基于SeisBase模型的地震勘探成果數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李成艷+張進(jìn)鐸+馬迅飛+張俊++李華松

摘 要： 在連續(xù)不斷的石油勘探與開發(fā)過程中，形成了大量原始數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)，而地震勘探數(shù)據(jù)是油氣勘探和開發(fā)的重要數(shù)據(jù)來源。本設(shè)計(jì)從分析目前常用的數(shù)據(jù)類型開始，借鑒成熟的Seabed模型，并獨(dú)立開發(fā)出Seisbase模型；以該模型為核心，利用GIS系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地震勘探數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與綜合展示。文章詳細(xì)地介紹了成果數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)架構(gòu)，以及系統(tǒng)各模塊的基本功能等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞： 成果管理； 數(shù)據(jù)類型； Seabed模型； Seisbase模型； GIS

中圖分類號(hào)：TP392 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）02-38-03

0 引言

在石油勘探與開發(fā)過程中，其涉及的數(shù)據(jù)龐大、繁雜，可以涵蓋到多個(gè)領(lǐng)域和專業(yè)。而且，油氣勘探單位經(jīng)過多年的數(shù)據(jù)積累，形成了大量原始數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)具有來源多、涉及專業(yè)廣、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，以及數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性和完整性等特點(diǎn)。

因此，建立一套地震勘探成果數(shù)據(jù)管理與綜合展示系統(tǒng)，可以使科研人員與管理人員能快捷、方便地收集數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)，以達(dá)到提高科研生產(chǎn)效率和項(xiàng)目決策準(zhǔn)確性的目的。

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

地震勘探成果數(shù)據(jù)管理及綜合展示系統(tǒng)，通過以“所見即所得”的方式，查看各探區(qū)的采集、處理和解釋成果、地質(zhì)圖件、研究報(bào)告、衛(wèi)星照片、人文地理等多種信息。

系統(tǒng)采用分區(qū)建設(shè)方案，這樣便于應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、便于共享；數(shù)據(jù)直接取自主流應(yīng)用軟件，大幅度減少數(shù)據(jù)整理工作量。

1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)和開發(fā)地震勘探成果數(shù)據(jù)管理及綜合應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從主流解釋軟件直接導(dǎo)入解釋成果數(shù)據(jù)；以文件方式導(dǎo)入和管理處理成果數(shù)據(jù)；以示意圖或觀測(cè)系統(tǒng)方式導(dǎo)入采集信息；以外部文件方式導(dǎo)入成果報(bào)告、地質(zhì)圖件、衛(wèi)星照片、人文資料等；通過GIS方式進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；并展示地震剖面、斷層、層位、測(cè)井曲線等成果數(shù)據(jù)[1-2]。

2 數(shù)據(jù)庫建立

2.1 地震勘探數(shù)據(jù)類型

地震數(shù)據(jù)是進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造解釋、油氣勘探開發(fā)等工作的基礎(chǔ)資料，也是各種地震解釋軟件的主要研究對(duì)象。地震數(shù)據(jù)最基本的存儲(chǔ)格式就是Segy格式，其他地震數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，一般都是在Segy格式的基礎(chǔ)上演變而來的[3-4]。

地震勘探數(shù)據(jù)主要包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)、地震處理成果數(shù)據(jù)、疊加速度數(shù)據(jù)、前期解釋層位數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)、特殊處理數(shù)據(jù)、VSP數(shù)據(jù)（時(shí)深關(guān)系、合成記錄）等。

地質(zhì)成果數(shù)據(jù)有地質(zhì)分層數(shù)據(jù)、砂巖數(shù)據(jù)、單井小層數(shù)據(jù)、等值線數(shù)據(jù)、斷裂系統(tǒng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)等。

鉆井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括井名、井分類、坐標(biāo)、井別、開鉆日期、完鉆日期、完鉆井深、補(bǔ)心海拔、鉆遇斷點(diǎn)數(shù)據(jù)、井斜數(shù)據(jù)、試油數(shù)據(jù)、分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)等；各種測(cè)井曲線數(shù)據(jù)、測(cè)井解釋成果數(shù)據(jù)等。

2.2 數(shù)據(jù)庫建設(shè)思路

石油地震勘探成果數(shù)據(jù)所涉及的是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，不僅數(shù)據(jù)種類多，而且數(shù)量大。我們?cè)诜治隽薙eabed、PPDM、EPDM等常用數(shù)據(jù)庫模型的成熟應(yīng)用，以及石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大模型POSC之后，選擇了Seabed模型為創(chuàng)建參考，分析其1169個(gè)幫助文檔，整理了1136個(gè)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)關(guān)系等，創(chuàng)建了SeisBase數(shù)據(jù)模型，表1為SeisBase數(shù)據(jù)模型的分類情況。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，每一層之構(gòu)成單元可為其上層構(gòu)成單元提供相關(guān)服務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)分為“數(shù)據(jù)層”、“系統(tǒng)層”和“應(yīng)用層”三部分（圖1）。

數(shù)據(jù)層是組成用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分，包括數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)維護(hù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)維護(hù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)有地震數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)及地理信息數(shù)據(jù)等。

系統(tǒng)層分核心層和服務(wù)層，在核心層內(nèi)有Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、系統(tǒng)定義和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)定義和管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)字典、用戶管理、數(shù)據(jù)備份和安全控制等項(xiàng)目；在服務(wù)層內(nèi)有服務(wù)子系統(tǒng)和地理信息GIS、管理信息MIS、資源管理ERP和安全認(rèn)證等。

應(yīng)用層主要是數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，是一系列的ASP網(wǎng)頁，各個(gè)網(wǎng)頁上嵌入相應(yīng)的功能模塊-ActiveX控件，用于完成特定的任務(wù)，主要用于數(shù)據(jù)收集與打包下載、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表、數(shù)據(jù)處理等，以及各種成果圖件展示，如井的綜合柱狀圖、2D數(shù)據(jù)顯示、3D數(shù)據(jù)體顯示、解釋成果、GIS圖件等[5-6]。

GIS是地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）的英文縮寫。GIS系統(tǒng)平臺(tái)的主要功能有顯示地理圖件、生成地理圖件、地理信息查詢、通用信息查詢和空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等內(nèi)容。

⑴ 顯示地理圖件：所謂地理圖件，就是以各自的顯示方式而聚合在一起的空間幾何元素的集合，比如地震測(cè)線部署圖、油氣勘探形式圖等。

⑵ 生成地理圖件：基于“空間對(duì)象數(shù)據(jù)庫”的概念，GIS系統(tǒng)模塊能在很短的時(shí)間內(nèi)形成各種形式的圖件。

⑶ 地理信息查詢：地理信息查詢包含給定一個(gè)區(qū)域，并查詢?cè)搮^(qū)域內(nèi)的空間對(duì)象。例如一個(gè)多邊形內(nèi)的地震測(cè)線、油氣井等信息；查詢圖件上的空間對(duì)象是否關(guān)聯(lián)某種屬性或數(shù)據(jù)，例如地震測(cè)線是否關(guān)聯(lián)某些地震資料等。

⑷ 通用信息查詢：作為油氣勘探與開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，這里的通用信息查詢區(qū)別于以上的地理信息查詢，這些查詢是不依賴于空間位置的。

⑸ 空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：在油氣勘探與開發(fā)數(shù)據(jù)庫中，不但有空間地理數(shù)據(jù)，還有更多的屬性數(shù)據(jù)，如地震測(cè)線班報(bào)、油井日產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。我們所關(guān)注的是空間對(duì)象，如地面上的地震測(cè)線、地下的含油氣構(gòu)造等。

GIS系統(tǒng)是現(xiàn)代油氣勘探與開發(fā)數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中GIS系統(tǒng)的有無，或GIS系統(tǒng)發(fā)揮作用的程度如何，是衡量該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)質(zhì)量高低的一項(xiàng)重要考察指標(biāo)。

4 系統(tǒng)模塊功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要功能模塊：GIS導(dǎo)航模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、數(shù)據(jù)錄入模塊、成果圖件顯示模塊、用戶管理模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊等。

⑴ GIS導(dǎo)航模塊：此模塊包含2D GIS和3D GIS，2D導(dǎo)航為主導(dǎo)航系統(tǒng)，類似解釋軟件的底圖，能夠投影地震工區(qū)、井、測(cè)線等；3D導(dǎo)航系統(tǒng)能夠加載衛(wèi)星照片、高程數(shù)據(jù)、矢量圖數(shù)據(jù)等，能夠采用立體三維方式展示地表、地形。

⑵ 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊：此模塊能夠把成果數(shù)據(jù)通過專用工具自動(dòng)導(dǎo)入到系統(tǒng)中，通過Openworks、GeoEast軟件的SDK開發(fā)包導(dǎo)入工具，實(shí)現(xiàn)將外部數(shù)據(jù)如體數(shù)據(jù)、層位和斷層數(shù)據(jù)、井?dāng)?shù)據(jù)、SPS文件、速度體、文檔報(bào)告、地質(zhì)圖件等自動(dòng)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

⑶ 數(shù)據(jù)錄入模塊：此模塊可以通過網(wǎng)頁模式錄入成果數(shù)據(jù)。

⑷ 成果圖件顯示模塊：此模塊通過網(wǎng)頁實(shí)現(xiàn)，可顯示2D地震剖面（含測(cè)井曲線組合顯示）、3D地震數(shù)據(jù)體切割、綜合測(cè)井曲線、解釋層位、地質(zhì)圖件等。

⑸ 用戶管理模塊：此模塊是對(duì)系統(tǒng)用戶的基本信息和系統(tǒng)權(quán)限進(jìn)行管理。系統(tǒng)用戶包含三個(gè)層次，即科研生產(chǎn)層、專業(yè)管理層和決策層。其中科研生產(chǎn)層和專業(yè)管理層是一般用戶，他們所關(guān)注的信息是研究報(bào)告、成果圖件等，而決策層是特殊用戶，他們感興趣的信息是國家、盆地（油田）、探區(qū)等總體信息。

⑹ 數(shù)據(jù)庫管理模塊：此模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的管理，包含系統(tǒng)用戶管理、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等內(nèi)容[7]。

5 結(jié)束語

當(dāng)前國內(nèi)外油氣勘探與開發(fā)工作面臨十分復(fù)雜的技術(shù)難題，這就迫切需要多學(xué)科、多專業(yè)技術(shù)人員密切合作，采用綜合方法來解決生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)的各種矛盾。因此，地震勘探成果數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立，就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

然而，地震勘探成果數(shù)據(jù)管理及綜合展示系統(tǒng)，是一個(gè)涵蓋整個(gè)油氣勘探與開發(fā)過程的綜合系統(tǒng)，其綜合了石油勘探的多個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，所涉及的數(shù)據(jù)類型十分龐大和復(fù)雜。因此，其數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程也將曲折而漫長。

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