基于GIS的数字油田系统的设计与开发

许晓宏，薛 皎 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100）

基于GIS的数字油田系统的设计与开发

许晓宏，薛 皎 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100）

结合地理信息系统 （GIS），针对目前油田信息化平台还不能很好的适应数字油田工作这一突出问题，运用空间数据库，实现了地质数据的读写管理、地质图件的管理与可视化、图形与属性的关联查询、多种地质专题图的绘制、动态资料统计图的绘制、三维数据体纵向任意切割油藏剖面等功能，能提高专业研究人员工作的工作效率，具有较好的应用前景。

GIS；数字油田系统；空间数据库

油田开发生产以及管理涉及多方面、多层次的复杂信息，这些信息表现出典型的三维空间分布特征和数据多样化的特点［1］。随着勘探开发的进一步深入，在油田勘探的日常开发生产中，会产生各种各样的动静态数据及资料。然而利用传统的方式对这些数据及资料管理的信息系统有着一定的弊端，如很难对数据进行高效的检索以及很难反映出油田所涉及的各个对象及其相关信息之间的空间分布关系。因此，需要建立基于GIS的油田的管理系统。

地理信息系统 （GIS）是一种获取、存储、检查、操作、分析和显示空间数据的计算机应用软件系统［2］，地理信息系统的优势在于能将地理空间位置与属性信息以及时间关联起来，进行数据的管理和空间分析［3］。把油田现场的数据与地理信息结合起来，利用地理信息系统技术把它们加以关联，把查询和分析结果以图形化的形式展现出来，可以为油田开发管理进行规划、判断和决策提供科学依据。

数字油田以油田实体为对象，是具有多分辨率、海量数据的一个数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统［4］，是油田油气地质特征、勘探开发过程和生产经营过程的数字化的虚拟体。该虚拟体在整个油田生命周期中不断完善，人类通过与该虚拟体的互动，不断加深对油田地质特征的理解，优化勘探开发过程，提升经营管理能力，从而为油田企业赢得最大的经济效益［5－6］。

1 系统的架构设计与功能设计

系统的总体结构由三层式C／S结构模型和B／S结构混合模式组成。

图1 C／S结构

1.1 三层式C／S结构模型

在三层式C／S结构模型中，把应用软件分为数据服务层、业务逻辑层、用户层3部分 （见图1）。遵循不同类别的数据要放在不同的数据库中的思想，通过SDK＋空间数据库引擎，把勘探石油图形数据放在数据库中；为了实现海量数据的管理以及支持多用户并发访问，用SDK＋管理大型关系数据库存储空间数据和属性数据。

1.2 B／S结构混合模式

B／S结构混合模式主要由4部分组成：数据库服务器，GIS服务器，Web服务器和客户端，提供网上图件查看功能以及一些不涉及高密度计算的图形处理（见图2）。

2 系统的主要功能应用

在C／S界面系统软件采用经典的WinForm窗体结构样式，讲究界面清晰简洁，各个功能模块分类明确，提高了用户界面的友好性，简化了用户的操作，完全面向对象的系统设计增强了系统的稳健性 （见图3）。在B／S界面中整个页面布局不密集，风格统一，按照使用功能的不同，页面被划分为各个不同的区块：中间部分为图件浏览查询区，左边是图件列表导航，右边为鹰眼和图层控制2部分 （见图4）。

2.1 信息查询

1）图件到属性的关联查询 通过鼠标左键查询对象的基本信息和图形对象关联信息。

图3 C／S模式界面

图2 B／S结构

图4 B／S模式界面

2）图件到图件的关联查询 选择平面图上的目标对象，通过鼠标双击图形对象，如果该对象存在关联的图件，则能查看与之相关联的剖面图件，系统会自动开打关联图件窗口，如图5所示。

3）属性到图形的关联查询 利用高级SQL查询功能，通过对各种条件的定制查询到相应的空间对象 （见图6）。

图6 属性到图形的查询方法示意

图5 双击平面图上的地震布线结果

2.2 专题制图

将隐藏的或不明显的信息突现出来是专题图的特点。通过专题图能找到地质现象，认识地质规律。

1）地质专题图的绘制 以绘制单值、分段、等级、点密度、统计、标签等统计专题图件为例。在图层控制器中选中当前打开的图件的待分析图层，右键激发弹出菜单，选择 ［专题图向导］，激发专题图制作向导 （见图7、图8）。

图8 地质专题图示例

图7 地质专题图的绘制

2）动态数据统计图绘制 动态数据统计图是油田生产动态信息的最好反映方式。绘制动态信息图先要准备好地质信息库中的动态信息数据，然后利用系统提供的动态数据统计图报表绘制工具进行绘制（见图9）。

3）三维数据体纵向任意切割油藏剖面 在传统的精细油藏描述研究过程中，受到工作量大的限制，常规的绘制方法是选择代表性油藏剖面。而该系统建立研究区地质体三维模型，可以绘制任意方向油藏剖面，大大简化了工作量 （见图10）。

图10 任意油藏剖面的绘制示例

图9 动态数据统计图报表绘制工具界面

3 结 语

油田的数字化是油田开发和社会信息化的必然发展趋势，也是油田更好发展的必经道路。该平台为相关技术人员提供了一个适用、易操作的软件平台，数据的查询、对比及计算、统计与分析以及各种专题地图的制作对比，提高了专业研究人员工作的效率。下一阶段的研究目标是在GIS的空间分析模块中嵌入储层建模、盆地模拟等相关的方法，让GIS在油气勘探开发和管理工作中发挥更大的作用。［1］Wu Xin-rong.GIS based information management system of oil field development ［J］.Journal of Jiang Han Petroleum Institute ，2004，26 （2）：151-152.

［2］李德仁，关泽群 .空间信息系统的集成与实现 ［M］.武汉：武汉大学出版社，2002.

［3］吴信才 .地理信息原理与方法 ［M］.北京：电子工业出版社，2002.

［4］何生厚，韦中亚 .数字油田的理论与实践 ［J］.地理学与国土研究，2002，18（2）：5-7.

［5］He Sheng-hou，Mao Feng.Digital oil field，theory，design and Practice［M］.Beijng：Science Press，2001.

［6］Li Jian-feng.Digital oilfield ［M］.Beijng：Chemical Industry Press，2006.

Design and Development of Digital Oilfield System Based On GIS

XU Xiao-hong，XUE Jiao（Yangtze University，Wuhan430100）

The current Oilfield information platform cannot provide efficient support for digitalizing oilfield.By using Geographic Information Systems（GIS）and Spatial Database，the realization of reading and writing management of Geological data，management and visualization of Geological maps，associating query of Graphics and attributes，mapping of variety of geological thematic maps，mapping of dynamic statistics maps，etc are achieved.It can improve work efficient of professional researchers and has good application prospects.

GIS；digital oilfield system；spatial database

TP311.52

A

1673-1409（2013）31-0051-03

2013-07-10

许晓宏 （1965-），男，博士，教授，现主要从事油藏描述、数学地质、GIS应用、计算机软件等方面的教学与研究工作。

［编辑］ 洪云飞