浅谈油田地面工程地理信息系统的可持续发展

2015-08-15刘遵良李娟王小雷

油气与新能源 2015年3期

刘遵良李娟王小雷

（1.中国石油集团工程设计有限公司新疆石油勘察设计研究院（有限公司）；2.新疆油田公司社会保险管理中心）

随着数字油田建设与运行的逐步推进，油田地理信息系统在油气综合预测、滚动勘探开发、生产综合管理等方面得到了较好的应用。通过数字油田的建设，逐渐向智慧油田的建设与应用发展［1］。

油田地面工程地理信息系统作为数字油田建设的基础，结合基础地理信息数据，在原油集输系统、天然气集输系统、长输管道系统、注入系统、给排水系统、消防系统、污水处理系统、电力系统、通信系统、道路系统和辅助系统等专业系统的强大数据支撑下，为油田地面工程产能建设、技能改造、维护运行等工作提供实时有效的空间信息和属性数据，并且，通过关联其他系统，在勘探、钻井、试油、测井、录井、采油、集输、储运等方面提供了完整、实时、可靠的基础数据［2-4］。

1 油田地面工程地理信息系统现状

中国西部某油田下辖约 10个二级油气生产储运单位，拥有各类井约 3.8万口，各类站、场、库约3 300座，各类管道约21 600公里，稀油、稠油、超稠油等生产系统完整，工艺流程多样。自 2000年以来，开始大规模建设数字油田，数字油田系统包括生产指挥、勘探、钻井、地面、采油、自动化控制、安全监控、物资管理、基础地理等约140个应用系统，为油田的全过程管理、运行和维护提供了完整的管理、指挥、调度、分析、查询、监督、存档等功能。

该油田地面工程地理信息系统完成了历史数据的建设，并且，实现了每年新建产能数据的正常化入库，一定程度上完成了部分二级生产单位的技术改造、维修大修等数据的采集与入库。通过基础地理信息系统、三维地理信息系统，实现了1∶50 000、1∶10 000、1∶2 000及1∶500不同比例尺的地形数据融合和海量数据发布，通过地面工程数据、油田景观模型叠加及右键功能实现与生产信息的集成应用，为数字油田提供了一个可视化平台。

该系统能够提供系统管理、基础数据维护、专业数据维护、报表、辅助规划等功能模块，可对数据进行及时更新，制作统计报表与专题图，为地面工程提供可共享的地面建设现状数据、统计分析数据、专业系统现状图等基础数据。在平台上可以进行点线面的标注、测量，进行叠加分析、缓冲区分区、路径分析、空间查询，并可关联其他系统，通过数据分析与应用，为油田地面工程建设提供高效的信息查询服务。

目前，虽然油田地面工程地理信息系统在平台建设、资金投入、人员保证和技术更新等方面基本实现了正常化，但是，在政策、资金、技术、人员和软硬件设施等方面仍然存在一些问题，阻碍了油田地面工程地理信息系统的可持续发展［4-7］。

2 影响可持续发展的因素

2.1 政策环境

油田地面工程地理信息系统的建设首先需要完善制度建设，以保证相关措施的有效落实，以及在资金、人员、技术等领域的持续投入，最终实现地面工程地理信息系统平台、软硬件设施、技术基础、数据采集等持续提升［8］。

该油田地理信息系统在初期建设过程中，各方面政策较为到位，能够在人员、资金、技术等方面予以保证，在系统规划、计划、建设与运维方面基本能够实现系统设计的主要目标。但是，随着系统的建成，各级管理部门、相关管理人员在持续投入方面出现了积极性不足、持续不强的情况［9］，导致部分环节、部分系统的政策环境跟不上形势的发展，部分工作得不到实际的支持。

2.2 资金投入

该油田地理信息系统建设初期，由于各级领导和主要管理部门较为重视，资金投入基本得到保证，建设与维护能够正常进行。近年来，由于种种原因，导致系统持续投入不足，在软硬件设施的更新、升级与人员费用等方面得不到保障，尤其是地面工程数据建设，由于每年的新建产能和技能改造、大修等数据需要及时入库，更是需要持续不断的资金支持，但是，由于投资控制较紧，导致该系统数据建设不能够系统化、持续地进行，在资金投向方面，也存在不能满足系统最主要的资金需要的问题。

2.3 技术升级

由于油田地面工程地理信息系统涉及面广，专业领域复杂，工艺流程多样，导致系统本身涉及的技术较为繁杂，且门类众多。在网络平台支持、数据库系统管理、网络数据发布、地理信息数据采集、地下管道探查、遥感影像处理、多源数据融合、各类技术协议、标准建设、体系保证等方面均需要升级改造。在系统软件、操作平台、容灾备灾、报表定制、空间分析、计算工具、数据集成与发布等方面也需要及时升级换代。但是，该油田地面工程地理信息系统在部分发布系统的定制、标准修编与发布、数据库软件、GPS（全球定位系统）采集工具、地下管道探测仪等方面还不能顺利升级换代，同时，在用户端的软件、浏览器、操作系统等方面也存在升级不及时的问题。

2.4 人员保证

由于油田地面工程地理信息系统涉及门类较多，从数据建设单位、系统运维部门、系统集成单位、基本建设管理单位、产能建设单位、施工单位、监理单位、数据源单位等几乎全部的生产管理和实施部门，到主管领导、管理人员及技术人员，一旦人员变化过频或补充不足，会严重影响数据的建设质量和服务质量。

2.5 软件升级

该系统基于Web Service（网络服务）服务架构的服务器端的软件、数据库软件、B/S（浏览器/服务器模式）或 C/S（客户端/服务器模式）服务分发软件、地理信息系统平台软件和数据处理软件、空间数据和属性数据的采集处理软件、坐标系统的转换与处理软件，以及数据用户端的分析、计算、处理软件，都需要随着操作系统的升级而升级，或者重新选择相关软件。

2.6 硬件升级

该系统涉及计算机网络、服务器、存储系统、容灾系统、系统软件、外部设备、机房环境等软硬件及设备，数据采集与处理的硬件，如，GPS、全站仪、无人机航摄系统、地下管道探测仪、地质雷达等，这些硬件每年都会遇到升级、审验、标定等问题，因此，需要建立一个正常化机制，保证这部分硬件及时升级，以使系统能够平稳顺利运行，从而保证数据质量及系统数据服务质量。

2.7 资源因素

数据资源是地面工程地理信息系统的基础，在系统应用过程中，没有数据的系统是没有任何价值的。每年新建的产能数据，油气生产单位技能改造、大（小）修所产生的数据等，都需要及时、完整、可靠地采集、整理、转换、质检后入库并发布。对于数据使用过程中发现需要更新的数据，也需要及时重新采集、入库并发布。

2.8 其他因素

若系统集成度不高或者集成效果不好，将直接影响数据建设与应用效果，继而间接影响到政策、人员、资金等方面的投入，从而导致地面工程地理信息系统可持续发展受到影响。

目前，多数油田已经开始智慧油田的建设，地面工程数据需要在知识结构、技术水平、专业建设、标准制订等方面与智慧油田进行结合，若结合不好，有可能导致否定地面工程数据建设成果的现象发生，从而直接或间接影响到地面工程地理信息系统的持续发展。

3 实现可持续发展的措施

3.1 政策持续保障

油田地面工程地理信息系统建设管理部门应高度重视系统的建设与运维，根据油田发展实际，出台相关的政策、法规，从宏观上把握系统建设运维的关键环节，为系统持续提升与发展提供政策支持。同时，应加大对资金、技术、人才的支持力度，通过有效的激励机制，提高相关管理和技术人员的工作积极性；通过政策杠杆，推广有效的应用实例，在油田规划、设计、施工、维护等建设与管理环节，完善数据应用过程，提高建设效率；通过政策和制度的落实，持续改善系统的软硬件设施，完善相关技术标准，保证系统持续、高效地运行和发展。

3.2 加大整体投入

在油田地面工程地理信息系统的持续发展方面，需要加大整体投入，包括年度计划，资金支持，人才吸收，及时引进、升级相关软件，实时升级、更新仪器设备等硬件设施，增加、更新遥感影像等基础数据，改善网络平台，提升发布系统等工作。

在地面工程地理信息系统的整体投入方面，最重要的持续投入是对每年新建产能数据、历史冗余（错误）数据、技能改造与维修保养所产生数据的采集、整理和入库，这部分投入需要按照年度计划及时报批，落实资金计划，并监督计划落实情况。

3.3 完善技术体系

尽管通过数字油田的建设建立了完善的信息管理体系和标准规范体系，但是，在具体的技术体系方面还需要加大整体改进力度，尤其是在数据库逻辑结构的新增图元、代码配赋、图式符号等方面，需要根据相关国家标准和行业标准的升级而进行正常化的更新与升级，从而在身份管理、网关管理、组件注册、授权机制、访问日志、用户定制、离线应用、多业务协作、其他系统的关联、数据更新机制、质量控制与质量评价等方面建立持续发展的相关技术标准与运行维护机制。

3.4 健全标准体系

目前，该油田地面工程地理信息系统已完成了近10个大类、100个小类标准组成的标准体系，包括通用标准、数据基础标准、专业数据标准、项目数据标准、经营数据标准、地理信息标准、信息系统标准、基础设施标准、管理及服务标准等，基本覆盖了油田生产、科研、管理、决策的各个领域。但是，针对同一个标准或者同一类标准，存在标准认知不一致的问题，需要进一步完善、健全标准体系，并强化标准的适用范围和通用尺度要求。同时，信息化标准专业委员会应按年进行主要标准的审验、升级，根据国内外技术水平的发展，系统地对标准进行维护和更新。