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)逐步廣泛應用于社會的不同領(lǐng)域，信息化與網(wǎng)絡化成為各行業(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、多媒體和虛擬仿真等高新科技手段，對油田的基礎(chǔ)設施、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)逐步廣泛應用于社會的不同領(lǐng)域，信息化與網(wǎng)絡化成為各行業(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。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、多媒體和虛擬仿真等高新科技手段，對油田的基礎(chǔ)設施、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、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)的復雜性導致數(shù)字油田技術(shù)的研究與應用相對滯后，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，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)都是當前信息技術(shù)發(fā)展的前沿。數(shù)字油田是油田科學技術(shù)與信息科學技術(shù)、空間科學技術(shù)等現(xiàn)代科學技術(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)代化建設提供全面的服務。

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，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)與應用涉及到地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡、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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（作者單位：成都理工大學地球物理學院）