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    中國(guó)石油勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化方案及解決措施
    ——以大港油田為例

    2013-03-24 01:28:34朱正平潘仁芳李功權(quán)么景臣
    關(guān)鍵詞:應(yīng)用層數(shù)據(jù)模型勘探

    朱正平,潘仁芳,馬 杰,李功權(quán),么景臣,陳 哲

    (1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430100; 2.中國(guó)石油大港油田公司信息中心,天津大港 300280; 3.哈里伯頓國(guó)際公司北京辦事處,北京 100004)

    中國(guó)石油勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化方案及解決措施
    ——以大港油田為例

    朱正平1,潘仁芳1,馬 杰2,李功權(quán)1,么景臣3,陳 哲2

    (1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢 430100; 2.中國(guó)石油大港油田公司信息中心,天津大港 300280; 3.哈里伯頓國(guó)際公司北京辦事處,北京 100004)

    中國(guó)石油勘探開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)是基于各專業(yè)縱向發(fā)展、相互獨(dú)立開發(fā)的,在統(tǒng)一、規(guī)范的勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)上難以直接運(yùn)行,系統(tǒng)應(yīng)用效率低.基于勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu)中存在EPDM數(shù)據(jù)模型覆蓋面不夠、綜合應(yīng)用層共享程度低、針對(duì)性差、數(shù)據(jù)傳輸與同步工作量大等問(wèn)題,分析系統(tǒng)架構(gòu)制約因素,提出優(yōu)化方案和關(guān)鍵技術(shù):利用異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成技術(shù),以中心主數(shù)據(jù)庫(kù)模型擴(kuò)展為基礎(chǔ),搭建邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層,分析并制定應(yīng)用系統(tǒng)集成及接口開發(fā)技術(shù)和框圖.大港油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明:系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化方案豐富了服務(wù)總線的應(yīng)用組件,能夠滿足油田科研信息化生產(chǎn)需求.

    勘探開發(fā)信息化;系統(tǒng)架構(gòu);數(shù)據(jù)模型;優(yōu)化方案;數(shù)字油田

    0 引言

    信息化建設(shè)是提高競(jìng)爭(zhēng)力、獲得更大收益的有效手段之一,也是全球石油公司的研究熱點(diǎn).美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”概念,引發(fā)全球石油及能源服務(wù)公司的關(guān)注[1—2].國(guó)外石油公司在無(wú)線遙感、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸、隨鉆錄井及隨鉆測(cè)井等領(lǐng)域[3—6]取得進(jìn)展,對(duì)提高油田工作效率、降低油氣生產(chǎn)成本等起重要作用[7—11].我國(guó)石油公司也推進(jìn)油田信息化系統(tǒng)建設(shè)[3],中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司率先提出“數(shù)字油田”概念[4],開展數(shù)字油田信息化建設(shè)綱要設(shè)計(jì),制定“十一五”油田信息規(guī)劃綱要[5—6].勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)是“數(shù)字油田”建設(shè)的重要組成部分.

    我國(guó)勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu)是中國(guó)石油按照信息技術(shù)總體規(guī)劃,建立覆蓋全油田的規(guī)范、統(tǒng)一、安全、高效的勘探開發(fā)數(shù)據(jù)管理服務(wù)體系,符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的一體化數(shù)據(jù)模型.該系統(tǒng)架構(gòu)以勘探與生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“A1系統(tǒng)”)和油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“A2系統(tǒng)”)數(shù)據(jù)庫(kù)為主數(shù)據(jù)庫(kù)層,連接數(shù)據(jù)源層和綜合應(yīng)用層,規(guī)范工作流程,實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)一體化,提高業(yè)務(wù)規(guī)劃與決策的科學(xué)性.基于中國(guó)石油勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型(Exploration Production Data Model,簡(jiǎn)稱EPDM)構(gòu)建的A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)難以覆蓋勘探開發(fā)應(yīng)用過(guò)程中所有數(shù)據(jù)類型,需要根據(jù)各油田實(shí)際業(yè)務(wù)需求不斷完善;基于EPDM的勘探開發(fā)信息化應(yīng)用系統(tǒng)及接口開發(fā)不夠完善,影響系統(tǒng)應(yīng)用效率,有必要調(diào)整與優(yōu)化現(xiàn)行系統(tǒng)架構(gòu),以滿足油田實(shí)際應(yīng)用需求.

    1 系統(tǒng)架構(gòu)

    自2002年,中國(guó)石油在各油田公司構(gòu)建A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),為建設(shè)數(shù)字油田起到較大推動(dòng)作用.在分析中國(guó)石油各油田公司現(xiàn)狀與需求、借鑒國(guó)際石油公司信息化建設(shè)實(shí)踐及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)基礎(chǔ)上,該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)形成中國(guó)石油A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案,成為我國(guó)現(xiàn)行勘探開發(fā)信息化建設(shè)的主流架構(gòu)設(shè)計(jì)方案[12].該設(shè)計(jì)方案劃分為數(shù)據(jù)源層、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層、主數(shù)據(jù)庫(kù)層及綜合應(yīng)用層4個(gè)層次(見圖1):

    圖1 勘探開發(fā)信息化建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 System frame diagram of exploration development informationization construction

    (1)數(shù)據(jù)源層:根據(jù)數(shù)據(jù)屬性對(duì)數(shù)據(jù)分類,為系統(tǒng)存儲(chǔ)作準(zhǔn)備;負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的錄入、實(shí)時(shí)傳輸和質(zhì)量控制.在已有專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上,根據(jù)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確、及時(shí)、高質(zhì)量地采集油氣田勘探開發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)項(xiàng)與數(shù)據(jù)源映射的唯一性,同時(shí)要求不能拆分同一業(yè)務(wù)活動(dòng)的數(shù)據(jù)集,且源數(shù)據(jù)集不能跨業(yè)務(wù)單元;數(shù)據(jù)庫(kù)輸入信息必須通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)機(jī)制,數(shù)據(jù)質(zhì)量審核后存入相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù).

    (2)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層:為主要數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)層,用戶主要是油田公司各二級(jí)單位科研和管理人員.支持油田公司各采油廠級(jí)、專業(yè)服務(wù)公司進(jìn)行各專業(yè)數(shù)據(jù)的采集、管理和應(yīng)用,支撐各自專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)研究;分析、加工和整理專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)后,按要求定期傳送到主數(shù)據(jù)庫(kù).

    (3)主數(shù)據(jù)庫(kù)層:以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)模型技術(shù)和集中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略為指導(dǎo),建立油田級(jí)的勘探開發(fā)一體化主數(shù)據(jù)庫(kù),保護(hù)各類高質(zhì)量、高價(jià)值的數(shù)據(jù),同時(shí)為綜合應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)源.

    (4)綜合應(yīng)用層:以滿足油田業(yè)務(wù)需求為目標(biāo),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工、分析與處理,構(gòu)建油田地質(zhì)和油藏模型;根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)作出更新,指導(dǎo)業(yè)務(wù)人員開展日??碧缴a(chǎn)研究任務(wù).

    以構(gòu)造解釋為例(見圖1),箭頭表示數(shù)據(jù)流.首先將現(xiàn)場(chǎng)采集的勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(鉆井、錄井、測(cè)井、試井等)和地震數(shù)據(jù)體等按專業(yè)需求初步加工、整理后傳輸?shù)礁鲗I(yè)數(shù)據(jù)庫(kù);然后對(duì)從專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)體等進(jìn)一步加工、整理,同步傳至統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中,搭建勘探開發(fā)一體化研究數(shù)據(jù)平臺(tái)層;最后通過(guò)自定義接口工具或工區(qū)備份恢復(fù)模塊(OpenWorks工區(qū))為各專業(yè)應(yīng)用軟件(如GeoFrame、OpenWorks)分發(fā)測(cè)井曲線、地質(zhì)分層、地震數(shù)據(jù)體等數(shù)據(jù),并審查構(gòu)造解釋成果數(shù)據(jù)(如斷層、層位、構(gòu)造圖等),更新至A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中.

    該系統(tǒng)架構(gòu)方案?jìng)?cè)重于數(shù)據(jù)源層、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層和主數(shù)據(jù)庫(kù)層的建設(shè),對(duì)基于A1、A2系統(tǒng)的應(yīng)用層研究相對(duì)較少,除了對(duì)基于A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)查詢的水晶報(bào)表和基于靜態(tài)綜合查詢與瀏覽的PE系統(tǒng)應(yīng)用外,對(duì)其他系統(tǒng)應(yīng)用仍獨(dú)立運(yùn)行在各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)上,難以兼容和共享.因此,需進(jìn)一步擴(kuò)展開發(fā)綜合應(yīng)用層功能,使其滿足業(yè)務(wù)需求.

    2 制約因素

    (1)EPDM限制綜合應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)類型的要求.EPDM是以石油技術(shù)開放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟(Petrotechnical Open Standards Consortium,簡(jiǎn)稱POSC)制定的Epicentre模型為標(biāo)準(zhǔn),蘭德馬克公司的工程數(shù)據(jù)模型(Engineering Data Model,簡(jiǎn)稱EDM)和中國(guó)石油工程數(shù)據(jù)模型(PetroChina EDM,簡(jiǎn)稱PCEDM)為基礎(chǔ),根據(jù)A1、A2項(xiàng)目規(guī)范要求,吸收中國(guó)石油勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型(PCDM)成果,涵蓋勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的一體化數(shù)據(jù)模型.

    EPDM是將勘探開發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)加工、重組、集成后的一體化數(shù)據(jù)模型,主要由基本實(shí)體、地球物理、鉆井、地質(zhì)錄井、測(cè)井、試油試采、樣品實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)油藏及生產(chǎn)測(cè)井等部分組成,包括173張數(shù)據(jù)表和4 355個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng).為降低數(shù)據(jù)冗余,以致缺少部分關(guān)鍵過(guò)程及成果數(shù)據(jù),使數(shù)據(jù)模型存在一定局限性.以地球物理應(yīng)用為例,EPDM主要包括重力、磁法、電法、化學(xué)、放射性、地震勘探等地球物理勘探方法獲取的工區(qū)、工程施工、野外采集等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),但沒(méi)有納入構(gòu)造解釋層位、斷層線及構(gòu)造等值線等關(guān)鍵數(shù)據(jù),應(yīng)用時(shí)需要對(duì)模型進(jìn)一步擴(kuò)展.

    (2)應(yīng)用系統(tǒng)共享程度低、缺乏針對(duì)性.首先,中國(guó)石油各油田公司已建立較為成熟的勘探開發(fā)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù),并基于各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng),但無(wú)法直接運(yùn)行在邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)上,應(yīng)用系統(tǒng)間的共享和溝通程度不高,不能為油田的決策提供全面信息咨詢服務(wù).其次,從數(shù)據(jù)流的角度,不同系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)提取、分析、加工和返回,以及對(duì)數(shù)據(jù)交互性的要求存在較大差異,如數(shù)據(jù)瀏覽、查詢等任務(wù)需要訪問(wèn)廣泛數(shù)據(jù)類型,對(duì)交互性要求不高;地震解釋等專業(yè)應(yīng)用需要很強(qiáng)的交互性操作,應(yīng)用過(guò)程依賴于頻繁的交互式數(shù)據(jù)流.對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用任務(wù)缺少針對(duì)性分類,導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)交換層的任務(wù)需求對(duì)某些研究任務(wù)亢余,對(duì)另外研究任務(wù)不夠的現(xiàn)象.

    (3)數(shù)據(jù)接口開發(fā)包缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).在現(xiàn)有勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)中,連接主數(shù)據(jù)庫(kù)層和綜合應(yīng)用層的主要接口工具為PowerExlore和OpenSpirite,智能化程度不高,兩個(gè)層次間數(shù)據(jù)傳輸主要采用2種方式:由PowerExlore和OpenSpirite通過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式的導(dǎo)入導(dǎo)出形式,如GeoFrame、Jason等成熟商業(yè)軟件,相當(dāng)于增加中間處理過(guò)程,間接完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù);與A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)有類似數(shù)據(jù)模型的OpenWorks綜合解釋平臺(tái),可以通過(guò)軟件中內(nèi)置工區(qū)備份恢復(fù)模塊操作完成,可減少部分工作量,但難以達(dá)到智能化要求.

    3 優(yōu)化方案和關(guān)鍵技術(shù)

    在制定優(yōu)化方案時(shí),在現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上,針對(duì)制約因素加以改進(jìn)和優(yōu)化,進(jìn)而提出優(yōu)化方案:(1)構(gòu)建全面、統(tǒng)一的勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)庫(kù);(2)構(gòu)建分類合理、與數(shù)據(jù)庫(kù)層真正分離的綜合應(yīng)用層;(3)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的互連互通.

    相應(yīng)優(yōu)化方案采取4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):(1)勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與擴(kuò)展;(2)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的解析與映射;(3)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成;(4)應(yīng)用系統(tǒng)接口開發(fā).其中(1)和(2)的實(shí)現(xiàn)是優(yōu)化方案的主要技術(shù)環(huán)節(jié);(3)和(4)是在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)基礎(chǔ)上,構(gòu)建分類合理且與數(shù)據(jù)庫(kù)真正分離的綜合應(yīng)用層的主要途徑.

    3.1 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與擴(kuò)展

    數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與擴(kuò)展是以業(yè)務(wù)需求為驅(qū)動(dòng),在EPDM基礎(chǔ)上,以POSC為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)知識(shí),提取業(yè)務(wù)需求的邏輯內(nèi)涵,確定模型設(shè)計(jì)的表空間和結(jié)構(gòu).對(duì)比模型間的差異,根據(jù)模型的業(yè)務(wù)需求研究設(shè)計(jì)與擴(kuò)展方案,進(jìn)而進(jìn)行模型的擴(kuò)展.

    以地球物理業(yè)務(wù)為例,數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與擴(kuò)展包括:

    (1)業(yè)務(wù)需求分析.根據(jù)工作原理不同,地球物理勘探方法分為化學(xué)、磁法、電法、地震、重力和放射性勘探等,通過(guò)地球物理勘探方法從不同角度獲取地層物理信息,利用相應(yīng)的地球物理研究方法對(duì)地層信息進(jìn)行分析、處理、反演和解釋,進(jìn)而確定地下構(gòu)造和油氣分布規(guī)律.

    (2)模型對(duì)比分析.原EPDM描述地球物理專業(yè)各數(shù)據(jù)表之間的實(shí)體聯(lián)系,以工區(qū)表為主表,僅存儲(chǔ)工區(qū)、工程施工和野外采集等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其中“工區(qū),ID”字段是工區(qū)名稱唯一標(biāo)識(shí)碼,與其他子表的工區(qū)碼構(gòu)成工區(qū)聯(lián)系.必須先在主表中存入工區(qū)數(shù)據(jù),然后各子表才能存入對(duì)應(yīng)工區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)(見圖2),缺少地球物理方法的解釋成果信息.由于地震勘探是地球物理研究的重要手段,應(yīng)增加地震解釋成果數(shù)據(jù).

    圖2 擴(kuò)展前的地球物理基本實(shí)體模型Fig.2 Model of geophysics base entity before extension

    (3)模型擴(kuò)展方案.增加地震解釋成果數(shù)據(jù),如區(qū)域地質(zhì)反射層、地震解釋層位、解釋斷層線和解釋等值線等.其中,“區(qū)域地質(zhì)反射層”屬于區(qū)域性的地質(zhì)層位數(shù)據(jù),應(yīng)擴(kuò)展至“地質(zhì)油藏”下的“區(qū)域地質(zhì)”包中,做為“地質(zhì)單元”的子表;“地震解釋層位”應(yīng)擴(kuò)展為EPDM中“地震解釋成果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”和“區(qū)域地震反射層”的子表;“地震解釋斷層線”、“地震解釋等值線”應(yīng)擴(kuò)展為“地震解釋層位”的子表,擴(kuò)展方案見圖3.

    圖3 擴(kuò)展后新增的地球物理表模型Fig.3 Added table model of geophysics base entity after extension

    3.2 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)解析與映射

    各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體的模型類型不同(如Oracle、SQL Server等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)模型),主要數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)差異較大,為典型的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng).為實(shí)現(xiàn)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)集成,建立勘探開發(fā)一體化中心主數(shù)據(jù)庫(kù),采用實(shí)現(xiàn)方式:(1)構(gòu)建實(shí)體中心主數(shù)據(jù),通過(guò)開發(fā)數(shù)據(jù)遷移接口并定時(shí)自動(dòng)執(zhí)行接口程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化遷移同步;(2)構(gòu)建虛擬中心主數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)建立基于元數(shù)據(jù)模型的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)集成[13—14].文中采取第(2)種方式實(shí)現(xiàn)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)集成.

    根據(jù)映射層次不同,映射關(guān)系分為模式層對(duì)應(yīng)關(guān)系、表間對(duì)應(yīng)關(guān)系和字段間對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括:(1)確定映射源數(shù)據(jù)庫(kù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù),將邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)定為目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù),將A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及其他各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)定為源數(shù)據(jù)庫(kù);(2)確定表級(jí)映射關(guān)系,即目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表與源數(shù)據(jù)庫(kù)中的表的對(duì)應(yīng)關(guān)系,是以元數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中,主要描述目標(biāo)表與源表的映射模式和映射規(guī)則公式;(3)在表級(jí)映射基礎(chǔ)上,進(jìn)一步細(xì)化映射關(guān)系,確定字段間映射關(guān)系[15—17].以分析化驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用中壓汞法毛管壓力曲線測(cè)定數(shù)據(jù)為例,描述異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的解析與映射過(guò)程:

    (1)確定映射模式:源數(shù)據(jù)庫(kù)為分析化驗(yàn)專業(yè)庫(kù),目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)為邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù).

    (2)確定表級(jí)映射:源數(shù)據(jù)庫(kù)的映射表為壓汞法毛管壓力曲線測(cè)定數(shù)據(jù)表(AJHW05—1),目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的映射表對(duì)應(yīng)為樣品數(shù)據(jù)表(SE—SAMPLE—DATA)、樣品分析項(xiàng)目數(shù)據(jù)表(SE—SAM PLE—ANALY—SIS—PROJ)和樣品分析指標(biāo)數(shù)據(jù)表(SE—SAMPLE—ANALYSIS—IDX—DATA).

    (3)視圖定制與實(shí)現(xiàn):首先建立源數(shù)據(jù)庫(kù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中表的字段級(jí)映射關(guān)系,然后根據(jù)映射關(guān)系,定制3張和目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的映射表對(duì)應(yīng)的視圖(V—SE—SAMPLE—DATA,V—SE—SAMPLE—ANALYSIS—PROJ和V—SE—SAID—GAS—WATER);通過(guò)編程完成字段級(jí)映射關(guān)系.主要字段屬性包括樣品編號(hào)、壓力點(diǎn)號(hào)、毛管壓力、汞飽和度、退汞飽和度、飽和度增量、累積進(jìn)汞量、孔隙半徑和J函數(shù).如實(shí)現(xiàn)退汞飽和度(字段屬性)字段映射的SQL語(yǔ)句為:

    3.3 企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成

    現(xiàn)行企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)彼此獨(dú)立,業(yè)務(wù)應(yīng)用缺乏聯(lián)系,為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)向集成性、綜合性轉(zhuǎn)變,要求集成并連接現(xiàn)行應(yīng)用系統(tǒng),共享信息和業(yè)務(wù)處理應(yīng)用,延長(zhǎng)生命周期.

    面向服務(wù)的架構(gòu)(Service Oriented Architecture,簡(jiǎn)稱SOA)是一個(gè)開放、可擴(kuò)展、可組合的分布式軟件架構(gòu)模型;它通過(guò)定義的良好接口和規(guī)則,將應(yīng)用程序的不同功能單元聯(lián)系起來(lái),是現(xiàn)實(shí)企業(yè)應(yīng)用集成的最佳途徑.接口定義方式獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言,使異構(gòu)系統(tǒng)中的服務(wù)以一種統(tǒng)一、通用的方式進(jìn)行交互.

    實(shí)現(xiàn)SOA模式的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成,主要手段是采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Webservice)和企業(yè)服務(wù)總線(En—terprise Service Bus,簡(jiǎn)稱ESB).基于ESB的多層SOA應(yīng)用系統(tǒng)集成模式(見圖4),分為系統(tǒng)層、總線層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用集成層.應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年維護(hù),內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,代碼間關(guān)系盤根錯(cuò)節(jié),令人難以理解.因此,首先需要從現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)中找出能夠作為服務(wù)發(fā)布的邏輯業(yè)務(wù)功能,并從相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)源代碼中提取出能夠承載該服務(wù)業(yè)務(wù)功能的代碼;然后對(duì)可重用代碼進(jìn)行清洗、包裝和發(fā)布服務(wù),實(shí)現(xiàn)對(duì)提取的可重用的服務(wù)及新開發(fā)的服務(wù)以松耦合的方式進(jìn)行集成,并以服務(wù)總線的形式,通過(guò)業(yè)務(wù)流程分析實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的集成改造,以及快速部署新的應(yīng)用系統(tǒng).

    圖4 基于ESB的SOA多層架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)集成模式Fig.4 Application system integration model of SOA multi—layer framework based ESB

    3.4 應(yīng)用系統(tǒng)接口開發(fā)

    數(shù)據(jù)的有效應(yīng)用體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)方面,即建立高效的、基于業(yè)務(wù)需求的視圖,視圖是業(yè)務(wù)專家對(duì)業(yè)務(wù)的提煉成果.

    在建設(shè)邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用系統(tǒng)接口開發(fā)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)視圖和基于視圖的WebService方式實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)過(guò)程見圖5.首先,以擴(kuò)展后的EPDM為目標(biāo),以經(jīng)業(yè)務(wù)專家提煉的業(yè)務(wù)需求為主導(dǎo),創(chuàng)建應(yīng)用層視圖;然后,根據(jù)各應(yīng)用服務(wù)組件對(duì)數(shù)據(jù)的個(gè)性化需求,通過(guò)編程的方式完成數(shù)據(jù)的個(gè)性化數(shù)據(jù)接口定制;最后,通過(guò)WebService方式,以服務(wù)的形式發(fā)布數(shù)據(jù)接口,注冊(cè)到企業(yè)服務(wù)總線,為應(yīng)用軟件提供數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)服務(wù),滿足個(gè)性化數(shù)據(jù)需求.

    圖5 應(yīng)用系統(tǒng)接口開發(fā)框圖Fig.5 Diagram of application system interface development

    應(yīng)用系統(tǒng)接口隔離應(yīng)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的直接訪問(wèn),通過(guò)與元數(shù)據(jù)權(quán)限結(jié)合,將用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的權(quán)限控制到字段和記錄級(jí)別,提高數(shù)據(jù)服務(wù)的安全性,實(shí)現(xiàn)從中心主數(shù)據(jù)庫(kù)向應(yīng)用層的數(shù)據(jù)傳輸與同步,自動(dòng)化程度高.

    4 優(yōu)化結(jié)果

    根據(jù)優(yōu)化方案構(gòu)建的新的系統(tǒng)架構(gòu)保留數(shù)據(jù)源層、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層和綜合應(yīng)用層,原系統(tǒng)架構(gòu)中的主數(shù)據(jù)庫(kù)層優(yōu)化為邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層(見圖6),數(shù)據(jù)源層基本維持原狀,主要優(yōu)化結(jié)果:

    圖6 優(yōu)化后的勘探開發(fā)信息化建設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.6 Optimized system frame diagram of exploration development informationization construction

    (1)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層:將A1、A2實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)納入專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的組成部分,保持A1、A2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)與各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳輸與同步不變,各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)仍作為初步加工后源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)層;A1、A2數(shù)據(jù)庫(kù)作為經(jīng)過(guò)驗(yàn)證和分析研究后的高質(zhì)量靜態(tài)資產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層.

    通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)集成的方式將各專業(yè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)集成到綜合應(yīng)用層,專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層僅承擔(dān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、讀取和管理等功能,實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用服務(wù)層的真正分離,提高數(shù)據(jù)管理的可操作性和工作效率.

    (2)邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層:包含油田勘探、開發(fā)各專業(yè)全部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),提供嚴(yán)格數(shù)據(jù)規(guī)范、自動(dòng)集成、自動(dòng)分發(fā)、統(tǒng)一管理、集中存儲(chǔ)、個(gè)性化發(fā)布的一體化的解決方案.為勘探開發(fā)業(yè)務(wù)專家和應(yīng)用軟件提供“一站式”數(shù)據(jù)服務(wù),使油田勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的一體化管理與研究成為可能.分為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口開發(fā)包SDK、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)整合及勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)模型3個(gè)層次,分別對(duì)應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)(1)、(2)和(4).

    邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)層與綜合應(yīng)用層的無(wú)縫鏈接與智能傳輸功能,是數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用服務(wù)分離的核心組件,向下通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)互連互通技術(shù),實(shí)現(xiàn)邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)層各實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫鏈接和數(shù)據(jù)庫(kù)整合;向上通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口開發(fā)包SDK為各應(yīng)用軟件定制相應(yīng)的接口程序,實(shí)現(xiàn)邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)與綜合應(yīng)用層無(wú)縫鏈接或智能傳輸.

    (3)綜合應(yīng)用層:綜合應(yīng)用層分為項(xiàng)目研究、動(dòng)態(tài)綜合查詢與分析、靜態(tài)綜合查詢與分析及綜合決策應(yīng)用評(píng)價(jià)系統(tǒng)等部分.

    項(xiàng)目研究部分繼承現(xiàn)有A1項(xiàng)目研究環(huán)境;動(dòng)態(tài)綜合查詢與分析部分集成現(xiàn)有水晶報(bào)表等系統(tǒng);靜態(tài)綜合查詢與分析部分主要來(lái)源于專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用功能,通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)集成研究,將各專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用功能模塊遷移到綜合應(yīng)用層,在平臺(tái)架構(gòu)下整合現(xiàn)有功能模塊,并針對(duì)業(yè)務(wù)需求,開發(fā)和完善新的功能模塊;綜合決策應(yīng)用評(píng)價(jià)系統(tǒng)是綜合應(yīng)用的最高層次,是在動(dòng)、靜態(tài)綜合查詢與分析和項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)上,不受數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用軟件及時(shí)間地點(diǎn)限制,供勘探開發(fā)研究和決策管理人員隨時(shí)隨地進(jìn)行井位部署、開發(fā)方案設(shè)計(jì)等,進(jìn)一步完善和加強(qiáng)綜合應(yīng)用層功能.

    5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

    大港油田結(jié)合油田開發(fā)需求和現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)狀,充分整合現(xiàn)有資源,優(yōu)化現(xiàn)有勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu),初步實(shí)現(xiàn)“一個(gè)中心、兩條主線、三個(gè)層次”的勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu).一個(gè)中心即邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù),邏輯集成油田現(xiàn)有鉆井、錄井、測(cè)井、試油、分析化驗(yàn)等12個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù).兩條主線即數(shù)據(jù)總線(數(shù)據(jù)接口開發(fā)包、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)解析與映射)和服務(wù)總線(應(yīng)用模塊組件),其中,數(shù)據(jù)總線對(duì)12個(gè)專業(yè)的模型及EPDM模型進(jìn)行全面映射和管理,包括模型映射、模型升級(jí)、代碼管理等功能;服務(wù)總線以中心主數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),采用數(shù)據(jù)庫(kù)視圖和WebServices接口實(shí)現(xiàn).三個(gè)層次即專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層、邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層和綜合應(yīng)用層.

    通過(guò)實(shí)施勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)大港油田原有應(yīng)用系統(tǒng)的改造升級(jí),如油藏開發(fā)效果評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)分析、單井措施地質(zhì)送修設(shè)計(jì)與管理軟件系統(tǒng)、開發(fā)井地質(zhì)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)、儲(chǔ)層損害礦場(chǎng)評(píng)價(jià)軟件等24套應(yīng)用系統(tǒng),全部基于新架構(gòu)下的服務(wù)總線實(shí)現(xiàn).

    基于優(yōu)化后系統(tǒng)架構(gòu)的應(yīng)用不受部門及數(shù)據(jù)庫(kù)限制,研究人員使用現(xiàn)有應(yīng)用模塊的同時(shí),可任意調(diào)用其他應(yīng)用模塊;研發(fā)人員可開發(fā)出基于邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)新的應(yīng)用模塊,豐富服務(wù)總線的應(yīng)用組件,提高大港油田科研水平和生產(chǎn)效率.

    6 結(jié)論

    (1)分析中國(guó)石油勘探開發(fā)信息化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀,基于A1、A2數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)架構(gòu)受現(xiàn)有模型設(shè)計(jì)限制,難以滿足勘探開發(fā)信息化業(yè)務(wù)要求;基于A1、A2數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)與其他應(yīng)用平臺(tái)的接口模塊開發(fā)不足.

    (2)在保留原中國(guó)石油數(shù)據(jù)源層、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)層和綜合應(yīng)用層,將原系統(tǒng)架構(gòu)中的主數(shù)據(jù)庫(kù)層優(yōu)化為邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)層的基礎(chǔ)上,邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)模型將現(xiàn)有A1、A2數(shù)據(jù)庫(kù)作為高質(zhì)量資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)加以應(yīng)用,避免數(shù)據(jù)庫(kù)的重復(fù)建設(shè),克服系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有A1、A2數(shù)據(jù)庫(kù)的依賴,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與數(shù)據(jù)庫(kù)層的分離.

    (3)開發(fā)連接邏輯中心主數(shù)據(jù)庫(kù)和綜合應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口模塊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速、高效和智能傳輸.

    (4)對(duì)應(yīng)用模塊分類、整合和遷移,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用模塊的集中管理,在繼承現(xiàn)有研究成果的同時(shí)提高綜合應(yīng)用層的運(yùn)行效率.

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    TP311

    A

    2095—4107(2013)05—0109—09

    DOI 10.3969/j.issn.2095—4107.2013.05.016

    2013—04—27;編輯:張兆虹

    朱正平(1980—),男,博士研究生,主要從事數(shù)字油田方面的研究.

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