基于GIS的油气勘探开发档案利用服务研究

摘要：针对当前油气勘探开发档案利用服务中存在的不足，论文基于GIS技术设计了包含支撑层、数据层、服务层、应用层的油气勘探开发档案利用服务系统架构，以便从档案系统、业务系统等汇聚各类档案数据，利用数据中台开展数据治理和提供服务。系统所具有的集成检索、在线地图、集成展示等功能模块，可以实现油气勘探开发档案按区域、对象、专业、分类等多样叠加、集成展示，进一步提升档案“可视化”和用户利用“便捷化”程度。

关键词：地理信息系统 油气勘探开发档案 数据中台 档案利用服务

油气勘探开发档案是在石油、天然气勘探与开发过程中形成的，具有保存和查考价值的文字、图表、数据、图像、音频、视频，以及标本、样品等各种形式和载体的信息记录。油气勘探开发工作一般基于一定的区域开展地质研究、物探工作和钻井，其一环扣一环的工作流程决定了油气勘探开发档案具有很强的现实适用性和二次开发价值，[1]其区域性的工作性质赋予了油气勘探开发档案独特的地理空间信息，也决定了用户利用此类档案时对按区域、专业等集成展示、综合应用的需求。地理信息系统（Geo？ graphic Information System，GIS）是一种用于对地理空间数据进行采集、存储、操作、分析、显示和输出的计算机系统，具有强大的空间分析能力，能够把地图功能与一般的数据库操作（查询、展示、统计分析等）集成在一起，通过对空间数据、属性数据进行综合处理，以可视化方式，集成展示地理空间中的各类属性数据。应用GIS技术，能够对油气勘探开发档案中的地理空间信息进行有效管理，构建油气勘探开发档案空间数据库，实现勘探开发一张图，提升档案“可视化”和用户利用“便捷化”程度。

我国油气勘探开发档案主要由部省两级国土资源主管部门的地质资料馆以及受自然資源部委托的地质资料保管单位提供利用服务，由各企业（油气勘探开发档案形成单位）在一定范围内提供内部利用服务。近年来，部省两级国土资源主管部门的地质资料馆主要通过全国地质资料馆网站、各省馆门户网站、“地质云3.0”等提供数据及馆藏资料查询、专题信息服务、资料加工等。各相关企业也纷纷通过自己的档案管理系统，提供油气勘探开发档案的网络检索、浏览与下载服务。

虽然全国地质资料馆及省馆等建立了部分专题数据库，提供专题服务，但服务方式主要还是“你查我找”的被动式服务。各级地质资料馆及企业档案部门多数依赖明确的需求，提供纸质档案的借阅、复制服务，电子档案的在线检索、浏览、下载等服务，在向普通公民宣传或是提供主动服务方面还有待改进。[2]

此外，各类利用服务系统的资源集成性有限，虽然有“地图搜索”功能，但是基本为单一类型的数据标签呈现，不支持档案数据的集成检索和快速利用，无法实现按行政区划、盆地构造、地震工区等集成展示各类成果报告、图件，地质数据，物探数据，测井、录井数据，岩心图文数据等。

基于此，若能将油气勘探开发档案与GIS结合，打造油气勘探开发档案利用服务系统，用点、线、面等空间形态将油气勘探档案定位信息在背景上表现出来，[3]集成展示地质、地层情况，项目研究、物探、单井等各类油气勘探开发档案目录及电子原文，以可视化的方案，使档案需求得到进一步的激发和满足，[4]便能切实提升油气勘探开发档案利用服务效率。

基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统设计，包括系统架构设计和系统功能设计。下文将展开详细论述。

（一）系统架构设计

基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统，是一个系统性、集成性、安全性的平台，其系统架构分为支撑层、数据层、服务层、应用层（见图1）。

1.支撑层是系统运行的前提条件，包括各种服务器集群、存储设备、网络设备、安全设备以及操作系统软件等，为系统安全、平稳运行、快速响应提供软硬件支持。

2.数据层为系统构建和运行提供数据支撑，主要涉及三个方面：一是基础地理信息数据，包括矢量数据、卫星影像数据、地名标注数据等。二是档案数据及业务数据，包括来源于档案系统的油气勘探开发档案相关数据，如题名、摘要、关键词等元数据信息，电子档案等原文信息，馆藏单位、借出状态、归还时间等管理状态信息等；其他业务系统的科研数据，如实时生产数据等。三是其他数据，包括专题数据、专题文献，以及用户贡献等。

3.服务层是基于数据中台和GIS的服务聚合，包括汇聚服务和功能服务。汇聚服务是利用数据中台开展数据汇聚、数据治理、数据管理，提供标准化服务，即通过标准化的接口，将基础地理信息数据、档案数据及业务数据、其他数据悉数接入，实现数据汇聚，形成数据湖。汇聚服务还通过主数据管理和版本控制等数据治理手段，实现“湖中”数据的关联和安全性，在此基础上进行数据汇聚整合和加工挖掘等管理工作，并根据应用服务请求，提供标准化的数据服务。功能服务主要基于GIS的空间数据管理和地图功能，开展电子地图服务、目录服务、查询服务、定位服务等。

4.应用层是系统的展示窗口，直接面向最终用户，包括地图浏览、区域定位、数据集成展示、应用操作等。应用层支持用户在地图浏览过程中，通过行政区划、盆地构造、地震工区、矿权区块等，锁定感兴趣区域的档案数据、地质数据、地层数据、项目情况等，并可进行授权范围内的电子图文数据浏览、下载，以及纸质档案借阅申请等操作。

（二）系统功能设计

根据油气勘探开发档案的区域性、集成性利用需求特点，结合油气勘探开发档案类型的多样性，系统通过集成检索、在线地图、集成展示、个人中心、数据维护五大功能模块，实现油气勘探开发档案集成化、可视化、便捷化利用服务。

1.集成检索。该功能模块支持对系统中各类档案数据、业务数据、地理信息数据、其他专题数据等信息内容，进行模糊检索和高级检索，打造一站式检索方案。用户可通过感兴趣的一个或一组关键词，准确定位相关信息内容，也可以根据系统提供的高频词汇推荐、历史搜索记忆等，进行漫游式查看。在信息呈现上，系统利用GIS强大的多层数据集成展示功能，根据用户选择的兴趣点/兴趣区域，将各类档案进行信息分类、集成展示。例如，借鉴百度地图、高德地图等商用地图软件中“附近的商场、加油站、学校、医院”等集成展示方案，支持“搜周边”功能，以地理坐标为切入点，叠加或单一展示目标区域内单井、科研项目、地震、岩心岩屑图文数据等，实现油气勘探开发档案在地理空间上的映射。而系统最终呈现信息内容的繁简程度，则根据用戶兴趣区域的缩小、放大以及用户选择档案类型的多少随时调整。通过档案信息在地理空间的分类、集成展示，可以为用户提供所见即所得的可视化检索体验。

2.在线地图。在线地图以国家的地理信息公共服务为背景底图，提供GIS地图常用操作功能，如地图浏览、缩放、漫游、量算等，选择或框选兴趣点、兴趣区域，进行基本的长度、面积测量。该功能模块也支持用户根据使用习惯和所查询档案内容，在矢量地图和影像底图间自由切换，选择最优呈现效果。此功能主要结合集成检索和集成展示模块使用，为基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统提供基础地图服务支撑。

3.集成展示。该模块主要通过资源图层、区位图层的自由多样叠加，打造多专业、多载体、多形式、多内容的档案信息集成服务，实现油气勘探开发档案集成展示与检索利用。其中资源图层按资源内容分类，包括单井档案、研究项目档案、地震数据、岩心岩屑等油气勘探开发档案资源；区位图层按地理信息属性分类，包括行政区划、盆地构造、地震工区、矿权区块、圈闭区带等空间划分。集成展示模块通过GIS底图数据与单井井位坐标、研究项目所在位置、地震工区位置、构造位置、盆地位置、矿权拐点坐标等进行叠加、结合，实现投射，生成不同的专题图层，实现按区域、对象、专业、分类展示关联的档案信息。

以单井档案专题图层为例，用户可通过地图浏览、查看感兴趣区域内单井分布情况，或通过集成检索定位到某一口单井，综合查看单井基础信息、钻井、测井、录井、分析测试、采油气、井下作业等档案信息及图文数据情况。当用户锁定某件档案时，可查看该件档案的各项著录信息，如档号、件号、形成单位、形成时间、编写者、关键词、摘要、页数、馆藏机构等，并在权限范围内浏览和下载电子文件，或是通过加入“购物车”的形式，申请借阅纸质档案。同时，档案数据经汇聚服务处理后，关联关系被充分挖掘和展示。当用户浏览某件档案的详情页面时，系统会在该页同时推送相关档案的列表。相关档案主要包括同一个编写者形成的，或属于同一口井、同一个项目、同一个地震工区的档案等。这些关联档案被主动、集成地展示出来，让用户在浏览中拓展思路、发掘所需，进而激发用户潜在需求，提升档案的利用效率。

4.个人中心。该模块支持用户根据科研、学术和兴趣爱好需要，将地理坐标、矿权、地震工区、油气藏、单井、科研项目等内容和关键词进行组合，实现专题定制并查看专题中档案信息的系统推送、汇聚情况。同时该模块也支持用户在油气勘探开发档案利用过程中，添加对相应档案或区域、单井等的认识、评价、补充信息等，并将其计入用户知识贡献统计。用户可在个人中心随时查看和完善自己的知识贡献内容，也可以提交档案借阅申请，查询本人的浏览、下载、借阅历史等。

5.数据维护。数据维护功能通过三种方式实现。一是用户维护，即支持用户知识贡献，打造一个开放、互动的知识平台。二是油气勘探开发数据的接入，主要是通过标准化的系统数据接口，不断接入相关业务系统中油气勘探开发档案数据，实现“大档案”“大数据”的管理，提升油气勘探开发档案整体的利用效率和活力。三是常规的档案管理人员数据维护，包括档案信息的分类和维护、档案数据的著录等。如目录树的建立和维护管理，专题档案的汇集，档案信息著录，档案案卷、文件数据导入，档案图文数据批量挂接，形成多级、多元的档案数据目录结构。

基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统的构建，是一个系统的、持续的过程，需要通过健全保障机制、建立标准规范、加强数据治理和发挥档案工作人员积极性等来落地，实现利用服务工作的提档升级。

（一）健全保障机制

打造基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统涉及各项软硬件资源、数据资源的调用和管理，涉及系统设计、接口搭建、数据治理过程中与各业务部门甚至与油气勘探开发、单井地质设计、钻井、录井、测井公司等跨部门、跨单位、跨专业的协调共建。要最终实现该系统的功能，需要建立、健全保障机制，由主管部门牵头，开展顶层设计，自上而下进行推动；需要建立完善的组织机制，明确相关的责任主体及职责分配，打通管理和数据关口，从项目实施、经费保障、技术投入、人员配备等方面加以保障。

（二）建立标准规范

基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统涉及的数据包括地理信息数据、卫星影像数据、档案系统数据、各类勘探开发系统动态产生的数据等，这些数据来源多样、格式不一、类型复杂、数量巨大，同一类数据在不同系统中的计量单位、编码规则、参考坐标系等，都可能存在不统一问题。建立健全油气勘探开发档案管理业务标准、数据标准、安全管理体系是系统实现的关键。项目组需要通过梳理业务流程，将业务流程化、流程标准化，打通数据归口、流向；通过建立数据标准、接口标准，实现跨系统数据统一，确保数据可交换、易共享且自动关联；通过建立安全体系标准，在保证系统流畅的同时，实现平台技术安全、计算机系统安全和档案数据安全。

（三）加强数据治理

无论是大数据、云技术还是区块链，无论是数据挖掘还是人工智能，这些不断涌现的新技术无不以高质量的数据为基础。[5]基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统建设也需要注重持续加强数据治理、获取高质量数据。项目组要在建立标准规范的基础上，持续开展数据治理工作，通过主数据管理和同步共享机制，理清矿权信息、构造信息、井信息、地震工區信息等的数据源头，避免重复，并通过对各类档案数据的规范化整理和检查，建立数据关联。例如，可以将油气勘探开发档案的地理信息值、时间属性等，与矿权坐标值、矿权有效期、行政区划、构造位置关联，实现按矿权、行政区划、构造位置等集成展示相关档案信息和数据，并持续检查、补充各类数据著录标引，确保著录信息的准确性、完整性，为油气勘探开发档案利用服务系统提供统一的主数据、元数据、图文数据等。

（四）发挥档案工作人员的主动性

基于GIS的油气勘探开发档案利用服务系统从业务需求、功能设计，到系统测试、系统评估等，都需要档案工作人员全程参与。在系统建设过程中，应充分发挥档案工作人员的主动性，提升统筹能力，包括准确判断信息价值，统筹不同系统之间数据的生成、归档、利用服务，统筹跨专业、跨部门的共享服务能力。[6]以档案工作人员为主导，以档案利用服务业务需求引导系统设计和研发，以专业助力数据治理、主数据研究、机器学习等过程的标准采用、数据处理，才能最终保障档案数据质量和利用服务质量，促进油气勘探开发档案利用服务效率的提升。

注释及参考文献：

[1]中国石化档案管理编写委员会.中国石化档案管理实务[M].北京：中国石化出版社，2013.

[2]黄霄羽.国外档案利用服务社会化的理论认识和实践特点[J].档案学通讯，2010（6）：1-44.

[3]孙沁.“互联网+”时代档案利用服务工作变革的几点思考[J].北京档案，2020（2）：32-34.

[4]王南南，张琪，王天文，等.基于GIS的南京城墙档案管理平台研究[J].档案与建设，2022（4）：60-61.

[5]张宁.主数据驱动视角下的企业档案数据资产管理[J].档案学研究，2019（6）：47-52.

[6]赵传玉，孙沁.“十四五”时期地质资料利用服务优化策略[J].北京档案，2023（1）：36-38.

作者单位：中国石化石油勘探开发研究院