油田地面工程設計與GIS的應用

(中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司荊州采油廠 湖北 荊州 434000)

油田地面工程設計與GIS的應用

任中澤

(中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司荊州采油廠湖北荊州434000)

油田地面建設有別于一般工程項目，具有作業片區多、位置偏遠、場地分散，現場施工條件復雜、設備材料運輸不便、交叉作業多,以及野外、露天、高空作業多,不安全因素多,工期進展等特點，海外項目還包含恐怖襲擊、疾病等特殊風險。油田輔助規劃設計系統應用GIS技術將專業圖形數據與地形圖數據結合，為不同專業的規劃設計用戶提供協同辦公平臺。基于該系統，不同專業的規劃設計用戶可協同設計，減少規劃設計周期，實現規劃相關專業之間電子化資料交接、規劃圖紙的電子存檔和專題圖輸出，提高了規劃設計的及時性。

油田；工程設計；GIS的應用

一、油田規劃設計系統

系統總體設計分為三個層面：數據層、服務層、用戶層。數據層，主要是地形圖數據及油田專業數據，油田專業數據包含油氣集輸、天然氣集輸、注入水、供水、污水、排水、電力、道路等專業數據，并分不同專業井、間、站、管道、電力、道路數據進行分層存儲。通過數據集中共享、數據層疊加的方式，實現數據圖屬結合，實現不同專業多角度數據的查詢統計，以達到GIS數據綜合利用的最終目的。服務層，通過WEB SERVICE服務實現用戶層與數據層之間的交互，接收用戶層發來的圖屬數據查詢統計請求、圖屬數據更新請求，對數據層進行篩查操作或更新操作，并將操作結果返回用戶層。同時，避免用戶層對數據層直接操作，以保證數據層的安全性。用戶層，通過基本的GIS查詢操作，實現地形數據、專業數據的圖屬互查；通過數據層疊加和圖屬關聯，實現在全專業底層數據的基礎上分層進行規劃設計的需求；應用FME實現不同格式GIS數據轉換，實現專題圖輸出及轉換。

GIS技術是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。其核心是計算機科學,基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析。因此，可以這樣定義:GIS是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。概括起來GIS具有以下優點：系統包含了地表及地下空間基本信息,實現測繪與勘察信息互補,能進行地面、地下多種信息疊加、統計、提取等應用分析；用符號直觀地表示空間地理特征；地理特征采用數字方式進行存儲,既節省存儲空間又可實現圖形的無極縮放；便于數據的共享,圖形的更新、存儲和打印。

二、GIS的應用

油田地面工程規劃設計中應用GIS的方式包括四個方向，包括油田設施規劃、項目規劃、基礎功能設計、規劃圖輸出，成為提供地面設計數據信息支持的主要方式。

(一)協助功能。在設計區域的內容規劃上，必須具備基本地理信息，而GIS提供了相應的查詢方式。以GIS的不同功能實現基礎操作，包括漫游、縮小、全圖、放大、以及前后視圖等功能，初步實現了用戶對于查看地圖信息的作用。利用線查、點查、框查、長度測量、多邊形查、屬性查詢、面積測量等具體細化的操作功能實現，不僅便于圖形設計需求的基本實現，而且對于屬性數據信息的查詢也極為精細。

(二)基礎作用。完成項目設計的規劃，需要對于環境部署與范圍統計進行創建項目的批量放井，同時實現非油田線面成圖與規劃項目管理的功能體現。那么在創新項目的環境規劃上重點在于設置參與人員的關鍵項目參數，以及加載初步規劃的項目環境范本。那么在應用過程中實現批量放井在系統中導入井位坐標，才能夠取得在可視化界面中的查看，同時對比規劃的可實施性體現出規劃井位圖的模型和參考。在原有設計中呈現出站、間、井、管道的進一步規劃現狀圖形表現。從而為區域劃定項目明確待規劃井的工作范圍。而設計人員在規劃項目中的系統信息和管理信息也能夠同步完成，包括對于規劃項目的應用刪除或創建，再導入等多方面功能實現，而且對于專業信息與地理要素的數據統計可以完成分類存儲。

(三)設施規劃與規劃圖輸出。實際工程項目的規劃中需要對于站場、間井、管道分布的具體規劃，而在待規劃圖與分布圖的基礎上，結合設計信息作出數據反饋，形成最終的合作協調模式，能夠明確在規劃中的多重規劃指標，包括電力線路及管線、站位置與新建間、以及道路走向等。在建設標準中明確了站場、間井、管道造價成本，同時估算出存在的投資建設成本和項目成本，是優化設計方案與能力分析的主要方式。規劃圖輸出功能的應用方式，通過實現Arc GIS圖形數據處理完成，再利用Micro Station、Auto CAD等圖形處理的數據信息轉換完成最終輸出結果。而標準化的圖件可以滿足專題工程項目在定制圖規劃上的基本需求，同時具備了專題圖輸出的重要功能。

(四)技術優勢。應用GIS技術能夠完成在線規劃，以及成果的規劃出圖，能夠為油田管線站場等設計，提供相應的辦公協同便利，同時在推廣應用方式中長輸管道也以線規劃設計為出圖標準。為環境評價與安全方式提供了更加可靠的空間信息，同時也實現了軟件數據提供信息支持的功能方式。在新建項目的規劃中，管線在特殊地形地貌中的走向，需要明確新建站優化位置，從而在減少投資的同時得到利用率的擴大化。

三、實際應用

地面工程專業規劃人員應用油田輔助規劃設計系統完成了25個產能建設規劃和中長期規劃項目的編制工作，在進行項目規劃設計時，可查詢到規劃范圍內每個現有間、站的規劃設計能力，準確地計算現有間、站的可利用程度，明確是否需要新建間、站。如果需要新建間、站，結合管線走向和地形地貌，確定新建間、站的最優位置，以最大化減少投資。在規劃設計時，通過查看地貌影像圖和地形數據，精確規劃管線走向，提高管線設計的準確度，減少了現場勘查的勞動強度，最大化地避免了投資浪費。由于每個產能建設規劃或中長期規劃項目都需要油氣集輸、供注水、供配電、道路、技術經濟等各專業規劃人員共同設計完成，基于油田輔助規劃設計系統，不同專業的油田規劃設計用戶可協同規劃設計，減少了規劃設計周期，實現了地面工程輔助規劃相關專業之間電子化資料交接，提高了規劃設計的及時性，并實現了規劃圖紙的電子存檔。另外，按照地面工程項目規劃設計標準，系統將用戶在線進行的規劃設計結果進行專題圖出圖，便于規劃設計方案審核，為施工人員現場施工提供依據。

四、結語

應用GIS技術實現在線產能規劃及規劃成果出圖，為油田站場、管線規劃設計提供協同辦公便利，亦可推廣應用于長輸管道的在線規劃設計及出圖；同時，為安全和環境評價提供空間信息，為專業安全和環境評價軟件提供數據支持，使油田整體規劃設計、長輸管道規劃設計管理邁上一個新的臺階。該系統是面向油田地面規劃而深入開發的一項應用項。該系統的應用,使采油一廠地面工程的管理更加科學、規范、高效,大大減輕了技術工作人員的負擔,具有重要的社會價值和經濟價值。主要實現加快了圖幅的更新速度,使圖幅能反映當前生產的實際情況,提供完整、準確的圖幅資料。提供快速、方便的圖幅保存與查找方法,便于各個系統的查詢、調度、指揮和管理。提供油田生產所需的各種報表的查詢與打印。

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任中澤(1968-)，男，漢族，助理工程，中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司荊州采油廠。