基于C／S的油气田动态信息管理系统的研究

2012-12-29张荣华

中国石油大学胜利学院学报 2012年1期

关键词：油气田信息管理系统客户端

张荣华

（山东胜利职业学院油气勘查与信息工程系，山东东营 257000）

基于C／S的油气田动态信息管理系统的研究

张荣华

（山东胜利职业学院油气勘查与信息工程系，山东东营 257000）

对基于C／S架构的油气田动态信息管理系统设计进行了研究。通过基于Oracle透明网关技术访问SQL＿Server数据库的实现，解决了油厂分布式访问问题，同时也满足用户对数据库扩展需求的目的；并且通过创建多数据接口，有效地解决对油藏数据不同查询需求、统计分析、曲线绘制式等问题。

动态信息；分布式访问；透明网关技术

信息管理系统已广泛应于生产、管理、科研等各个领域。随着现代油气田开发数据量日益剧增，深入了解度越来越大，深入了解和掌握油田开发状况、科学合理地采用工艺措施及生产管理、加强软件开发应用力度、解决好油气田开发管理等问题，就成为信息管理系统辅助油气田开发生产的重要途径［1］。油气田生产开发产生的信息由动态和静态两部分组成。动态信息主要包括日产油／日产水数据、月产油／月产水数据、动液面数据、注水数据、泵径／沉没度数据、试油数据、静流压数据。静态信息包括电测解释数据、井斜数据、砂组分层数据、钻井基本数据。笔者主要针对油气田开发动态信息进行信息管理与分析系统的设计与研究。

1 系统架构

软件体系结构定义了软件的局部和总体计算部件的构成，以及这些部件之间的相互作用关系。在系统的功能需求方面，体系结构还表达了系统需求和构成之间的对应关系。

现在开发应用软件时，信息平台的总体技术架构大都会选择采用C／S结构或者B／S结构。C／S结构就是客户机和服务器结构。C／S系统体系结构的工作原理是将应用任务分解成多个子任务，然后合理地分配给多台计算机分工完成。服务器端主要完成DBMS（数据库管理系统）的核心功能；客户端则完成数据处理、数据表示以及用户接口等功能［2］。目前应用软件系统大都采用C／S形式的两层结构。

油气田动态信息管理系统处理的主要是采油厂生产动态数据，随着采油厂生产的推进，每天都有新的数据产生，累积数据量大，对数据的处理、分析及显示效率是系统必须解决的首要难题。采用C／S模式能有效减轻服务器的负担，提高系统效率，故本系统设计采用C／S模式。针对企业现有应用系统和数据库系统的具体应用状况，设计了一个油气田动态信息管理系统框架，系统的总体结构包括两大部分：客户端功能部分和服务器基础数据库。

油气田动态信息管理系统总体体系结构如图1所示。

图1 油气田动态信息管理系统结构

利用该框架进行应用系统设计开发时，服务器端主要用来进行数据存数、管理，响应客户端的请求并提供相应的服务；客户机端则需要安装专用的客户端软件，承载各种应用服务，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。可以看出，本框架能充分发挥客户端PC的处理能力，

2 系统功能设计

油气田动态信息管理系统采用C／S结构，分为服务器端和客户端；一台服务器可为多台客户端提供系统功能服务，如图2所示。

图2 油气田动态信息管理系统应用结构

2.1 数据库设计

整个框架模型中服务器的核心是数据库，数据库质量的好坏是建立的数据库系统成败的关键因素所在。油气田动态信息管理与分析系统是一个使用了多种数据、信息量涵盖大的复合系统。因此，本系统数据的特点是：数据库所包含的描述属性较多，记录数大，涉及到字符、整型数据、浮点型数据和日期时间型数据等多种数据类型，各个数据表之间互相影响、互相渗透。为了设计高质量的数据库，数据库设计采用过程迭代和逐步求精的方法。

本系统设计采用SQL＿Server 2005作为数据库储存的主要平台。相比较其他的数据库管理系统，SQL＿Server 2005一方面能提供超大型系统所需的数据库服务，而且还为这些环境提供了全面的保护，具有防止问题发生的安全措施；另一方面，SQL＿Server 2005还具备强大的数据集成性、可伸缩性，以及数据分析功能，还提供了丰富的开发工具。SQL＿Server 2005集成了各种分析功能（包括数据挖掘，联机分析处理，数据存贮，析取、转换和加载工具）和强大的报表功能［3］。

在油田各个企业内部拥有的数据库平台不尽相同，可能同时使用了多个数据库平台，那么如何能够有效的整合这些分布不同数据库平台上的数据，实现不同数据库之前的数据共享呢？目前，大多数数据库管理系统之间都可以实现这种数据整合，只是各个厂商的具体实现技术不一样。这种不同数据库平台的数据整合互连称之为数据库的异构服务。Oracle的透明网关技术就是用来实现异构服务的。Oracle的透明网关技术相比较其他数据库管理系统的异构服务技术上要相对成熟些，它可以实现和SQL＿Server、Sybase、DB2、Informix等多种主流数据库的互连。

Oracle透明网关的体系结构相对简单，可以把它看做一个接口，实现了Oracle客户端和其他异构数据源的透明连接，而提供给客户的感觉就像访问ORACLE数据库一样。本系统设计使用SQL Server 2005作为数据库系统，考虑到系统的安全性与可扩展性，以及用户访问的分布式系统，设计采用Oracle客户端访问技术通过透明网关技术访问SQL＿Server 2005。

2.2 应用功能设计

油气田动态信息管理系统可选择Visual C＃.NET作为前端开发工具。C＃是现代编程语言的杰出代表之一，是C／C＋＋语言家族里第一个面向组件的语言，也是Mcriosoft.NET计划的核心编程语言，它支持C／S架构，具有代码简洁、设计灵活、运行安全、面向对象和强大的兼容性等特点。它既具备Visual Basic的高效性又包含了Visua1 C＋＋语言的强大功能，同时还具有与JAVA相同的跨平台特性。

油气田动态信息管理系统的应用功能就是客户端实现的具体应用，本设计主要包括数据查询、对比统计、地质分析、常用曲线绘制等四大功能模块。

（1）数据查询模块的功能是根据用户需求，查询出相关油气田开发数据供进一步分析，针对油田生产日数据、月数据根据查询条件进行查询，显示查询结果，制作曲线，报表输出。此模块主要包含油井日报查询、油井月报查询、水井日报查询、水井月报查询、区块／井组日报查询、区块／井组月报查询、开发数据查询、外部数据绘图、相对时间井组查询、单井静态数据查询。

（2）对比统计模块的功能是根据生产数据项进行数据分级，然后统计分析油井生产情况。主要功能包括：

1）产油量、产液量、含水、动液面分级统计模块根据油田日、月生产数据对产液量，产油量，含水，动液面等数据进行分级统计查询。

2）泵径、含水与沉默度分级根据用户提供的区块和层位统计该区块层位下的所有油井的泵径、含水和沉默度等。

3）自定义综合统计：主要根据动态分析的需要，通过给定的一组相关查询分析的综合条件，分类索引出满足此类条件的相关油水井，同时，对此类条件的采油井或注水井进行相关生产数据的统计，分析统计中系统使用的可以是油水井日报、也可以是油水井月报数据。

4）区块／井组日统计、块／井组月统计、区块旬度生产能力统计根据动态分析的需要根据查询条件对日报，月报数据进行检索查询。

（3）地质分析模块的功能是根据查询数据使用相关算法，如指数算法，对数算法，童氏算法等进行各种地质分析。主要功能包括：

1）产量递减预测主要完成的功能是根据用户提供的区块及其有效的时间段查询出时间和月产油（气）量的关系，并根据这种关系进行产油（气）量的递减预测，预测的方法主要集中在指数递减，双曲递减，直线递减，调和递减，衰减递减［4］。

2）重点井跟踪主要完成常用油井生产情况异常显示。

3）水驱曲线主要根据童氏图版进行相关的水驱分析，包括单井水驱曲线、井组水驱曲线、区块水驱曲线等三部分。

4）存水率与采出程度功能模块主要进行油井的含水与采出程度关系分析。

5）开采现状图主要根据油井生产情况生成油水对比的直方图或饼状图。产量递减分析，重点井跟踪，水井注采比，开采现状图，产量构成曲线，水驱曲线，含水与采出程度分析，存水率曲线等。

（4）常用曲线绘制是在查询，统计出数据后，采用制图控件开发曲线、饼图、直方图等。包括饼图绘制、直方图绘制、常规曲线绘制、双轴曲线绘制及曲线风格设置、标注设置等。

2.3 设计创新点和不足

本系统设计经过研究验证，达到了设计的目的和要求。本系统设计在以下两个方面有一定的创新：（1）基于Oracle透明网关技术访问SQLServer数据库的实现，可解决油厂分布式访问问题，同时也满足用户对数据库扩展需求的目的；（2）创建多数据接口，有效的解决对油藏数据不同查询需求，统计分析，曲线绘制式等问题。

由于技术水平和技术条件的限制，系统还有很多不足之处需要改进与完善，系统可以从如下方面予以改进与提高：（1）可以采用GIS技术对空间地理数据进行管理，进一步提高信息可视化功能；（2）图表曲线需要进一步美化，能对图表进行优化完善。