地理信息系統在地面工程中的應用

徐永明

摘 要：地理信息系統（GIS）現已廣泛用于地面工程領域，文章簡要介紹了該技術的功能特點，并從繪制專題圖、管線的調查、流程改造、網上發布四個方面探討了GIS在地面工程中的應用，實現了油田地面工程圖形和屬性數據網上發布，為油田規劃設計人員、現場生產管理及全局控制決策提供了數字化地形圖、地面建設各專業系統圖及屬性數據等基礎信息，為油田規劃方案、優化及管理決策提供科學依據。

關鍵詞：地理信息系統；特點；應用；效果

1 概述

地理信息系統（GIS）技術是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，實現提供多種空間和動態信息，為地理研究和決策服務而建立起來的計算機系統。GIS功能超過常規的DBMS和CAD軟件，主要表現在能夠采用數字化的形式采集和管理地理要素及其屬性數據，并建立拓撲關系明確定義它們之間的聯系。同時它所擁有的圖形用戶界面，用戶在可視化的地圖上顯示和操作數據。最終目標是實現空間信息的網絡化。GIS通過Internet在功能上得到了延伸，真正成為一種大眾使用的信息工具。從Internet的任意節點，人們可以瀏覽網上的各種分布式的、具有超媒體特性的地理空間及屬性數據。GIS所提供的專用函數，可進行測量、圖像的生成、屬性修改、新對象的建立、統計分析等多種信息。

2 GIS技術在油田中的應用

石油行業是一個多學科相互配合、相互滲透、協同工作的知識密集型行業，信息的綜合利用對石油企業的發展起著重要的作用。石油企業每年要產生大量的業務數據，這些數據分散存放，成果數據難以共享，大部分數據還采用架庫式存放，給專業技術人員查閱資料造成很大的困難。據統計，專業人員花在查找和準備數據的時間占去整個研究工作的一半以上。企業需要采用更加科學的方法加強對資料的管理與利用。

基于GIS技術對油田信息進行統一管理、查詢、分析和綜合應用可視化，實現數據、圖形和信息管理應用的一體化，已成為石油企業及各服務單位廣泛的做法。GIS能將石油企業的海量空間組成要素，如油井、管線、涉及的周邊環境、設備、油井出口、儲油罐等信息集成在一個公共數據庫平臺，并利用其強大的空間分析能力，進行有效的空間地理分析。它把地理位置和相關屬性有機地結合起來，根據用戶的需要將空間信息及其屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出給用戶，能滿足石油企業對空間信息的要求，借助其獨有的空間分析功能和可視化表達功能，進行各種輔助決策。

3 GIS技術在油田地面工程中的應用

對于油田的地面工程可以按照地理信息系統的原理，充分利用現代化計算機工具，科學、有效地把地面工程各類圖紙、圖幅和圖件以及相應的動靜態資料存儲及管理起來，建立起地面工程管理應用系統，在需要時進行圖形編輯、修改、查詢和輸出，并在圖庫的基礎上，將地面各系統的信息資料數據與圖形聯系起來，實現圖形數據同步操作、為油田生產、管理、應用提供了良好的計算機應用系統。

3.1 繪制專題圖的應用

利用地理信息系統功能，運用相應的字體和符號，可完成原油集輸系統、油田天然氣系統、注水系統、電力系統、道路系統、防腐保溫系統專題圖及總圖的編制。繪制相應圖紙時，該軟件可插入地形圖與影像圖，并可將其相應圖紙導出到DGN圖紙或CAD圖紙中。

3.2 管線調查中的應用

在以往非金屬管線進行大調查時，由于油田生產的特殊性、分布面積的廣泛性，人員的流動性，資料數據的非確切性，單存靠簡單的記憶和一般意義的圖紙資料遠遠不能掌握地下管線的分布及材質。現在可應用該系統對所需求的管線進行查詢。首先，在查詢窗口中編輯查詢條件，根據自己需要的資料來查看屬性字段，就可查詢，該信息能以excel的形式導出。用于指導埋地管道日常管理、維護及調查，從而保證管道的維修、更換的科學性，提高了油田生產建設的經濟效益。

3.3 集油流程改造中應用

針對敖南油田部分油井初期產能高，集油管道壓力上升過快、部分油井無法正常投產，造成管線堵環影響產量與時率的問題。可利用地理信息系統（GIS）對無法正常投產的油井進行調查。首先，在地理信息系統中，調出相關的系統圖，將系統中的油井、集油間、集油管道等現狀圖形要素顯示出來，利用此圖進行管線的測量，然后根據系統數據查出，每個環所帶的井數、管徑。根據統計情況，分析堵環原因是由于管徑細、管線長，單環井數多導致的。規劃設計人員以此為參考，對存在問題的環采取了分環、并環措施，保證了油井的正常生產。通過（GIS）網上瀏覽、查詢為設計人員管線設計及改造，提供了方便、準確的基礎數據、提高了工作效率。

3.4 網上發布系統的應用

通過油田局域網實現客戶端應用瀏覽器對圖形的瀏覽，并通過對服務器端ASP腳本的請求，實現圖形和數據的查詢、統計、分析。在客戶端實現了廠、礦、隊、井、站、間、管線、道路等各種動、靜態數據的查詢，使的生產和管理單位的工作人員，依據各系統的能力及負荷情況，完成各自的分析和管理任務。

3.4.1 圖庫數據顯示

利用地面工程信息，操作人員可按區域、類別進行圖形查詢、分析、顯示，可實現圖形的點放大、區域放大、平移、圖形比例尺的顯示等。查詢功能可以按系統查詢、自由查詢（點查、線查、框查）。點取圖上的地理特征，會顯示相應的屬性。例如：注水系統從注水站，查出相關的注配間、注水井及注水管道，并可查出相應站庫的基礎信息。

3.4.2 報表查詢功能

系統通過后臺的查詢，生成所需要數據的統計報表，報表可以在網頁中顯示，或在客戶端生成EXCEL格式的報表，以方便用戶打印輸出。達到地面工程設備、設施信息可調查、可分析、可預測等精細化管理的目標，方便優化地面調整方案、優化生產運行參數。以敖一聯深度處理站數據報表為例，通過數據報表，可以了解在運的設備狀況、生產廠家、設備型號等相關的靜態數據，為設備改造、工藝更新、水質處理能力增減提供了參考數據。

4 地面信息系統建立中的幾點認識及建議

通過對敖包塔作業區地面信息系統的建立和完善，使GIS技術在地面工程系統中已經得到了廣泛的應用。GIS不僅開拓了地理信息資料利用的新領域，而且為GIS信息的高度社會化共享提供了可能，同時使地面工程管理更科學化、規范化。以下是我們在地面信息系統建立中的幾點認識和建議：（1）敖包塔油田地面信息系統應用GIS技術實現了網上發布后，使生產管理人員能方便、迅速、準確地對油田建設信息進行查詢、分析及輸出，大大縮短了規劃設計及改造周期。（2）該技術為各個部門提供了可共享的地面建設現狀數據、統計分析數據、專業系統現狀圖等，為生產指揮調度和管理決策提供了科學依據，降低了規劃方案編制工作成本。（3）地理信息系統要求客戶端硬件平臺配置為Pentium4 1.8GHZ、1G以上內存的計算機，來保證圖像顯示的完整性，可目前使用的計算機難以滿足要求，影響了工作的進度和質量要求。（4）地面工程各級管理人員素質參差不齊，也給地面信息系統的錄入工作的開展造成一定的難度，因此必須通過加強技術培訓，才能確保地面信息系統的有效開展。

參考文獻

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