石油工程师软件系统的设计与研究

第 1 章 前 言

1.1 本文研究的背景和意义
近来来随着信息化的不断发展、软件科学的不断进步，新的软件系统越来越复杂，尤其是近几年随着 Intranet/Internet 的迅速发展，使软件应用置身于更广阔的环境中，从而对应用软件提出了更高的要求，这就使得软件的设计开发更加困难。油田信息技术伴随着勘探开发过程而产生与发展，而且随着勘探开发业务的深入和信息技术的发展，信息技术与勘探开发业务的结合将越来越紧密，信息技术在油田生产、科研和管理等各个领域发挥着越来越重要的作用。然而与此同时，很多开发的软件存在用户群小，功能过于集中，虽然满足了一些需求，但是换个角度应用就很难，这就是软件设计的灵活性不够，功能过于集中，二次开发基本等同于重新开发一个新软件[1]。信息孤岛，软件孤岛导致不同部门间无法共享数据，造成大量的数据浪费及人员时间的浪费。在这种情况下，油田技术管理人员迫切需要一个统一的平台，降低在不同软件间的切换，及数据间的转换等问题[2]。针对上述问题我们提出了石油工程师平台构想，目标是满足石油工程师在一个统一的平台下对数据的需求，为分析决策服务。为解决信息孤岛和软件孤岛的弊端，实现不同部门数据的共享，使软件具备多用户使用的功能，借鉴 Windows、Office 等软件的开发思路，走功能模块化道路[3]。平台以交互式为主，根据不同人的不同构想，建立不同的应用，每个模块都有自己的独立功能，同时每个模块间又保持着内部的联系。
整个系统由这些具有不同功能的小模块组成，而用户应用时，面对的是模块和组件，由这些小的模块构建大的应用，同时也能满足变化的分析。石油工程师平台是一个集多功能为一体的分析平台，石油工程师可以通过该平台迅速的查询所需信息，并通过所需的数据进行分析和状态曲线的生成。石油工程师通过与井位图的交互，能够更好、更直观的实现油藏分析，采油工艺分析等功能。该平台通过合理的分配模块功能，更好的规范了油田开发生产管理。该平台的应用，大大提高油气生产监控管理和油气田动态分析研究水平，用信息化的技术全方位的提升了油气生产优化决策水平。该系统自开始研究以来，历经“九五”国家重点科技攻关项目、中石化集团总公司等重点科研项目的攻关，以及和胜利、长庆等油田的横向合作项目的研究，已经成为国内油藏分析方面的商品化软件。随着微型计算机技术的发展，Windows 已经成为了主流的操作系统，工作站版本的软件系统已经不能适应各个大油田油藏分析工作的需要。油田技术管理人员也急需一个集多功能为一身的统一平台，这样既可以方便面向不同用户的使，也可以满足多功能的分析。因此，用先进的软件开发技术来开发微机版的新系统就成为一种必须的选择。

1.2 油藏分析软件的研究状况
随着企业现代化生产及管理日益增长的需求，使计算机技术在企业现代化生产及管理中被广泛使用，计算机技术在企业活动中的地位也越来越重要。近年来在油田各个领域和岗位，对效率和质量的要求也越来越高，因此对计算机的应用和管理也就越来越广泛了，它可以代替人们繁琐的工作，节省资源，提高工作效率和安全性[4]。目前市场上多数的油藏分析软件，均是通过在列表中选择单元或单井的方式进行查询、分析和计算。大部分油藏分析系统都没有一个完整的规范，原有的软件只有盘库和公报类别，只能实现合计功能，而且自成体系。数据上报的方式仍然采取电话方式来上报数据，且数据统计采取手工计算填写表格。而且各个油田没有统一的平台，目前软件环境仍为 DOS、FoxBASE 数据库管理，这种管理模式显然陈旧落后，而且功能不完善，急需扩展[5]。这种方式及工作模式已经不能满足现场人员的工作要求，主要是油田动态和油藏静态没有很好的联系，动态分析结果缺乏地质信息或地面信息，如井位图等。而带有底图的平面动态显示分析系统对油藏工程师来说是十分重要的，目前现场这部分工作仍然主要依靠技术人员手工完成，油藏工程师每隔一定时间都要在地质图的基础上绘制油藏平面生产现状图、水淹图等，耗费了大量的时间和精力。
为了更好地进行油藏动态分析，必须在油藏动态分析的过程中充分利用现有的地质研究成果，把各种现有的电子格式或图纸格式的地质研究成果，如构造井位图、综合柱状图等导入到油藏动态分析软件中，以“图形驱动”的方式进行油藏动态分析[6]，在具有地质信息的底图上直观地进行油藏动态分析，以二维平面图的方式显示油藏动态研究成果，这样对油田技术人员能更好、更直观的进行分析。同时将采油工艺的分析和相应指标计算的功能也一起整合到石油工程师平台，这样就使得石油工程师平台功能更加丰富，应用更加广泛，对油田生产具有重要意义。现在，很多油田的高速局域网已建成或逐步建成，油田存在大量的 SUN 工作站、SGI 工作站与微机共存的局面，以及一部分用户用网景的浏览器上网与一部分用户用微软的浏览器上网共存的局面，且油田油藏信息较为特殊，主要表现为信息量大、信息的联系紧密、信息大多需要用图形方式表示。

1.3 论文研究的主要内容
开发一个基于 C#和 ArcGIS 的石油工程师平台系统, 使油藏综合研究和开发规划编制工作网络化、模型化、程序化，并提高油藏开发规划决策的科学性、准确性。通过对整个应用框架的详细设计，在油田现场数据和监控之间建立了一种新的联系桥梁，使得研究成果能够直接为油藏动态分析服务。通过调用开发数据库中的生产数据，实现属性数据和空间数据的对接。同时，改变传统的技术分析管理模式，利用数据库技术以及构件技术提出石油工程师平台系统设计方案，实现数据查询，指标计算以及基于指标的单井、井组、区块分析。通过集成油藏和单井的动静态数据，实现了油藏动态分析、空间查询和油藏工程计算的统一，为油藏现场的动态分析工作提供一个应用平台。
 
   1.4 论文安排 ........................11-12
第2章 油藏动态分析概述及开发软件介绍 ........................12-15
    2.1 油藏工程........................12-13
        2.1.1 油藏工程简介 ........................12
        2.1.2 油藏工程的主要研究方法 ........................12-13
    2.2 油藏描述 ........................13-14
    2.3 本章小结 ........................14-15
第3章 系统的总体设计 ........................15-20
    3.1 设计目标和功能 ........................15
    3.2 设计原则 ........................15-16
    3.3 框架设计 ........................16-19
    3.4 本章小结 ........................19-20
第4章 数据库的设计 ........................20-28
    4.1 生产数据 ........................20-24
    4.2 地理空间数据 ........................24-27
        4.2.1 空间数据库的建立 ........................24-26
        4.2.2 井位图的绘制 ........................26-27
    4.3 本章小结 ........................27-28
第5章 功能模块的设计与实现 ........................28-61
    5.1 编辑功能模块 ........................28-30
    5.2 日数据月数据功能模块 ........................30-32
    5.3 单井分析功能模块........................ 32-35
    5.4 动态区块分析功能模块 ........................35-37
    5.5 井组现状分析功能模块 ........................37-42
    5.6 注水利用率评价功能模块 ........................42-50
    5.7 油气井 IPR 指标计算模块的功能及实现........................ 50-53
    5.8 采油工艺宏观控制图功能模块 ........................53-55
    5.9 油井综合开采曲线分析功能模块 ........................55-57
    5.10 关键技术 ........................57-60
    5.11 本章小结 ........................60-61

结 论

石油工程师平台软件的设计是使用当今较为流行的可视化编程工具 MicrosoftVisual Studio.Net 2008 来设计应用程序，联合 Oracle 数据库存储数据信息，运用 C# 编程语言编写程序，实现对石油工程师平台软件系统的各个功能模块的操作，同时将ArcGIS 的相关技术嵌入到应用程序中，使之能够实现地理信息技术的相关功能。通过 ArcSde 中间件技术，使用关系型数据库来管理地理信息数据，调开发数据库中的生产数据，实现属性数据和空间数据的对接，并利用数据库技术和构件技术来实现数据的查询、分析及计算功能。同时，通过集成油藏和单井的动静态信息，实现了油藏的动态分析、空间查询及油藏工程计算的统一。石油工程师平台软件的应用提高了用户的工作效率，极大的方便了油田技术人员:
1、石油工程师平台系统是一个基于 ArcGIS 的软件系统，功能强大，内容丰富，很好的解决了信息孤岛等问题。
2、该软件系统充分利用油田开发数据库资源，为提高油田开发管理水平，提高油田开发方案的编制水平提供决策帮助，是数字化油田开发、决策和管理的强有力工具
3、该软件系统采用模块化结构，便于系统的维护和功能的再扩展，为油田工作人员今后的再次开发提供了便利条件。
4、充分利用现有的数据库建设、信息网络技术，可以从共享资源获得相应数据，并在系统运行当中提供所需数据，取消重复性工作，实现了数据共享。

参考文献

[1]魏忠元,张勇刚.现代油藏描述技术的特点及发展动向[J].特种油气藏,2004, 11(5):5-9.
[2]申本科,胡永乐等.油藏描述技术发展与展望[J].石油勘探与开发,2003, 30(4):78-81.
[3] Tsai W T,Paul R,Wang Y,et al.Extending WSDL to Facilitate Web ServicesTesting[C].Proceedings of the  7th IEEE International Symposium on High AssuranceSystems Engineering.Tokyo:[s.n.],2002:171-172.
[4]任长林,杨立.一种基于 WEB 的油藏信息系统的设计与实现[J].西安: 西安石油学院学报(自然科学版).2003,18(5):15-18.
[5]范海军,姚军.基于 MapObjects 的油藏动态分析系统[J].山东: 石油工业计算机应用.2008,16(3):14-17.
[6]关卫军,杨开英,杨亦. 基于 Web GIS 的油藏评价管理系统的设计与实现[J].武汉: 武汉理工大学学报·信息与管理工程版. 2005,27(6):23-27.
[7](美)鲍尔,斯内尔(著),刘彦博,肖鹏,贾菡(译).Visual Studio2005 技术大全.人民邮电出版社,2008.
[8]邵鹏鸣.Visual C#程序设计基础教程.北京:清华大学出版社,2005.
[9]陈广.C#程序设计基础教程与实训.北京:北京大学出版社,2008.
[10](英)夏普(著)，周靖(译). Visual C# 2005 从入门到精通.清华大学出版社,2006.