钻井工程数据库的研究和设计

2015-03-25罗栩栩长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

化工管理 2015年18期

罗栩栩（长城钻探工程有限公司工程技术研究院，辽宁盘锦 124010）

随着社会不断进步，科学技术水平不断提高，钻井工程方面的技术也如泉涌般不断更新，钻井工程信息的量也不断增加，灵活有效的使用这些信息显得越来越重要，如何有效利用钻井信息是个亟待解决的问题。其关键就在于建立一个科学、合理、行之有效的数据库，用于综合、整理、分析、处理有关的海量钻井工程信息。传统的钻井工程数据库大多依照1995年颁布的《石油钻井工程数据库文件格式》开发建立，但是，随着钻井信息井喷式的增长，传统数据库不能满足行业的要求，所以，建立新型钻井工程数据库势在必行。

1 需求分析

钻井工程数据库一般需要对钻井工程中的海量数据进行统一的存储以及管理，其需要满足的目标是：①数据一旦录入即可存储起来，有关的软件需要使用时，其可提供相应的服务，而且可以同时提供给多个软件同时使用；②有权限的软件（上层软件）可以对数据库中的相关数据进行查询、插入、更新、修改等操作；③新建立的钻井工程数据库需要具有扩展功能，有新的模块需要添加到数据库时，不需要进行大的修改即可完成相关操作，有新的钻井工艺软件需要使用数据库时，数据库可以通过简单地操作即可完成相关任务；④另外，钻井工程数据库需要适应科技的发展，即有新的技术产生时，钻井工程数据库可以支持新的技术。

2 数据库的设计

2.1 概念结构设计

以需求分析为基础，通过自底向上的方法进行概念设计，设计出具有独立性的概念模型。其表示方法是实体－联系法（E ntity－Relationship），简称E-R模型。

先进性局部的设计，然后将各个局部设计整合在一起形成一个完整的设计，最后对其进行相关的优化，完成整个概念结构设计。其中实体可以大致分为四个：油田、区块、井、井眼，油田与区块、区块与井、井与井眼的关系均为一对多的关系，油田的属性包括油田号、油田名称、油田位置等，区块的属性包括区块号、所处油田号、区块名称、区块号码、密码等，井的属性包括井号、所处区块号、井别、井型、井坐标等，井眼的属性包括井眼号、所处井号、井眼名称、井深、井坐标等。

2.2 逻辑设计

通过逻辑设计可以把E-R图中的内容转化为数据库支持的数据模型，E-R图中的每一个实体表示成一张图表，实体的每一个属性转变为表格中的属性列，每一个实体需要选择一个属性作为其主属性，即每个表格中选择一个属性列作为主键，主属性/主键的选择原则是该属性具有唯一性，可以作为实体的唯一标识，外键是用于连接两个表格的共同属性，实体间的关系可以用实体对应表格中的主键、外键等进行表示。油田表中主键为油田号，区块表中的主键为区块号，其与油田表的联系通过油田号实现，即区块表的外键——所处油田号，井表的主键是井号，其外键是所处区块号，经其与区号表相联系，井眼表的主键是井眼号，外键是所处井号。进行逻辑设计时需要注意数据的冗余，将属性进行规范化的分解，所得数据库符合第三范式，从而保证数据库数据的完整性和一致性。

根据实际的钻井工程，可将数据库分为五个方面的内容：钻井设计库，基本信息库，实时数据库，钻井工程库，辅助信息库。然后可将每一部分内容进行进一步的细化，即将五大类在细分为若干个实际工作中的小类。

2.3 物理设计

物理设计就是将逻辑设计产生的逻辑数据转化为相应的物理结构，然后利用相应的软件进行钻探工程数据库的具体创建，经过物理设计过程，可以提高钻探工程数据库的存储空间使用效率以及整个数据库的使用性能。

其基本任务是索引的建立。为逻辑表中的主键和外键都建立相关的索引，从而保证数据库的完整性以及唯一性。根据实际工作的需要，为使用频率比较多的字段也建立相应的索引，以方便相关工作人员的使用。例如使用次数比较多的“钻头尺寸”字段。数据库中将全局唯一标识符作为主键和外键，这种唯一性标识符不仅在表、数据库中具有唯一性，而且在相应的服务器中也是唯一的，从而保证数据库中相关数据的唯一性。

逻辑设计时，设计人员通过规范化（3NF）去除数据库中的冗余数据，保证数据的简洁性，简化数据库结构，但是，物理设计时的要求有所不同，需要根据实际的工作，综合考虑需要哪些具体数据，避免冗余数据不作要求，如果能提高系统的响应时间、提高工作人员办事效率，那么可以使用一定的冗余数据。