宋巖

摘 要：文章基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)而建立的一個(gè)鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，完善升級(jí)后的數(shù)據(jù)庫(kù)，將顯著減少現(xiàn)場(chǎng)人員的統(tǒng)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)同一區(qū)塊內(nèi)的資源共享，降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)和降本增效。

關(guān)鍵詞：鉆井工程；Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)；鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類號(hào)：TE21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）26-0146-02

1 概述

鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的作用主要有：

（1）作為指導(dǎo)生產(chǎn)，施工決策的依據(jù)。

（2）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。以固井作業(yè)為例，為保證安全鉆井、油氣測(cè)試與開(kāi)采的順利進(jìn)行。

（3）節(jié)約增效，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1.1 國(guó)內(nèi)鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)狀

我國(guó)石油企業(yè)自20世紀(jì)末開(kāi)始了以鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用為代表的鉆井信息化建設(shè)。目前國(guó)內(nèi)的油氣服務(wù)公司都建立了鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，研發(fā)或配套部分應(yīng)用軟件。

1.2 國(guó)外鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)狀

國(guó)外鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)普遍存在以下特點(diǎn)[2]：

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)信息量大，信息覆蓋面廣。

（2）網(wǎng)絡(luò)健全，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)豐富。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)充分利用鉆井行業(yè)的最新技術(shù)成果。

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密。

（5）鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基于一體化的解決方案。

2 鉆井業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)采集

（1）鉆井業(yè)務(wù)流程

在石油鉆井中，無(wú)論是在陸上還是在海上，目前都是使用旋轉(zhuǎn)方法鉆井，這包括轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)、鉆井下動(dòng)力旋轉(zhuǎn)鉆及頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆。一口井的建井過(guò)程，按其順序均可分為三個(gè)階段，即鉆前準(zhǔn)備、鉆進(jìn)和完井與固井，而每個(gè)階段又包括許多具體工藝作業(yè)。

（2）鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集

a. 自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。鉆井過(guò)程中自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)一類是鉆井、地質(zhì)、錄井、鉆井液等工程地質(zhì)數(shù)據(jù)和井場(chǎng)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口程序等自動(dòng)錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，再利用軟件工具實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的鉆井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的瀏覽、數(shù)據(jù)回放、查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、實(shí)時(shí)鉆井監(jiān)控等功能。鉆井參數(shù)儀和綜合錄井儀實(shí)時(shí)采集的信息資料可大致分為兩大類，一是地質(zhì)資料，通過(guò)綜合解釋，可獲得油氣層參數(shù)等信息；二是工程資料，通過(guò)綜合分析，可以獲得鉆井工況、事故、時(shí)效等信息，為安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井服務(wù)。另一類自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)是鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)將收集到的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中調(diào)用函數(shù)、存儲(chǔ)過(guò)程而產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。b. 人工采集數(shù)據(jù)。人工采集的數(shù)據(jù)主要包括兩大類：一是作業(yè)記錄；二是工程數(shù)據(jù)。

3 鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)原則

（1）數(shù)據(jù)的完整性

數(shù)據(jù)的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中將實(shí)際業(yè)務(wù)中的實(shí)體（包括業(yè)務(wù)單據(jù)，設(shè)備等承載信息的事物）映射到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)象“表”來(lái)存儲(chǔ)實(shí)體的信息。需要設(shè)計(jì)表間關(guān)聯(lián)來(lái)保證數(shù)據(jù)完整性，通過(guò)關(guān)聯(lián)來(lái)降低冗余。

（2）數(shù)據(jù)的規(guī)范化

數(shù)據(jù)的規(guī)范化有利于消除數(shù)據(jù)庫(kù)冗余。為了保證數(shù)據(jù)查詢的效率，特別是在對(duì)綜合性月報(bào)，季報(bào)和年報(bào)進(jìn)行查詢的時(shí)候，能夠快速查詢出結(jié)果來(lái)，就需要允許一定的數(shù)據(jù)冗余，來(lái)保證效率。

（3）數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化是對(duì)數(shù)據(jù)的名稱、類型、值域等內(nèi)容進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化?！皼](méi)有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，就沒(méi)有信息化”，因此，數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化是保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的前提。

（4）數(shù)據(jù)的編碼化

由于在鉆井業(yè)務(wù)中，涉及到大量的物資，就需要在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮物資編碼問(wèn)題。同樣，其它的數(shù)據(jù)也可能涉及到編碼的問(wèn)題。在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)階段就必須確定數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則。將需要編碼的數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則確定下來(lái)，對(duì)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能具有很大的影響。

（5）命名的分類化

將數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象（表、索引、視圖等）按照業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分類命名，即在對(duì)象名稱中將代表業(yè)務(wù)的編碼作為對(duì)象名稱的前綴或者后綴。這樣，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的時(shí)候，一個(gè)業(yè)務(wù)的所有業(yè)務(wù)對(duì)象將集中到一起，便于操作，提高工作效率。所有數(shù)據(jù)庫(kù)操作和開(kāi)發(fā)人員都按照統(tǒng)一規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。

3.2 鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的分析

（1）需求分析

需求分析是所有工作的基礎(chǔ)。需求分析工作的好壞直接影響到數(shù)據(jù)庫(kù)范圍的確定和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是否完整。根據(jù)鉆井的業(yè)務(wù)過(guò)程，對(duì)鉆井業(yè)務(wù)進(jìn)行分段處理，即將業(yè)務(wù)過(guò)程分為鉆井設(shè)計(jì)前期階段、設(shè)計(jì)階段、鉆井階段、完井階段。然后，再在每一個(gè)階段中，從初始的業(yè)務(wù)開(kāi)始逐步分解業(yè)務(wù)過(guò)程，并對(duì)每一個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典進(jìn)行描述。數(shù)據(jù)流圖描述業(yè)務(wù)中涉及到的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)字典則是各類數(shù)據(jù)描述的集合。它包括了數(shù)據(jù)名稱，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義，別名，長(zhǎng)度，類型精度等信息。

（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)需求分析階段產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行綜合、歸納和抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于任何數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的概念模型。在抽象和提取實(shí)體的過(guò)程中，業(yè)務(wù)人員和設(shè)計(jì)人員仍然可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論和補(bǔ)充遺漏的信息。

（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就是將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果轉(zhuǎn)換為某個(gè)數(shù)據(jù)模型上，如關(guān)系模型。這里計(jì)劃將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)換到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型上，這樣就可以將鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)建立到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)上。這里將通過(guò)工具如ERWIN等將概念模型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)上即生成表。生成表后，根據(jù)第三范式標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)表的關(guān)系進(jìn)行分析，以減少數(shù)據(jù)的冗余，同時(shí)對(duì)有限制條件的表列和表記錄，在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加限制。

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)

這部分主要是為邏輯模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法），根據(jù)處理要求，進(jìn)行存儲(chǔ)安排。本階段對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的物理設(shè)置將對(duì)以后數(shù)據(jù)庫(kù)性能的提高產(chǎn)生很大的影響。endprint

（5）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后即可投入到實(shí)際的使用中。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要不斷的對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整和修改。主要包括：a.數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)。b.數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性控制。在數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行過(guò)程中，由于應(yīng)用環(huán)境的變化，對(duì)安全性的要求也會(huì)發(fā)生變化，比如原來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)一些操作員是保密的，現(xiàn)在對(duì)所有的業(yè)務(wù)員都可以查詢了，那就涉及到對(duì)原來(lái)的安全性進(jìn)行修改。c.數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)。在數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的工具，監(jiān)督系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率。d.數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造。在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于對(duì)記錄進(jìn)行增、刪、改、查后數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)情況會(huì)變壞，降低了存儲(chǔ)和查詢的效率。需要對(duì)一些數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，進(jìn)行重構(gòu)，最典型的例子就是索引，在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，需要將所有的索引重新建立，以提高查詢的效率。

（6）數(shù)據(jù)庫(kù)安全性

a. 用戶權(quán)限的管理。采取許多安全特色使得可以更好的控制用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)；根據(jù)用戶所屬角色的權(quán)限來(lái)確定業(yè)務(wù)員所能操作的功能和維護(hù)的數(shù)據(jù)。b. 數(shù)據(jù)庫(kù)的安全機(jī)制。充分利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的安全機(jī)制，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)安全進(jìn)行保護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件通過(guò)此數(shù)據(jù)庫(kù)用戶連接數(shù)據(jù)庫(kù)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的安全性。

4 鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

（1）鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)表的字段算法。數(shù)據(jù)庫(kù)表內(nèi)的字段可分為兩大類：一類為直接錄入的字段，另一類需要進(jìn)行一定關(guān)系轉(zhuǎn)換的字段，即統(tǒng)計(jì)字段。對(duì)于簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)字段由于可以直接在數(shù)據(jù)字典中標(biāo)定，故可在創(chuàng)建數(shù)據(jù)表時(shí)實(shí)現(xiàn)其算法。對(duì)于復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)字段，由于需要調(diào)用其他數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，因此需要進(jìn)行編程處理。

（2）鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)表的創(chuàng)建。在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，表是數(shù)據(jù)庫(kù)的基本對(duì)象，也是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主要手段，與桌面數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件類似，不管應(yīng)用中的表由多復(fù)雜，都可以使用（拆成）一個(gè)或多個(gè)表來(lái)表示，用以存放實(shí)體的數(shù)據(jù)。

（3）鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)。本文所講的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)主要是指利用PL/SQL編程語(yǔ)言和工具來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系字段的算法，由于某些字段的算法比較復(fù)雜，需要使用存儲(chǔ)過(guò)程、函數(shù)和視圖等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上研究和分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）鉆進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用在鉆井工程中可降低鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)，減少鉆井成本，減輕現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。

（2）鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)基于Oracle開(kāi)發(fā)的主要優(yōu)點(diǎn)有：

a.用較少的資源就可以支持很多的用戶，最大可支持上千個(gè)用戶；b.Oracle提供了基于角色（ROLE）分工的安全保密管理。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能、完整性檢查、安全性、一致性方面都有良好的表現(xiàn)；c.數(shù)據(jù)庫(kù)支持大量多媒體數(shù)據(jù)，如二進(jìn)制圖形、聲音、動(dòng)畫以及多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等；d.提供了新的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)能力?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)較方便地讀寫遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)，并有對(duì)稱復(fù)制的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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