06集團公司地理信息系統(tǒng)吐油田推廣配套建設一項目研究報告

1、公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目A4 推廣項目組2013 年 4 月第1頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目目錄第一章項目背景3第一節(jié)國內、外 GIS 信息化研究概況3第二章主要技術指標10第一節(jié)技術指標： .10第二節(jié)綜合指標： .11第三節(jié)知識產權指標 .11第三章立項的意義.11第四章主要研究內容12第一節(jié)總體思路 .12第二節(jié)技術方案及途徑 .13第2頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目第一章項目背景第一節(jié)國內、外 GIS 信息化研究概況1) 國外油氣企業(yè) GIS 信息化建設情況a)總體情況世界石油行業(yè)

2、以先進的數(shù)據庫技術、網絡技術、計算機技術、GIS 地理，采用POSC Epicentre 數(shù)據模型，陸續(xù)建立一些級、地區(qū)級或公司級的數(shù)據管理中心，它不僅為石油行業(yè)提供了一種全新的數(shù)據管理方式，也為勘探開發(fā)向多學科綜合研究方向發(fā)展提供了數(shù)據平臺。這些數(shù)據中心管理的數(shù)據量大，數(shù)據類型多，包括了地理、地質、測井、開發(fā)生產等數(shù)據和圖形及文檔等資料。通過企業(yè)網、國際互聯(lián)網技術，用戶通過圖形界面可以、管理和使用一個、一個企業(yè)或一個地理區(qū)域有關的各種石油基礎數(shù)據，這些數(shù)據有嚴格的質量保證和安全措施。通過數(shù)據管理中心的建設與應用，各油公司大大地降低了成本，提高了效益。國外油公司非常重視信息系統(tǒng)建設，其目的是：

3、1)降低生產用2)加強質量3)加快數(shù)據查找、縮短數(shù)據加載時間、共享數(shù)據、迅速掌握公司生產經營動態(tài)等第3頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目信息提高工作效率4)提高決策管理水平。b)典型案例1、Shell 建立了企業(yè)信息信息系統(tǒng)，通過信息系統(tǒng)實施了整個企業(yè)的數(shù)據管理、數(shù)據處理、資產管理、文檔管理、制圖等。2、Philips 公司建立了企業(yè)信息信息系統(tǒng)，通過信息系統(tǒng)實施了兩項工作對勘探開發(fā)部門的支持和數(shù)據庫的管理與維護，對勘探開發(fā)部門的支持主要包括：勘探部門：4 個勘探項目組（格凌蘭 3+1、挪威海 3+1、北海 5+1、丹麥 6+1），一個技術支持組，開發(fā)部門；對數(shù)據庫的管理與維護主

4、要包括：將數(shù)據傳送至 PetroBank、接收各種來源的數(shù)據，包括 PetroBank專有的井孔數(shù)據庫 OpenWorks 項目數(shù)據庫、將道數(shù)據加載至系統(tǒng)。公司建立了企業(yè)信息信息系統(tǒng)，通過信息系統(tǒng) BP-Amoco 在英國北海的資產、 在這些地區(qū)的所有電測和物理數(shù)據，包括：井孔、測井、圖件、制圖、及磁帶（約 15 個不同的數(shù)據庫配置、12個方面提供服務）、應用軟件支持等。3、委內瑞拉用 3-4 年，投入 1.42.0 億建立石油數(shù)據，有 2516 個勘探開發(fā)功能用戶、800 勘探開發(fā)專門軟件用戶、分布在 14 個城鎮(zhèn)的 18 辦公點。2) 國內油田 GIS 信息化建設情況a) 大慶油田 GIS

5、 信息化建設情況大慶油田在上世紀九十年代初、中期建成了當時最大，覆蓋公司、廠、礦、小隊四級的企業(yè)網，開發(fā)建立了電子郵件、企業(yè)門戶、辦公自動化系統(tǒng)以及管理信息系統(tǒng)，初第4頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目步實現(xiàn)了數(shù)據信息的網絡傳輸。與此同時油田也建成了油田區(qū)域網絡，在 1993 年，1994年相繼成立了勘探、開發(fā)數(shù)據庫建設項目組。在之前，采用各種行政，組織勘探開發(fā)相關專業(yè)，按照“邊建邊用、急用先建、建用結合、以用促建”的原則，進行大規(guī)模的數(shù)據建設，1996 年開始進行油田信息化建設整體。大慶油田 1999 年提出了“數(shù)字油田”概念，并積極推動數(shù)字油田建設，此后，、勝利、塔里木等油田

6、也相繼提出數(shù)字油田建設目標并逐步付諸實踐。由此各油田信息化建設得到長足發(fā)展，各油田投入大量的管理，技術，資金建設勘探、開發(fā)主營數(shù)據庫，建設了涵蓋油田業(yè)務范圍的專業(yè)應用系統(tǒng)，通過大力開展新老數(shù)據梳理、核查和電子化，以及數(shù)據標準化工作，提高了數(shù)據質量和共享程度。大慶油田作為A4 的試點油田，至今在 GIS 信息化建設情況如下：l 總體架構第5頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目l數(shù)據建設數(shù)據主庫基本情況：包括了多比例尺、多分辨率數(shù)據，坐標系統(tǒng)采用 1980 西安坐標系統(tǒng)，高程基準采用 1985高程基準。數(shù)據情況：第6頁分類數(shù)據類型數(shù)據說明數(shù)據范圍基礎地理數(shù)據DLG1:400 萬/1:1

7、00 萬1:25 萬/1:5 萬1:1 萬/1:5 千1:5 千：第一十采油廠、采氣分公司范圍（1506 幅，約 8500 平方公里）對重點區(qū)域：第一第七采油廠、采氣分公司范圍數(shù)據進行修測（794 幅，約 4500 平方公里）1:1 萬：第九采油廠、第十采油廠范圍（164公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目l應用系統(tǒng)功能架構第7頁幅，約 3700 平方公里）DOM15M/2.5M/0.61M/0.3M大慶油田范圍 2.5M 遙感影像（約 3 萬平方公里）長垣地區(qū) 0.3M 正射影像（2980 平方公里） 第七、八采油廠 0.61M 影像（668 幅，約 3200平方公里）油田專業(yè)數(shù)據

8、勘探開發(fā)構造、油氣田、工區(qū)、探井等大慶油田管轄范圍地面工程井、間、站、管線等大慶油田管轄范圍土地界址點、宗地等大慶油田管轄范圍公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目系統(tǒng)示例b)油田 GIS 信息化建設情況油田公司與 2003 年設立了“準噶爾盆地油氣生產地理信息系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的目的是建立涵蓋準噶爾盆地油氣勘探、開發(fā)、儲運、道路交通、通訊、供電、供水、供熱、地面工程、安全、環(huán)保、消防等業(yè)務的地理信息系統(tǒng)。以此為結合點，將目前自成系統(tǒng)的油氣勘探、開發(fā)、儲運管理信息系統(tǒng)有機地整合為一體，為建成數(shù)字化的油田奠定堅實的基礎。2008 年油田公司的生產指揮系統(tǒng)、三維地理信息系統(tǒng)、應用集成系統(tǒng)和勘探

9、開發(fā)協(xié)同工作環(huán)境正式投用。這標志著數(shù)字化的克拉瑪依油田全面建成。該三維地理信息系統(tǒng)基于skyline 開發(fā)將準噶爾盆地全油田范圍 120 萬平方公里的 30 米分辨率TM 影像以及該區(qū)域高精度航空彩色像片、數(shù)字高程模型、城市二維地圖和屬性以及 3D 油田設施模型，旨在建立準噶爾盆地三維數(shù)字信息系統(tǒng)，以應用于油田設施管理、網絡三維直觀化管理，要求實現(xiàn)基于 ORACLE 數(shù)據庫實現(xiàn)數(shù)據搜索、飛行、屬性、二維系統(tǒng)的關聯(lián)和統(tǒng)計、以第8頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目及實現(xiàn) 2D 系統(tǒng)和 3D 系統(tǒng)的聯(lián)動操作。系統(tǒng)中提供的二三維系統(tǒng)聯(lián)動功能，使油田用戶能夠以二維和三維兩種不同的方式，從多

10、角度觀察和分析油田生產現(xiàn)場，三維環(huán)境中的快速、瀏覽、飛行，以及虛擬環(huán)境創(chuàng)建等功能，使油田三維環(huán)境下的展示和分析更具臨場感。系統(tǒng)對用戶機的運行要求不高，對顯卡沒有 3D等特殊要求，一般都可運行。系統(tǒng)用戶端易分發(fā)，無客戶端數(shù)量限務器端有并發(fā)限制。c)勝利油田 GIS 信息化建設情況在 2003 年建立了“配電網絡地理信息系統(tǒng)”，該系統(tǒng)是以地理空間圖形為支撐而建立起來的多平臺、全方位、開放型配電管理系統(tǒng)，集數(shù)字化地理信息、電網結構信息、電力設備圖形與臺帳、設備運行規(guī)程等于一體。其突出特點就是使用豐富的地理信息系統(tǒng)方法來描述電網的運行狀況，構筑一個"數(shù)字電網"，使用它可以實時形象地

11、了解電網的各類信息并輔助進行業(yè)務管理與決策，從而對電網進行有效、科學的管理，提高管理質量和運行效率、降低運營成本、保障供電可靠性。在配電網絡地理信息系統(tǒng)中，可以將圖形信息和屬性信息進行統(tǒng)一綜合管理，使配電信息與用電營業(yè)信息充分共享，互相調用；將配電數(shù)據統(tǒng)一規(guī)化后，與現(xiàn)場實時數(shù)據保持一致，管理者可隨時對數(shù)據進行檢索、排序、統(tǒng)計、分析，實現(xiàn)了配電管理現(xiàn)代化、自動化和智能化，進而達到"營配合一"，該系統(tǒng)將使管理者從小至抄表、和故障檢修等方面，大到配電網綜合調度、企業(yè)發(fā)展總體等各方面全部實現(xiàn)現(xiàn)代化管理，做到生產高效和服務高效。勝利油田于 005 年建成“勝利油田地理信息系統(tǒng)”。這一

12、系統(tǒng)集地理信息系統(tǒng)、數(shù)字模型計算系統(tǒng)、數(shù)據實時系統(tǒng)于一體，是一套高效的城市管理軟件。它的投入運用，將為勝利油田供水及相關設施的自動化管理操作流程，第9頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目及緊急事故搶修提供科學、高效的決策方案。于 2010 年建成了勝利油田集輸導航系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了對車輛的、超速（分段限速）、線路、車輛管理和、地圖顯示等功能，來降低交通事故的發(fā)生率，對提高安全生產具有積極的意義，也為管理部門的決策提供可靠的依據。此次應用將 SCADA、GPS和 GIS 三大功能無縫的整合到了一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)了 SCADA+GPS+GIS的應用策略，將數(shù)字化油田的水平提高到了一個更高的

13、層次。第二章主要技術指標第一節(jié)技術指標：（1）建立統(tǒng)一的數(shù)據模型,部署完成統(tǒng)一數(shù)據庫，建成吐哈油田地理信息綜合數(shù)據展示平臺。（2）完成與魯克沁采油廠相關的生產管理數(shù)據抽取率大于 95%，建立長久的數(shù)據同步機制；現(xiàn)有廠站平面圖、水、電等基礎地理數(shù)據及專業(yè)入庫率大于 95%；數(shù)據效驗正確率 99%。（3）數(shù)據更新及時率大于 99%。（4）完成與A4 系統(tǒng)同步更新，緩存更新及時，數(shù)據一致性高。（5）系統(tǒng)響應時間滿足以下要求：數(shù)據錄入功能響應時間不超過 3 秒；專題圖及普通數(shù)第10頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目據功能響應時間不超過 10 秒；拓撲分析應用功能響應時間不超過 20 秒；

14、其他模塊相應功能響應時間不超過 15 秒。第二節(jié)綜合指標：（1）系統(tǒng)可靠性高，服務能力強，無故障運行時間長，任務可靠度高。（2）數(shù)據安全性高；合理劃分數(shù)據密級，實行技術處理，確保數(shù)據安全。第三節(jié)知識產權指標建成規(guī)范和數(shù)據校驗規(guī)范。第三章立項的意義吐哈油田公司業(yè)務范圍廣泛，地面設施交錯，空間數(shù)據復雜多樣，隨著公司規(guī)模的不斷壯大，相關業(yè)務部門對地理信息的需求日益強烈，但公司缺乏統(tǒng)一的空間地理服務系統(tǒng)，無法提供有效的空間地理服務。隨著的發(fā)展，地理信息數(shù)據將為油田各項業(yè)務提供空間數(shù)據服務。公司生產相關的各類業(yè)務（勘探開發(fā)、采油與地面工程）需要地理信息提供空間數(shù)據服務；土地、應急管理與 ERP 等工作也

15、可從地理信息服務中獲得直觀展示；輔助設計、抉擇都將受益于地理信息服務。目前，鄯善、丘東等 4 個采油廠在數(shù)字油田系統(tǒng)部署了地理信息模塊，魯克沁采油廠自第11頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目建了地面工程管道系統(tǒng)，勘探公司自建了物探地理信息系統(tǒng)，屬性數(shù)據庫系統(tǒng)建設也已經完成，這些系統(tǒng)在一定程度上提供了空間地理服務，但是，部分系統(tǒng)功能過于簡單、數(shù)據沒有持續(xù)更新、應用效果較差。長期以來，公司信息系統(tǒng)呈現(xiàn)“豎井式”，形成了一個個的“數(shù)據孤島”。導致這個局面的多樣，其中最為重要的一點是：雖然公司發(fā)布的面向服務(SOA)技術架構標準能夠滿足應用集成的需要，但是數(shù)據集成尚未開展，A4、A5 等

16、統(tǒng)建系統(tǒng)自動集成已建系統(tǒng)的功能和數(shù)據，系統(tǒng)建設中仍舊會出現(xiàn)數(shù)據不一致、重復等情況。因此，為滿足以上生產需求，公司急需建立統(tǒng)一的地理，提供公共管理、GIS 服務、集成應用等地理信息服務，為生產管理、經營決策等提供地理信息支持；同時，在油田范圍內建立以地理信息數(shù)據為基礎的統(tǒng)一數(shù)據庫，實現(xiàn)數(shù)據集成應用。第四章主要研究內容第一節(jié)總體思路目前，吐哈油田在用、在建的系統(tǒng)以及數(shù)據成果很多，由于豎井式的建設方式，每套系統(tǒng)都需要的軟硬件，各都有的應用系統(tǒng)，且都有的數(shù)據庫，如主機、網絡、數(shù)據庫、中間件等。在數(shù)據庫方面，存在著數(shù)據庫類型多（ORACLE、DB2、SQLServer、SYBASE 等），版本各異等問題

17、，沒有形成有效交互，數(shù)據往往不一致，有時財務的數(shù)據和生產的數(shù)據以及管理部門的數(shù)據不相符，造成差異，各自為政，有時不知道哪第12頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目方數(shù)據準確。另外，由于數(shù)據庫主機多為小型機，多為主備模式，系統(tǒng)按照業(yè)務峰值建設等，因此存在著成本高，利用率不均衡，運維模式不合理，運維大等問題。吐哈油田統(tǒng)一數(shù)據庫建設目標是為了滿足當前及未來相當一段時間內，各應用系統(tǒng)以及新建系統(tǒng)能夠實現(xiàn)統(tǒng)一的中間數(shù)據庫，由中間數(shù)據庫提供數(shù)據支持，建立吐哈油田統(tǒng)一高效的數(shù)據庫機制，也為今后吐哈新建應用系統(tǒng)提供數(shù)據保障，吐哈油田今后新建應用系統(tǒng)所有基礎數(shù)據均由中間數(shù)據庫提供，避免吐哈用戶二次數(shù)

18、據，提高實際效率。統(tǒng)一數(shù)據庫，大家使用的是同一個數(shù)據集，保障之間的數(shù)據保持一致性。第二節(jié)技術方案及途徑1) 數(shù)據庫設計目前吐哈油田信息系統(tǒng)建設過程中關注本系統(tǒng)業(yè)務本身，各種系統(tǒng)由不同的開發(fā)商開發(fā)，缺乏對組織業(yè)務流程的整體理解，缺乏對組織業(yè)務功能的整體，缺乏對組織業(yè)務信息的統(tǒng)一有效利用，從而在組織內部形成了許多信息孤島。給組織業(yè)務順暢運轉帶來了很大不便麻煩。為了實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據庫的統(tǒng)設，統(tǒng)一管理和維護以及統(tǒng)一規(guī)范接口，根據不同的業(yè)務情況要建立統(tǒng)一的數(shù)據模型。首先要分析各個不同的業(yè)務情況，根據業(yè)務場景的不同來制定數(shù)據模型，在建立的數(shù)據模型的基礎上來兼容歷史數(shù)據的錄入和轉化，新添加數(shù)據建立統(tǒng)一的數(shù)據

19、格式和導入模板，建立統(tǒng)一的數(shù)據接口來實現(xiàn)數(shù)據的操作性。統(tǒng)一數(shù)據模型的建設，不同于系統(tǒng)建設，必須站在全局視角來思考問題。不同的統(tǒng)第13頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目建系統(tǒng)，其業(yè)務特點也有所不同，因此必須考慮各系統(tǒng)間業(yè)務共性與個性差異。2) 概念結構設計概念設計是數(shù)據庫設計的關鍵，是通過對需求進行綜合、歸納和抽象，形成一個于具體數(shù)據庫管理系統(tǒng)的概念模型。根據吐哈油田的情況，結合 A4 系統(tǒng)的數(shù)據，吐哈油田統(tǒng)一數(shù)據庫參考 EPDM 模型以及其他油田類統(tǒng)一數(shù)據庫建設方案，并在原有基礎上進行擴展，形成切合吐哈油田實際的油田勘探開發(fā)、油氣生產和運銷、協(xié)同研究等業(yè)務綜合信息化應用、油田經營

20、決策提供輔助決策等一系列業(yè)務需求的數(shù)據庫，吐哈油田統(tǒng)一數(shù)據庫在組織上可分解為四大類數(shù)據，即基礎地理信息數(shù)據、業(yè)務應用數(shù)據、元數(shù)據和其他數(shù)據。3) 邏輯結構設計按照概念設計，吐哈油田統(tǒng)一數(shù)據庫將分為多個數(shù)據庫，包括元數(shù)據庫、基礎地理數(shù)據庫、業(yè)務數(shù)據庫、其他數(shù)據庫。d)元數(shù)據元數(shù)據被稱為關于數(shù)據的數(shù)據，比較貼切的反映了元數(shù)據對數(shù)據的特征描述職能。元數(shù)據的發(fā)布與共享為我們交換和共享空間數(shù)據提供了高效的。吐哈油田統(tǒng)一數(shù)據庫中，元數(shù)據主要包括導航圖元數(shù)據、DLG 元數(shù)據、DOM 元數(shù)據和業(yè)務數(shù)據元數(shù)據。其中，包括導航圖、DLG 和 DOM 在內的基礎地理數(shù)據元數(shù)據， 將參照基礎地理信息數(shù)字元數(shù)據（CH/

21、T1007-2001）進行設計。而業(yè)務數(shù)據元數(shù)據，由用戶自行制訂，系統(tǒng)提供元數(shù)據定制和接口。第14頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目元數(shù)據 E-R 圖e)基礎地理邏輯子庫按照數(shù)據庫概念設計思路，基礎地理數(shù)據可以分為數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)據柵格圖（DRG）和數(shù)字線劃圖（DLG）四個部分。其中數(shù)字高程模型，數(shù)字正射影像圖和數(shù)字柵格圖在 Geodatabase 以柵格數(shù)據形式存放。而基于不同基本比例尺的數(shù)字線劃圖（DLG）以矢量數(shù)據形式存放?；A地理數(shù)據子庫采用 A4 推廣項目基礎地理數(shù)據庫，主要范圍包括：覆蓋范圍的1:400 萬、1:100 萬和 1:25 萬（公眾版）的數(shù)字線劃圖，500 米分辨率遙感影像、15 米分辨率遙感影像、2.5 米分辨率遙感影像以及 1：5 萬、1：1 萬導航圖數(shù)據。同時會將吐哈油田已經建設的基礎地理數(shù)據納入到基礎地理數(shù)據庫中。對 DLG 矢量數(shù)據集依據不同比例尺形成四個數(shù)據集（DataSet），依照相關標準，在分層標準，依照基礎地理信息要素分類與代碼（GB/T 13923-2006）的一級分類標準。在第15頁公司地理信息系統(tǒng)吐哈油田推廣配套建設（一）項目矢量數(shù)據集中按照地理要素的分類進行物理分層，每一個物理分層作為一個要素類（FeatureClass）存在，即基礎、水系