基于WEBGiS的采油廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)

1、 基于WEBGLS的采油廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng) 摘要 從油田信息化建設(shè)的現(xiàn)狀出發(fā)，探討了網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WEBGIS）應(yīng)用于油田生產(chǎn)管理的可行性，通過得油田生產(chǎn)管理八大系統(tǒng)的具體分析，指出以WEBGIS作為基礎(chǔ)平臺建設(shè)化采油廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并對實現(xiàn)途徑提出了初步建議。 關(guān)鍵詞 WEBGIS；采油廠；信息化；生產(chǎn)管理 引言隨著時代的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)特別是計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及石油行業(yè)全球化競爭的加劇，石油行業(yè)的決策者們越來越認(rèn)識到信息化建設(shè)對提高油田生產(chǎn)效率和整體競爭實力的巨大作用。采油廠作為石油公司的一個下屬生產(chǎn)部門，既是生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行者，又是油井和油藏的管理者，同時還是一個多學(xué)科、多專業(yè)互相配合

2、、相互滲透、協(xié)同攻關(guān)的知識、技術(shù)秘密的企業(yè)。作為一個承上啟下的企業(yè)實體，采油廠的信息化建設(shè)作為石油總公司的信息化建設(shè)的核心。信息化采油廠就是充分利用自動化、通訊、計算機(jī)等信息技術(shù)將采油廠的油藏研究、生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營管理、人力資源等內(nèi)容有機(jī)的整合在一起，實現(xiàn)地下油藏動態(tài)、井筒和地面設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化，地面生產(chǎn)井、計量站（配水間）、管網(wǎng)、站庫和電力線路信息采集、控制的自動化和可視化，生產(chǎn)經(jīng)營管理決策的科學(xué)化和智能化。采油廠的信息化建設(shè)是石油企業(yè)適應(yīng)快速變化的市場經(jīng)濟(jì)的迫切需要及實現(xiàn)管理高效化的途徑，并有助與提高企業(yè)的智能和增強(qiáng)企業(yè)的競爭優(yōu)勢。根據(jù)實際工作需要，采油廠應(yīng)在底層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立五大應(yīng)用系統(tǒng)

3、：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、科技研究系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、生產(chǎn)保障系統(tǒng)和人力資源管理系統(tǒng)。在這五大系統(tǒng)中生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)處于核心地位，本著以生產(chǎn)管理為中心，生產(chǎn)受經(jīng)營管理制約、科技研究為生產(chǎn)服務(wù)的原則建設(shè)采油廠生產(chǎn)流程自動化平臺，實現(xiàn)全企業(yè)所有業(yè)務(wù)的計算機(jī)化、自動化、科學(xué)化和規(guī)范化管理。 圖1采油廠管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)人力資源系統(tǒng)經(jīng)營管理系統(tǒng)科技研究系統(tǒng)生產(chǎn)保障系統(tǒng)采油廠信息采集系統(tǒng)1 采油廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀及需求 采油廠作為技術(shù)密度的油田企業(yè)，歷來是計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用大戶。例如勝利油田勝利采油廠信息網(wǎng)經(jīng)過了很多年的建設(shè)和發(fā)展，已經(jīng)形成了一個主干1000M、以100M全光纖聯(lián)結(jié)油田全采油廠的高速信息

4、網(wǎng)。采油廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。這些都為建立信息化采油廠生產(chǎn)管理平臺高效運(yùn)行所需的信息交流提供了良好的基礎(chǔ)通訊設(shè)施。 在生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)方面，目前大部分采油廠已經(jīng)開發(fā)或引進(jìn)了眾多的管理軟件，如果油隊生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、作業(yè)隊經(jīng)營管理信息系統(tǒng)、開發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)綜合查詢系統(tǒng)、網(wǎng)上發(fā)布系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)對于菜油廠的信息化管理發(fā)揮了重要的作用。但是由于不同技術(shù)平臺開發(fā)的不同應(yīng)用，他們之間的數(shù)據(jù)格式、流程處理方式和應(yīng)用接口各不相同，各系統(tǒng)間互不相容，信息很難甚至無法共享，使企業(yè)信息形成一個一個的“信息孤島”，另外這些軟件系統(tǒng)所能提供的界面一般是文字表格或一些簡單曲線，缺乏圖形驅(qū)動方式下的可視

5、化查詢分析，使企業(yè)無法在及時、準(zhǔn)確、全面提供信息的條件下進(jìn)行全局的決策優(yōu)化。另外隨著油田開發(fā)時間的正常及數(shù)據(jù)采集自用化的實現(xiàn)，采油廠生產(chǎn)管理中石油地質(zhì)、開發(fā)、及地面建設(shè)的相關(guān)數(shù)據(jù)和纖細(xì)及爆炸的形態(tài)向天文數(shù)字發(fā)展，形成一種時間跨度非常大，結(jié)構(gòu)體系非常復(fù)雜， 而且大多數(shù)都與地理坐標(biāo)、空間位置相關(guān)的特殊的龐大的信息體。探索一種高效、可靠、方便、直觀的技術(shù)方案來加工、顯示、查詢、使用油田信息，一直是油田地質(zhì)工作者、勘探開發(fā)工作者和信息處理工作者夢寐以求的大事。而地理信息系統(tǒng)（GIS）正是這樣一種融計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫與一體，存儲和處理空間信息的高新技術(shù)，他把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)結(jié)合起來，根據(jù)實際需要準(zhǔn)

6、確真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足城市建設(shè)、企業(yè)生產(chǎn)、管理、居民生活對空間信息的要求，同時借助其獨(dú)有的空間分析功能和可視化表答，進(jìn)行各中輔助決策。因而逐漸成為資源管理、環(huán)境管理的重要技術(shù)手段之一。 近年來地理信息系統(tǒng)在油田地面工程方面已經(jīng)獲得成功應(yīng)用，在油田開發(fā)生產(chǎn)管理方面的應(yīng)用也正在初步展開。但這些應(yīng)用多數(shù)是獨(dú)立的局部的，而且是單機(jī)運(yùn)動的。要實現(xiàn)采油廠生產(chǎn)管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化，需要一種系統(tǒng)的覆蓋全油田的網(wǎng)絡(luò)化GIS，既WEBGIS的系統(tǒng)應(yīng)用。 WebGIS可以簡單定義為在Internet上的GIS，就是利用互連網(wǎng)技術(shù)和WWW技術(shù)，晚上和擴(kuò)展傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)功能的一門新技術(shù)?？梢岳?/p>

7、他在Internet/Intranet空間中尋找所需的各種空間數(shù)據(jù)（圖形、圖象等）以及與此相關(guān)的恩數(shù)據(jù)，而且可以進(jìn)行各種各樣的空間分析。WebGIS是為使各領(lǐng)域、各部門之間的空間數(shù)據(jù)信息達(dá)到共享而設(shè)計，借助了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，WebGIS將分布在不同地域空間、不同平臺和不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地理信息按照系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、一體化的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)組織、管理、信息查詢分析、信息成果發(fā)布等等。 利用Internet/Intranet下的GIS技術(shù)，建立覆蓋油田生產(chǎn)動態(tài)分析各個方面的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺，最終實現(xiàn)油藏經(jīng)營管理的信息化與現(xiàn)代化。Web-GIS是今后GIS軟件發(fā)展的主要趨勢，目的前幾大GIS廠家都推出

8、了自己的商業(yè)化WEBGIS軟件。2 WEBGIS及產(chǎn)品 WebGIS系統(tǒng)，從實現(xiàn)形式上可分為被動式的WebGIS和主動式（Acitve）的WebGIS兩類。被動蝕的WebGIS系統(tǒng)是目前WebGIS實現(xiàn)的主要形式，主要采用CGI和ServerAPI技術(shù)實現(xiàn)。CGI即公共網(wǎng)關(guān)接口（CommonGatewayInterface），他建立了In-ternet服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的接口。擁護(hù)發(fā)送一個請求到服務(wù)器上，服務(wù)器通過CGI把該請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端運(yùn)行的GIS應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序生成結(jié)果交還給服務(wù)器，服務(wù)器在把結(jié)果傳遞到用戶端顯示。 主動的WebGIS方式不是由服務(wù)器包辦處理用戶的一切請求，而是通過

9、服務(wù)器向客戶端發(fā)送一段運(yùn)行在本地機(jī)上的客戶程序。這個程序可以與用戶相交互，處理用戶的一些簡單請求，如地圖的方法、縮小、漫游等，所需的空間矢量數(shù)據(jù)直接向服務(wù)器申請。客戶發(fā)出的較復(fù)雜、高級的操作要求而客戶程序不能處理時，才請求WebGIS服務(wù)器處理，其處理結(jié)果也以矢量數(shù)據(jù)的形式發(fā)還給客戶端。目前建立這種主動的WebGIS，主要是采用Java技術(shù)。ESRI公司新近推出ArcIMS3,它就是主動的WebGIS產(chǎn)品代表。 目前國際流行并且使用最為廣泛的是Mapinfo公司的MapXsie/MapXstreme和ESRI公司的Inter-netMapServer(IMS)。 MapXsie通過嵌入MapX

10、應(yīng)用和在Window95或WindowNT環(huán)境下運(yùn)行。需要有與HTML兼容的萬維網(wǎng)預(yù)覽器和支持CGI的萬維網(wǎng)服務(wù)器支持。同時，必須有ODBC兼容的有MapInfo4.x支持的數(shù)據(jù)庫，必須裝有Mapinfo4.0及以上版本系統(tǒng)和Map-Basic系統(tǒng)。它是基于CGI模式。 IMS包括兩個平臺的產(chǎn)平：MapObjectsIMS和AreViewIMS。在ESRI公司的面向國際萬維網(wǎng)的地圖查詢解決方案中，還包括MapObjects Professional和ArcExplor兩個模塊。IMS采用HTML和URL技術(shù)，解釋用戶的請求，并把結(jié)構(gòu)由Web發(fā)送到預(yù)覽器上，實現(xiàn)Internet上的可視化動態(tài)制圖

11、技術(shù)。 MapObjects是一組基于windows的制圖和GIS部件，含有AciveX對象。使用者可以使用MapObjects創(chuàng)建專用的制圖和GIS應(yīng)用程序。MapObjectsIMS提供名為MapCafe的Jave小程序，MapCafe根據(jù)需要由IMS端靈活地定制，滿足不同應(yīng)用的要求。MapCafe中包括一些封裝好的類庫以及部分類代碼，MapCafe用于創(chuàng)建客戶端地圖顯示界面。3 采油廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模塊 在WEBGIS平臺的基礎(chǔ)上，根據(jù)功能的劃分，信息化采油廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)由八級子系統(tǒng)組成，各部分系統(tǒng)由不同的模塊組成。利用WEBGIS技術(shù)處理顯示每一子系統(tǒng)的圖形顯示處理模塊。 圖 2 信

12、息化采油廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)組成 信息化采油廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度自動化系統(tǒng)集輸管理子系統(tǒng)注水管理子系統(tǒng)作業(yè)管理子系統(tǒng)油藏工程分析系統(tǒng)采油工程分析系統(tǒng)動靜態(tài)網(wǎng)上查詢系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行分析系統(tǒng)圖形分析圖形查詢圖層管理圖形編輯WEB 地理信息系統(tǒng)31生產(chǎn)運(yùn)行分析系統(tǒng) 對原油生產(chǎn)計劃完成情況、全廠耗電情況、廠礦生產(chǎn)運(yùn)行日報等采油廠日常生產(chǎn)情況，采用網(wǎng)上發(fā)布或B/S方式查詢。 32動靜態(tài)網(wǎng)上查詢系統(tǒng) 建立以CIS為平臺的可視化WEB查詢，信息查詢按功能劃分主要分為三種，即圖形數(shù)據(jù)查詢、屬性數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢。 圖形數(shù)據(jù)查詢可分為點(diǎn)壯要要素查詢（如油井、氣井等查詢）、線狀要素查詢（如管道、線路等查詢）、面狀要素

13、查詢（如油區(qū)、村莊等查詢）、圖層查詢、條件查詢和相關(guān)屬性查詢；屬性數(shù)據(jù)查詢可分為數(shù)據(jù)項查詢（如油藏基本信息查詢、油井生產(chǎn)動態(tài)查詢等）、條件查詢、統(tǒng)計查詢和相關(guān)圖形查詢；統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢可分為專題統(tǒng)計查詢、條件統(tǒng)計查詢、表格統(tǒng)計查詢和圖形統(tǒng)計查詢。在WE測覽器上，用戶可以完成基本的對圖形及屬性的查詢，包括圖查詢屬性和由屬性查詢圖。 33采油工程分析系統(tǒng)包括油水井工藝設(shè)計管理，措施井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，三次采油工藝設(shè)計，蒸汽吞吐工藝設(shè)計模塊，注蒸汽工藝設(shè)計模塊，火燒油層工藝設(shè)計，宏觀控制圖，抽油井系統(tǒng)效率控制圖，抽油機(jī)井的工況診斷分析，采油對報表生成系統(tǒng)模塊。 34油藏工程分析系統(tǒng)（B/S及C/S模式） 包

14、括井網(wǎng)密度分析計算，注采系統(tǒng)及注采壓力系統(tǒng)分析，儲量動用狀況分析，含水上升規(guī)律分析，注水利用率評價，開發(fā)指標(biāo)預(yù)測，可采儲量及采收率計算，產(chǎn)生遞減規(guī)律分析與預(yù)測，蒸汽吞吐、注蒸汽效果產(chǎn)能分析模塊，三次采油效果綜合評價，三采產(chǎn)能分析等模塊。 35井下作業(yè)管理子系統(tǒng) 現(xiàn)實在油井開發(fā)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的井下作業(yè)信息采油廠范圍內(nèi)信息共享。主要功能是作業(yè)信息的錄入、井下作業(yè)的地質(zhì)、工藝、施工設(shè)計方案、作業(yè)主要社別管理、井下作業(yè)及后勤隊伍、人員狀況、生產(chǎn)準(zhǔn)備、后勤輔助系統(tǒng)、信息查詢等子系統(tǒng)。 36注水管理子系統(tǒng) 利用地理信息系統(tǒng)對注水信息系統(tǒng)中的注水井、管線、站庫流程進(jìn)行可視化表示，對信息應(yīng)用者，做到直觀理解、使

15、無形的信息變?yōu)橛行蔚男畔?。包括注水分層測試調(diào)配模塊。注水井設(shè)計模塊、水質(zhì)監(jiān)測分析測試調(diào)配模塊。注水井設(shè)計模塊、水質(zhì)監(jiān)測分析模塊、注水泵站信息管理模塊、注水井、管線信息模塊、注水報表模塊、注水系統(tǒng)效率分析模塊等。37集輸信息子系統(tǒng) 油田集輸子系統(tǒng)是應(yīng)該集地理信息、油田集輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫與一體的綜合性信息管理系統(tǒng)。它將空間屬性數(shù)據(jù)與一般描述屬性數(shù)據(jù)有機(jī)地結(jié)合起來，使用戶在空間屬性數(shù)據(jù)和一般描述性屬性數(shù)據(jù)的應(yīng)用一體化，精確地表達(dá)出油田地理信息和集輸生產(chǎn)信息。該子系統(tǒng)既能通過測覽器對集輸?shù)乩硇畔ⅰ⑸a(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行測覽、查詢，又能通過客戶端對集輸信息管理、維護(hù)，真正實現(xiàn)基于Intranet框架的數(shù)據(jù)和信息的共享

16、以及集輸信息管理網(wǎng)絡(luò)化。子系統(tǒng)包括油氣混輸管路計算、管線站庫流程的圖形繪制、圖形查詢和數(shù)據(jù)信息查詢報表系統(tǒng)等五大模塊。 38生產(chǎn)調(diào)度自動化系統(tǒng) 生產(chǎn)管理流程自動化建設(shè)是采油廠提高生產(chǎn)效率的必由之路，通過戰(zhàn)略資產(chǎn)管理，資金流、物流、信息流“三流合一”的生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理理念，將五大系統(tǒng)有機(jī)地整合。突破信息條塊分割管理的制約，實現(xiàn)高效的生產(chǎn)運(yùn)行指揮，必須在平臺基礎(chǔ)上實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。將現(xiàn)有的各種應(yīng)用軟件統(tǒng)一的集成起來，管理這些應(yīng)用軟件所生成的結(jié)果數(shù)據(jù)，控制這些數(shù)據(jù)的變化和傳遞過程。對于生產(chǎn)還禮的提頂任務(wù)進(jìn)行任務(wù)分解，對任務(wù)的流程進(jìn)行監(jiān)督，使不同的任務(wù)流程無縫連接。 4設(shè)計實現(xiàn) 41硬件環(huán)境 采用S

17、UN3000（4個CPU、100GBHD）作為數(shù)據(jù)服務(wù)器； 普通微機(jī)服務(wù)器若干，作為客戶端； 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)利用采油廠現(xiàn)有的局域網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，保護(hù)用戶的原有投資。在此基礎(chǔ)上，僅需增加集線器、網(wǎng)線、交換機(jī)等設(shè)備即可。 42軟件環(huán)境 工作站端的操作系統(tǒng)擬采用Windows NTSev-er4.0客戶端采用Windows98/200/xp。采用AcIMS/MapXtreme在Internet和Intanet環(huán)境中發(fā)布空間數(shù)據(jù)并提供豐富GIS互操作功能。為與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)良好兼容，采用功能強(qiáng)大的O-RACLE數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，ORACLE8.Oi。 43數(shù)據(jù)庫設(shè)計對屬性數(shù)據(jù)庫完善更新，包括開發(fā)數(shù)據(jù)庫。采

18、油工程數(shù)據(jù)庫及測井曲線數(shù)據(jù)庫；建立空間數(shù)據(jù)庫（亦稱圖形數(shù)據(jù)庫），由地質(zhì)圖件、工程圖件和環(huán)境圖件組成。地質(zhì)圖件通過掃描儀處理、矢量化、進(jìn)一步編輯而成，包括構(gòu)造圖、井位圖、小層平面圖、剖面圖、連接圖等；工程圖件包括注水站、集輸站、地面工程圖、供電線路圖等；環(huán)境圖件大部分是公共數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，包括河流、道路、村莊、房屋等，可參考國家基礎(chǔ)地理信息。通過空間和地質(zhì)地理編碼（地理坐標(biāo)、地質(zhì)單元）進(jìn)行連接，對屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合，建立起對應(yīng)關(guān)系。 44采GIS控件進(jìn)行WebGIS二次開發(fā)在Windows平臺下，開采用ActiveX和Applet的方式，形式組件化WebGIS，實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的各項GIS功能。 HTTP HTML(Activex) GIS數(shù)據(jù)庫 HTTP HecordSetWeb服務(wù)器瀏覽器 RecordSetISAPIGISA