基于SeisBase模型的地震勘探成果數據管理系統設計

李成艷+張進鐸+馬迅飛+張俊++李華松

摘 要： 在連續不斷的石油勘探與開發過程中，形成了大量原始數據和成果數據，而地震勘探數據是油氣勘探和開發的重要數據來源。本設計從分析目前常用的數據類型開始，借鑒成熟的Seabed模型，并獨立開發出Seisbase模型；以該模型為核心，利用GIS系統平臺，實現地震勘探數據的統一管理與綜合展示。文章詳細地介紹了成果數據管理系統的設計方案、系統架構，以及系統各模塊的基本功能等內容。

關鍵詞： 成果管理； 數據類型； Seabed模型； Seisbase模型； GIS

中圖分類號：TP392 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-38-03

0 引言

在石油勘探與開發過程中，其涉及的數據龐大、繁雜，可以涵蓋到多個領域和專業。而且，油氣勘探單位經過多年的數據積累，形成了大量原始數據和成果數據。這些數據具有來源多、涉及專業廣、數據格式不統一，以及數據缺乏連續性和完整性等特點。

因此，建立一套地震勘探成果數據管理與綜合展示系統，可以使科研人員與管理人員能快捷、方便地收集數據和使用數據，以達到提高科研生產效率和項目決策準確性的目的。

1 系統概述

1.1 系統設計方案

地震勘探成果數據管理及綜合展示系統，通過以“所見即所得”的方式，查看各探區的采集、處理和解釋成果、地質圖件、研究報告、衛星照片、人文地理等多種信息。

系統采用分區建設方案，這樣便于應用；實現互聯互通、便于共享；數據直接取自主流應用軟件，大幅度減少數據整理工作量。

1.2 系統總體設計

設計和開發地震勘探成果數據管理及綜合應用系統，實現從主流解釋軟件直接導入解釋成果數據；以文件方式導入和管理處理成果數據；以示意圖或觀測系統方式導入采集信息；以外部文件方式導入成果報告、地質圖件、衛星照片、人文資料等；通過GIS方式進行數據查詢；并展示地震剖面、斷層、層位、測井曲線等成果數據[1-2]。

2 數據庫建立

2.1 地震勘探數據類型

地震數據是進行地質構造解釋、油氣勘探開發等工作的基礎資料，也是各種地震解釋軟件的主要研究對象。地震數據最基本的存儲格式就是Segy格式，其他地震數據存儲格式，一般都是在Segy格式的基礎上演變而來的[3-4]。

地震勘探數據主要包括導航數據、地震處理成果數據、疊加速度數據、前期解釋層位數據、斷層數據、特殊處理數據、VSP數據（時深關系、合成記錄）等。

地質成果數據有地質分層數據、砂巖數據、單井小層數據、等值線數據、斷裂系統數據、網格數據等。

鉆井基礎數據包括井名、井分類、坐標、井別、開鉆日期、完鉆日期、完鉆井深、補心海拔、鉆遇斷點數據、井斜數據、試油數據、分析化驗數據等；各種測井曲線數據、測井解釋成果數據等。

2.2 數據庫建設思路

石油地震勘探成果數據所涉及的是一個龐大的數據系統，不僅數據種類多，而且數量大。我們在分析了Seabed、PPDM、EPDM等常用數據庫模型的成熟應用，以及石油行業標準大模型POSC之后，選擇了Seabed模型為創建參考，分析其1169個幫助文檔，整理了1136個表的數據結構、關聯關系等，創建了SeisBase數據模型，表1為SeisBase數據模型的分類情況。

3 系統架構設計

系統采用多層體系架構設計，每一層之構成單元可為其上層構成單元提供相關服務。整個系統分為“數據層”、“系統層”和“應用層”三部分（圖1）。

數據層是組成用戶數據系統的各個組成部分，包括數據中心和數據維護系統，數據維護系統中的數據有地震數據、測井數據及地理信息數據等。

系統層分核心層和服務層，在核心層內有Web服務器、數據庫服務器、系統定義和管理系統。系統定義和管理系統主要包括數據關聯、數據字典、用戶管理、數據備份和安全控制等項目；在服務層內有服務子系統和地理信息GIS、管理信息MIS、資源管理ERP和安全認證等。

應用層主要是數據應用系統，是一系列的ASP網頁，各個網頁上嵌入相應的功能模塊-ActiveX控件，用于完成特定的任務，主要用于數據收集與打包下載、數據呈現、統計和報表、數據處理等，以及各種成果圖件展示，如井的綜合柱狀圖、2D數據顯示、3D數據體顯示、解釋成果、GIS圖件等[5-6]。

GIS是地理信息系統（Geographic Information System）的英文縮寫。GIS系統平臺的主要功能有顯示地理圖件、生成地理圖件、地理信息查詢、通用信息查詢和空間數據關聯等內容。

⑴ 顯示地理圖件：所謂地理圖件，就是以各自的顯示方式而聚合在一起的空間幾何元素的集合，比如地震測線部署圖、油氣勘探形式圖等。

⑵ 生成地理圖件：基于“空間對象數據庫”的概念，GIS系統模塊能在很短的時間內形成各種形式的圖件。

⑶ 地理信息查詢：地理信息查詢包含給定一個區域，并查詢該區域內的空間對象。例如一個多邊形內的地震測線、油氣井等信息；查詢圖件上的空間對象是否關聯某種屬性或數據，例如地震測線是否關聯某些地震資料等。

⑷ 通用信息查詢：作為油氣勘探與開發數據庫應用系統，這里的通用信息查詢區別于以上的地理信息查詢，這些查詢是不依賴于空間位置的。

⑸ 空間數據關聯：在油氣勘探與開發數據庫中，不但有空間地理數據，還有更多的屬性數據，如地震測線班報、油井日產量等數據。我們所關注的是空間對象，如地面上的地震測線、地下的含油氣構造等。

GIS系統是現代油氣勘探與開發數據庫的重要組成部分，一個數據庫系統中GIS系統的有無，或GIS系統發揮作用的程度如何，是衡量該數據庫系統質量高低的一項重要考察指標。

4 系統模塊功能設計

系統主要功能模塊：GIS導航模塊、數據導入模塊、數據錄入模塊、成果圖件顯示模塊、用戶管理模塊和數據庫管理模塊等。

⑴ GIS導航模塊：此模塊包含2D GIS和3D GIS，2D導航為主導航系統，類似解釋軟件的底圖，能夠投影地震工區、井、測線等；3D導航系統能夠加載衛星照片、高程數據、矢量圖數據等，能夠采用立體三維方式展示地表、地形。

⑵ 數據導入模塊：此模塊能夠把成果數據通過專用工具自動導入到系統中，通過Openworks、GeoEast軟件的SDK開發包導入工具，實現將外部數據如體數據、層位和斷層數據、井數據、SPS文件、速度體、文檔報告、地質圖件等自動導入到數據庫系統中。

⑶ 數據錄入模塊：此模塊可以通過網頁模式錄入成果數據。

⑷ 成果圖件顯示模塊：此模塊通過網頁實現，可顯示2D地震剖面（含測井曲線組合顯示）、3D地震數據體切割、綜合測井曲線、解釋層位、地質圖件等。

⑸ 用戶管理模塊：此模塊是對系統用戶的基本信息和系統權限進行管理。系統用戶包含三個層次，即科研生產層、專業管理層和決策層。其中科研生產層和專業管理層是一般用戶，他們所關注的信息是研究報告、成果圖件等，而決策層是特殊用戶，他們感興趣的信息是國家、盆地（油田）、探區等總體信息。

⑹ 數據庫管理模塊：此模塊實現對數據庫的管理，包含系統用戶管理、數據庫維護等內容[7]。

5 結束語

當前國內外油氣勘探與開發工作面臨十分復雜的技術難題，這就迫切需要多學科、多專業技術人員密切合作，采用綜合方法來解決生產中不斷出現的各種矛盾。因此，地震勘探成果數據管理系統的建立，就具有非常重要的現實意義。

然而，地震勘探成果數據管理及綜合展示系統，是一個涵蓋整個油氣勘探與開發過程的綜合系統，其綜合了石油勘探的多個學科與領域，所涉及的數據類型十分龐大和復雜。因此，其數據庫的設計與建設過程也將曲折而漫長。

參考文獻（References）：

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目數據庫的應用[J].石油工業計算機應用，2011.70（2）：22-24