的處理方案［4-5］。因此，提高采油廠管理設(shè)備的信息化、自動(dòng)化水平就顯得尤為重要。

1　油井監(jiān)測管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

油井監(jiān)測管理系統(tǒng)作為石油生產(chǎn)信息化的組成部分，在油田生產(chǎn)和發(fā)展中顯得越來越重要。如何充分利用油井監(jiān)測管理系統(tǒng)對(duì)分散在各地的油井進(jìn)行監(jiān)測是油田信息化所面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

1.1油井監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于油井監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測信道不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也有所不同，GPRS信號(hào)的監(jiān)測共分為三個(gè)部分：即遠(yuǎn)程監(jiān)測終端、通信主站裝置以及GIS管理系統(tǒng)。見圖1。

圖1　監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Monitor system structure diagram

油井監(jiān)測終端的硬件部分主要由信息采集電路、信號(hào)發(fā)送、接收調(diào)理電路以及數(shù)據(jù)處理電路等部分構(gòu)成。因此，監(jiān)測終端一定要保證以下三個(gè)功能：第一，對(duì)機(jī)械運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)參數(shù)的檢測（如：電流、電壓）；第二，對(duì)電機(jī)運(yùn)行測出的參數(shù)進(jìn)行處理；第三，選用合適的通信渠道，將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并傳送至變電站集中器。

工頻通信集中器作為數(shù)據(jù)處理的中心，其作用主要有：收集油井上傳的各項(xiàng)參數(shù)信息；顯示并分析油井參數(shù)信息；將下行信號(hào)發(fā)送到監(jiān)測終端；將檢測端信息傳送至管理中心。通過上述過程，可將工頻通信電路分為四個(gè)部分：即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、下行信號(hào)的發(fā)送以及GPRS通信模塊，其結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　通信集中器結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of communication concentrator

系統(tǒng)管理部分是整個(gè)油井監(jiān)測平臺(tái)的中樞，位于油田內(nèi)部以太網(wǎng)中心。管理中心的主要作用是通過GIS將通信集中器中的數(shù)據(jù)傳送給油田管理者，以便將油井實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

由于油井分布較為分散，彼此之間的間距較大，因此，管理中心不能及時(shí)的檢測每一口油井的生產(chǎn)信息。而GIS技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了油井野外管理問題。GIS的可視化可對(duì)空間信息和屬性信息進(jìn)行集成管理，使油田的管理者們能夠直觀認(rèn)識(shí)空間各種事物的不同狀態(tài)。

1.2系統(tǒng)軟件的開發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用客戶機(jī)-終端服務(wù)器結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)分為前臺(tái)客戶機(jī)結(jié)構(gòu)與后臺(tái)服務(wù)器結(jié)構(gòu)，采用該種結(jié)構(gòu)可以有效的屏蔽前后者的聯(lián)系，以便利用各類研發(fā)工具針對(duì)前后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行有效開發(fā)。客戶機(jī)系統(tǒng)采用Maplnfo 7.0和PowerBuilder 8.0開發(fā)，界面規(guī)整，便于使用；而服務(wù)器則利用MSSQLServer 2000軟件進(jìn)行編程。通過數(shù)據(jù)庫接口ODBC來實(shí)現(xiàn)前后信息交換，同時(shí)，機(jī)構(gòu)形式較為開放，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在后臺(tái)終端服務(wù)器，為客戶機(jī)的共享與訪問提供便利。為提高數(shù)據(jù)的安全性，需對(duì)不同客戶機(jī)設(shè)計(jì)不同的口令和注冊名，以確保數(shù)據(jù)的安全，登錄用戶界面窗口見圖3。

圖3　系統(tǒng)登錄界面Fig.3 System login interface

系統(tǒng)通過對(duì)油田開發(fā)的數(shù)據(jù)庫，可在GIS平臺(tái)上對(duì)油田信息進(jìn)行綜合分析。該系統(tǒng)的功能主要包括：

A.信息查詢：包括設(shè)備信息查詢、油水井信息查詢和地圖信息查詢。采用GIS平臺(tái)所支持的SQL語言，隨意檢索數(shù)據(jù)，并可打印檢索結(jié)果。

B.故障檢測：包括非正常欠載、過載、停機(jī)、缺相、段桿，等等。

C.綜合分析：可按措施類型、井號(hào)、時(shí)間等方式分析數(shù)據(jù)信息，并能夠?qū)⒎治鼋Y(jié)果以圖形、列表以及曲線等形式展示。

2　結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)更為強(qiáng)大的開發(fā)工具，使得后臺(tái)管理系統(tǒng)與前端硬件設(shè)備的應(yīng)用開發(fā)、建設(shè)變得更為簡單，必定會(huì)拓展遠(yuǎn)程控制技術(shù)的運(yùn)用空間。

目前，油井檢測控制系統(tǒng)在數(shù)字化油田應(yīng)用空間較為廣泛，可將空間地理信息形象化、可視化，極大地解決了因周邊環(huán)境復(fù)雜給油田管理帶來的不便。

［1]徐麗鐘.基于Web的遠(yuǎn)程油田監(jiān)控系統(tǒng)［J］.儀表電器，2014，33（11）：88-89.

［2］孔明，陳宏盛.通信資源綜合管理GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2008，8（l）：56-61.

［3]萬劍華，劉善偉，劉國慶.基于GIS的油田井位自動(dòng)成圖系統(tǒng)的研究［J］.測繪科學(xué)，2007，32（6）：91-93.

［4］王瓊，孫輝，任偉建.基于WebGIS的油田信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31（4）：88-90.

［5]姜艷艷，袁永博.基于GIS的油田管網(wǎng)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2005，11（1）：89-90.

Research on Oil Field Monitoring and Management System Based on GIS

LANHong-yu
（University of computer and information technology，Northeast Petroleum University，Daqing，163318，China）

The establishment of the oil well remote monitoring system is of great significance to the safe production of oil field.This paper describes the design of the information system for oil well monitoring and management，including the design of the structure of oil well monitoring system，the development and function ofthe systemsoftware.

GIS；Monitoringsystem；Information management

TE46

B

1674-8646（2015）07-0040-02

2015-04-29

蘭宏宇（1992-），男，黑龍江大慶人，東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院學(xué)生。