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油田数字化的异构数据源整合与集成技术分析
解肖华1,张 彬2,赵 刚1
（1.长庆油田分公司第五采油厂,西安 710000；2.长庆油田分公司油气工艺研究院,西安 710000）
［摘 要］油田数字化是20世纪90年代提出的一种针对未来信息化、数字化的一种新型油库模式,能有效满足油料要求,提升油田开发系统的应用效率.本文将围绕如何应用DSB技术,对异构数据源整合与集成技术进行探究,分析油田数字化的库与库数据访问交换的实时问题,并针对互访过程中出现的系统异常给出解决方案.
［关键词］油田；数字化；数据源；DSB技术
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.14.018
［中图分类号］TP311.13 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2018）14-00-02
近年来,随着科技的不断创新和发展,各种概念、新技术、新思维逐渐出现并被广泛应用,而在军事领域,数字化战争和可视化后勤保障等新概念的提出,使油田数字化成为当下的研究热点.油田数字化是以数据服务为总线技术,集成整合异构数据,从而在油田勘探及开发的过程中,有效实现异构数据源的整合、交互,并研究分析多种数据源中的有效信息,为发展决策提供数据支撑,具有很大的研究价值.目前,虽然油田数字化还没有一个标准的定义,但是其价值已经被发掘出来,国际上普遍认为这是油田今后的发展方向.
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数字化油田概述
数字化油田是指在油田的勘探和开发中,利用计算机数字模拟技术,指导并参与开发的一种信息化技术模式,其核心是为了在油田开采过程中建立数据和信息管理,并在之后的建设采油设备、存储设备、运输设备以及资金资源管理等各个环节上,建立专业的管理体系,使各个环节高度融合,并通过计算机技术整合分析数据,为油田建设、开发、维护等过程提供科学有效的数据支撑.同时数字化油田需要利用计算机虚拟现实技术,对地面油田进行高精度模拟,有效管理和指导油田建设,具体采用三维技术建模、全方位细节展示技术、VR渲染技术、三维数据库、虚拟现实与地理信息结合等关键技术,在后期对整个油田进行合并渲染,附加材质和属性,真实还原现实油田的全貌和细节.此外,数字化油田借助计算机观测模拟场景中的油田开发过程,记录详细的信息,为现实油田开发决策提供有效帮助,对油田的勘探开发和维护具有重要的意义.构建数字化油田有3个重要阶段.
（1）建立虚拟油田场景.利用计算机三维数字模拟技术,对油田信息属性进行查询和分析,从而集成以“数字模型”为结构的地理地貌数据和油田模型的数据结构,生动形象地展示出油田各个系统之间的关系,实现对象的快速定位、准确浏览,给出相关联的信息查询,使油田管理者对油田的布局、资源分布、运行流程和经济性有直观的了解,能及时了解油田的最新动态.
（2）构建三维数字油田服务平台.基于网络构建出一个三维数字油田的服务平台,为整个油田业务领域提供地面设施的定位和属性查询,在油田运作过程中提供数据,配合相关的专业要求开展工作.
（3）将三维可视化与数字仿真油田专业应用系统相结合,包括三维数字油田应急预案可视化系统、测量系统、设备管理系统、安全管理系统、资料管理系统、知识管理系统和生产管理系统等.以上系统既可以独立用三维系统进行开发,也可以与二维系统结合起来,实现二三维的联动,实现信息统一管理.
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数字化油田发展的现状
数字油田这一概念自数字地球概念产生后,迅速传播,得到国际石油公司的广泛关注,掀起了对数字化油田的研究热潮,在2000年,剑桥能源研究会CERA在全球范围内组织了一个以“数字油田——新一代油藏管理技术”为议题的多用户研讨会,会后发布了数字油田技术的研究报告,详细阐述了其对石油工业带来的作用及影响,最后对这项技术给予了高度评价.2005年,美国石油工程师协会在年度会议上对“数字能源”进行了专题讨论,并随后举办了多次会议研究.2006年在厦门,斯伦贝谢科技服务公司主办了以“迈向数字化油田的通途”为主题的2006 SIS中国论坛,成为21世纪石油和相关业界谈论的热门话题.在国际上,关于“数字油田”的相关文献很多,“数字油田”也从最初的简单检测仪器、仪表,逐渐发展成为一种无缝衔接各个流程的全面应用性系统,通过系统管理,数字油田的将发挥越来越重要的作用.
然而在多年的建设使用中,因为缺乏全面科学的规划设计,对油田的信息系统管理和认识不到位.目前,很多油田的信息都是储存在大众数据库系统中,例如Foxbase、Access,或是将数据存储在异构数据库里,而这些油田信息系统中的异构数据已经不能满足使用需求,这在油田数字化发展推进过程中起到了阻碍作用,严重制约了数字化油田的发展进程.存在的问题主要表现在以下几个方面,
①数据信息的利用率低.对信息的加工和处理方式落后,严重影响信息质量,导致在使用过程中对一些重要的数据没有进行分类记录,而对一些冗余数据没有进行删减,对各个环节中采集的数据信息未能加以综合利用.②对外部信息没有进行及时、准确地反馈和利用.系统本身产生的大量临时数据干扰了有价值信息的传递,不能及时反馈给管理人员.③无法实现共享.在数据传输中没有一个统一的、标准的数据接口,不能采用一种通用的格式和使用规范,从而导致不能共享通用的数据源,影响信息的传送、交互.④各个油田在使用管理系统时采用的信息系统平台较多,相互之间不兼容,导致无法在大范围内进行应用.⑤当下,受传统思维影响,对数据整合分析不够重视,导致信息相互关联程度低、相对封闭和共享程度低等一系列问题.
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异构数据源的整合与集成需求
异构数据源的整合需要符合以下几个特性.
3.1 集成性
油田本身的各种数据库相互独立,如果要查询信息,需要指定系统信息库才能进行有效查找,而通过技术集成后,把原本孤立的各个信息系统整合、集成在一起,这样在查询目标时不必再分类查找,减少了人工操作,降低了人力成本,并且经过整合后只要在集成后的综合数据库内查找就可以达到访问数据的目的,极大地提高了工作效率.同时,这种集成是将各个异构数据源内信息进行关联、结合存储,而不是简单地堆放在一个数据库中,这在技术上可实现性强,故障率低,对操作人员的要求较低.
3.2 完整性
从数字油田化方面看,数据完整性指通过查询的数据是能够反映出整个油田各个方面的详细数据,包含油田的整体特性,其中包括数据完整性和约束数据完整性两部分.约束则是指油田数字化的综合数据库里各个子系统的数据库之间的关联关系,有效的约束能够优化数据交互、提高处理速度.
3.3 一致性
由于油田数字化的综合数据库里的数据来源于各个业务系统,而这些业务系统在设计之初因功能不同,应用了不同的语言结构,导致彼此数据之间存在语义上的差别.这些差别会导致信息记录不完整,出现错误,干扰数据处理,整合集成数据后,必须对这些数据进行提前转换和调整,将编码转换为统一数据结构后进行集合存储.
3.4 安全性
在各个业务系统中存储的数据都具有不同权限的访问要求,在整合数据时需要将这些数据也依照不同的权限进行设置,保证对原有数据的访问权限进行限制,进而保护整个数据信息,这就需要设计出统一的用户安全管理模式进行分类管理.
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用DSB技术实现数据整合
数据整合集成技术主要由主数据库和数据服务总线组成.
4.1 主数据库
主数据库又称公共数据,由油田名、测线号、区块名和井名等核心实体数据构成,建设主数据库的关键要素,是在于勘探开发出的数据结构要符合EPDM数据模型的要求.该模型涵盖了石油开采的上游业务流程,并能够对油井进行长期有效的数据管理,基于当前EPD数据模型构建主数据库,开发与EPD主库数据库接口一致的专业数据库,将各个业务系统数据库中的数据迁移到EPD模型主库中,规范统一各业务数据库中的井号、油田区块、坐标等基本数据,确保数据的唯一性和正确性.
4.2 数据服务总线技术
数据服务总线技术（DSB）是一项功能强、灵活性高的数据集成技术,并基于数据整合和数据虚化技术,开发了数据即时访问和集成数据信息的功能,提供完整的数据整合方案,可以由用户根据自身需求,自定义搭建数据服务平台,进而对数据进行加工、组织与传输.对于来自不同数据库的数据,首先经过抽取,然后经过转换、清洗等处理,最后用多种传输方式传输到目标数据库中.
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结 语
油田数字化的异构数据源整合和集成,使已有多种业务系统、多种异构数据源能够并存,使不同数据库的不同数据之间能够融合,实现异构数据源的动态及时互访和信息的挖掘及综合利用.油田数字化既保护了原有业务系统数据库中的信息,同时为未来在油田开发中使用多种数据库提供了统一的数据接口,保证了应用系统由旧向新、系统平台由低向高的平滑过渡,有效地实现了异构数据源中的信息挖掘.
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本文总结:这是关于数据源和集成技术分析和异构方面的集成技术论文题目、论文提纲、集成技术论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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