1、GIS 技术在数字化油田中的应用摘 要： 高效、安全地开采资源是石油工业一直努力的方向。信息化技术的推广和应用使得石油工业的管理模型逐步过渡到信息化乃至智能化，从而推动了数字化油田的建设，数字化油田也成为了石油行业监管日常生产工作、数据管理和安全监控等的主导平台。数字化油田建设中引进 GIS（Geographic Information System）技术，是油田数字化应用的成功典型。2D GIS 改变了传统以纸质地图为基础的数据分析和处理，2D GIS 与数据库结合形成了“数图结合”数据管理模式。3D GIS 是以“数模结合”的方式，将抽象的数据以可视化的方式在三维模型上展示出来，能更加直观
2、、便捷的管理相关数据。GIS 技术应用于数字化油田建设，改变了传统的数据管理模式，使“死”数据以“活”的方式被应用，从而提高数据管理的有效性。 关键词： GIS 技术； 信息化； 数字化油田 中图分类号： TE4 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2013）01-0034-02 1 引言 随着信息化技术在石油行业的推广和应用，数字化油田的管理模式已逐步取代了传统石油工业的管理模式，实现了油田管理革命化的升级换代。GIS 技术的应用在数字化油田建设中有着浓墨重彩的一笔，它是油田数字化应用的成功典型。GIS 技术能将石油行业的海量空间组成要素，如油井、管线、设备、油井出口、储油罐、
3、以及涉及到的周围环境等集成在一个公用的数据库里，以可视化的样式在地图或者 3D 模型中展示出来，实现用户与数据间的交互性“交流” ，便于对日常工作的管理。GIS技术在数字化油田中的应用主要可以分为 2D GIS 和 3D GIS，2D GIS 主要是以电子地图为载体，管理相关的信息要素。3D GIS 则是以三维模型维依托，进行相关信息的管理。虽然 GIS 从建立到发展，至今已有 40 多年历史，但它作为各种先进科学技术的结合体，发展速度之快、应用之广、影响之大是其他地理科学无法比拟的。GIS 技术在数字化油田建设中的应用，改变了传统的数据管理和浏览模式，以可视化的化方式将数据呈现在数字地图或者
4、模型上，便于日常工作的管理，使用户的工作效率得到了很大的提升。因此 GIS 技术在数字化油田的应用具有较高的经济价值和社会价值。 2 GIS 技术在数字化油田中的应用简介 2.1 GIS 技术的优势 GIS 是地理信息系统的简称（Geographic Information System） ，它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 GIS 技术与其他信息管理类技术相比，主要的优势在于它的空间分析能力。GIS 是将地图学、地理学和信息管理学结合起来的综
5、合性学科，GIS 的数据源是地理信息类数据，GIS 软件处理过的数据所呈现出的图或者模型具有一定现实性，还可以根据现有的数据分析、处理可以获得更高层次的地理信息，新获取的数据具有一定的动态预测性和宏观决策性，具有较高的参考价值。 2.2 GIS 技术在数字化油田中的应用 GIS 技术在长庆油田的数字化项目中的应用主要分 2D GIS 的应用和3D GIS 的应用。2D GIS 主要是以电子专题地图为基础，进行相关信息的管理。三维 GIS 主要是以离线三维地球为载体的，进行数据的日常管理、监控、维护。 2.2.1 2D GIS 的应用 地图作为油田发展建设的一块基石，有着不可或缺的地位，而海量的
6、数据则是油田发展建设的积累的第一财富。如何将这些海量数据更加直观、方便、快捷的展示出来，并且应用于指导油田的后期发展建设，是油田数字化建设的一个重要的任务。2D GIS 在油田数字化建设中的应用实现了数据库跟 GIS 相结合的“图文一体化”新模式。 2D GIS 在长庆油田数字化建设中主要是以数字地图的形式被应用于多个业务范围内。GIS 技术改变了油田以纸质地图作为基础的数据分析和生产部署等业务；将 GIS 技术与数据库的结合也改变了油田地理信息类数据的管理模式；GIS 软件可以将现有的数据作为基础。综合多种状况，进行数据分析从而可以准确的预计产量、管理生产；GIS 技术可以将一些具有大量的属
7、性信息的地理要素，以图面简洁化、属性信息完整化的方式将所要表达的地理要素清晰、直观、完整的表现出来。 利用 GIS 可以制作出区域油气勘探综合部署图、勘探工程进度图和勘探成果图，并且通过 GIS 的地理编码将数据库的数据与地理图形相连接，从而实现对空间数据的管理。利用 GIS 把得到的数据表格、图形和专题分析图、综合对比分析图等进行综合分析对比，从而准确、合理、迅速地进行勘探工作部署。利用 GIS 把许多不同类型数据库的数据综合到一起，并将它们放到地图上来进行综合分析，可以用于预测产量、管理生产。GIS 的信息可视化技术可以显示、存储和处理地图数据，并将各种属性数据与地图数据有机地结合起来，特
8、别合适于具有复杂属性信息的石油天然气管道管理。利用 GIS 还可以实现污染物扩散模拟、设备状态监测、紧急报警处理、应付危险情况的预制方案的管理、重要设备雷击预防与应急维护信息定位等。 2.2.2 3D GIS 的应用 3D GIS 在长庆油田数字化项目中的应用，主要是以离线三维地球为平台的数据管理方便的应用。离线三维地球可以让用户能够在此平台搭建自己的地图数据发布服务器，同时通过地图应用客户端能够实现本地地图加载、地图基本操作、三维多视角变换、矢量数据叠加、地标添加和定位等三维地图应用功能。同时用户也可以在预留接口上扩展自己的三维地图应用服务。 离线三维地球实现了在没有互联网的状况下，用户仍可
9、以访问到具有高清的影像的虚拟三维地球。其技术的实现过程是以 worldwind 开源项目为基础设计地球应用客户端，采用 opengl 进行三维渲染，再将获取的高清卫星影像拼接、切片、发布，从而完成了三维地球的离线模式。离线三维地球除了作为数据管理平台外，还增加的矢量化数据加载、地标管理、矢量要素管理等功能，以满足用户对数据编辑的需求。 三维离线地球在长庆油田数字化项目中是以网页调用的方式，作为油田生产信息可视化的基础平台，被应用多个数字化系统的模块中。如长庆油田某采油厂生产运行调度系统中的钻井动态模块、测井动态模块、生产辅助模块、电子执勤模块等。 3D GIS 的在数字化油田中的应用不仅仅是以
10、离线三维地球的方式，利用已有的数据制作电子沙盘是 3D GIS 在数字化油田的应用的另一个方向。利用已有的 DEM 数据，通过数学算法生成 DTM，再附上纹理，就制作完成了电子沙盘。电子沙盘是以真实的地理数据作为数据源将某一地区的地形模拟出来，因此在油田生产指挥中具有一定的指导价值。在 GIS软件中利用电子沙盘可以模拟一些突发的地质灾害（如洪水，泥石流等）的过程，将结果数据统计、处理、分析后，可以得到地质灾害所造成的损失以及所危害的区域范围，结合已有的地理信息数据，以此作为理论基础，制定出应急方案，做到未雨绸缪，从而可以降低一些突发状况带来的经济损失。 3 结语 GIS 技术在油田数字化的项目
11、中的应用时间虽然短暂，但它结合了地理学跟地图学，同时又综合信息管理类学科等其他先进的科学技术，具有较强的综合性和优势性。二维 GIS 的应用改变了油田工业传统的制图模式，与数据库的结合使得油田对数据的管理模式实现了“图文结合”方式。三维 GIS 给用户带来了前所未有的视觉体验，它将油田海量数据管理与三维模型很好地结合起来，逼真地反映了地面场景特征，能够加快油田的数字化建设进程。虽然 GIS 技术目前在长庆油田数字化项目中的应用更多的是以辅助性的方式被应用于多个模块，但 GIS 技术的优势性、先进性、综合性决定了在往后的数字化油田建设中，GIS 技术有着中流砥柱的作用。 参考文献： 1 王晓鹏，霍晓斌，李会祥，等.应用三维 GIS 技术实现数字沙盘的制作J.河南石油，2005（7）：72-73. 2 和平鸽工作室.OpenGL 三维图形系统开发与实用技术基础编程篇M.北京：清华大学出版社，2003. 3 姜伟，王红云，马令勇.GIS 技术在数字油田建设中的应用J.油气田地面工程，2006.25（7）.
