無人機航測技術在油田地面產(chǎn)能建設中的應用策略

摘要：為滿足現(xiàn)代化油田地面產(chǎn)能建設需求，更加高效、準確、全面地獲取測繪結果，從而為油田地面產(chǎn)能建設提供重要依據(jù)。特對油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術應用策略進行分析，包括油田地面產(chǎn)能與無人機航測技術概述、油田地面產(chǎn)能建設效果保障措施、油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術主要應用策略、應用案例及其發(fā)展方向。希望通過分析，可以為無人機航測技術的良好應用與油田產(chǎn)能建設效果的提升提供一定參考。

關鍵詞：油田地面產(chǎn)能建設；無人機航測技術；應用策略

一、前言

在通過無人機航測技術進行油田地面產(chǎn)能建設測繪的過程中，油田企業(yè)一定要對油田地面產(chǎn)能以及無人機航測技術做到充分了解，明確油田地面產(chǎn)能建設效果的保障措施，并根據(jù)油田地面產(chǎn)能建設的實際情況，對無人機航測技術加以合理應用。

二、油田地面產(chǎn)能與無人機航測技術概述

（一）油田地面產(chǎn)能

所謂油田地面產(chǎn)能，就是油田地面的產(chǎn)油能力或生產(chǎn)能力。在具體的油田開發(fā)工作中，產(chǎn)能主要包括兩個方面，第一是單井產(chǎn)能，即單個油井在全天24h連續(xù)工作狀態(tài)下的產(chǎn)油量，其單位按照m3/d或t/d來計算。第二是油田、油藏或區(qū)塊產(chǎn)能，即相應油田、油藏或區(qū)塊的年產(chǎn)油能力，其單位按照104t/a來計算。在油田地面產(chǎn)能建設中，很多因素都會對其建設效果產(chǎn)生影響，包括地質條件、開采策略、鉆井技術、開發(fā)方法、原油物性等。相比較其他各方面因素而言，地質條件是油田地面產(chǎn)能建設中最需要關注的內(nèi)容。為實現(xiàn)油田地面產(chǎn)能的良好保障，在具體的地面產(chǎn)能建設工作中，油田企業(yè)和相關技術人員應做好相應的測繪工作，以此來明確油田地質條件，并以此為依據(jù)，對油田地面產(chǎn)能建設方案加以科學設計。

（二）無人機航測技術

所謂無人機航測技術，就是通過無人機搭載攝像設備實現(xiàn)的空中航拍技術。無人機航測技術需要借助于無人機航測系統(tǒng)來完成，通常情況下，無人機航測系統(tǒng)的主要組成部分有無人機飛行平臺、影像獲取設備、飛行控制系統(tǒng)、地面信息接收和處理設備以及通信設備等。其中，無人機飛行平臺主要負責對影像獲取設備進行搭載，以此來實現(xiàn)航攝操作；影像獲取設備主要為攝像機，其主要作用是拍攝地面信息；飛行控制系統(tǒng)主要包括GPS系統(tǒng)以及陀螺儀等，其主要作用是獲取無人機的位置信息，并確保其航線與飛行姿態(tài)正確；地面信息接收和處理設備主要負責對無人機航攝獲取到的信息數(shù)據(jù)進行接收和處理；嚴控設備主要負責無人機飛行以及拍攝過程中的各項參數(shù)調(diào)整、控制；通信設備主要負責無人機航攝數(shù)據(jù)與相關控制指令的傳輸[1]。

三、油田地面產(chǎn)能建設效果保障措施

（一）對地理環(huán)境做到足夠熟悉

在油田地面產(chǎn)能建設中，為實現(xiàn)新油藏的有效開發(fā)，油田企業(yè)一定要對油藏做出足夠精細的描述，包括構造形態(tài)、具體類型、儲層分布、斷層分布等，然后再以此為依據(jù)，對其開發(fā)策略加以科學制定。為達到這一目標，油田企業(yè)一定要對當?shù)氐木唧w地質情況做到足夠了解，以此來實現(xiàn)油藏分布以及油藏儲量等規(guī)律的科學推斷，并對油田區(qū)域內(nèi)的油藏做出合理的分類評價與等級劃分。在此過程中，對于儲量足夠豐富且品質比較高的油藏，油田企業(yè)可對其進行率先開發(fā)。針對各種級別的油藏儲量，油田企業(yè)可通過不同的策略來開發(fā)，以此來確保開發(fā)效果。比如，可根據(jù)實際的油藏儲量情況來優(yōu)化油井布置方式，以此來達到少井高產(chǎn)效果[2]。基于此，在具體的油田地面產(chǎn)能建設中，油田企業(yè)一定要做好其地理環(huán)境測量工作，以此來充分熟悉油田區(qū)域內(nèi)的地理環(huán)境，從而根據(jù)具體地理環(huán)境和油藏情況來合理制定開發(fā)方案。

（二）對井網(wǎng)進行科學控制

在對油田井網(wǎng)進行布設的過程中，油田企業(yè)一定要對鉆遇油砂體實現(xiàn)最大限度的保障，且應確保油砂體中的注采關系良好。在此過程中，為實現(xiàn)單井泄油面積和控制儲量的有效增加，油田企業(yè)可對一些復雜井型技術加以合理應用，通過滲透率級別來合理劃分油田區(qū)塊，通過沉積微相來進行井網(wǎng)確定[3]。針對一些非均質不夠強、滲透率較高的主河道區(qū)域，若具備較好的油儲物性，便可將油井間距適當擴大，以此來達到少井高產(chǎn)的開發(fā)效果，實現(xiàn)油田地面產(chǎn)能的進一步提升。

四、油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術主要應用策略

（一）通過無人機航測技術進行地形勘測

在對油田地面產(chǎn)能進行建設的過程中，為確保其建設效果，提升油田地面產(chǎn)能，首要任務就是對油田附近具體的地形信息進行全面獲取。在對油田附近地形信息進行勘測的過程中，無人機航測技術發(fā)揮著不可替代的作用。因為油田周邊的環(huán)境通常都十分惡劣，且地形相當復雜，在這樣的情況下，傳統(tǒng)的人工測繪技術將很難實施，獲得的測繪結果也會存在很大偏差。而通過無人機航測技術的良好應用可以有效解決上述問題，在實現(xiàn)油田地形勘測數(shù)據(jù)全面、準確獲取的同時進一步降低人力資源成本投入。

具體勘測中，首先需要通過無人機航測技術進行大量高清數(shù)碼照片的拍攝，在獲取了航攝圖像之后，可通過專業(yè)的軟件進行航攝圖像的校正以及拼接處理，然后再對數(shù)字化三維地圖進行繪制。最后將具體的道路、管線等GPS坐標作為依據(jù)，將道路以及管線等的完整走向標注在數(shù)字化三維地圖上。通過這個數(shù)字化的三維地圖，可對油田附近區(qū)域中復雜的地形地貌做出足夠準確的描述，從而為其現(xiàn)場規(guī)劃提供科學的設計思路，并為后續(xù)的輸油工程以及應急搶險等工作提供更多依據(jù)。

同時，在通過無人機航測技術進行油田附近地形勘測的過程中，借助于3D數(shù)字地貌地圖，也可以讓無人機的飛行高程實現(xiàn)自適應控制，以此來進行相關道路、管網(wǎng)等基礎設施的飛行巡護。通過這樣的方式，便可將油井具體分布情況以及輸油道路、管網(wǎng)的具體走向更加清晰地展現(xiàn)給生產(chǎn)管理人員。在接收到了這些勘測信息之后，生產(chǎn)管理人員便可對油田生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的具體地形地貌做到更加準確地了解，并根據(jù)具體情況來進行油田生產(chǎn)隧道的科學建設與油田生產(chǎn)活動的良好決策[4]。這對于油田地面產(chǎn)能建設工作效率及其質量的提升都將起到非常積極的幫助作用。

（二）通過無人機航測技術進行電纜放線

因為油田區(qū)域通常具有非常復雜的地理位置，山頂、鐵塔等不僅直線距離較遠，且高度差也比較大，這就給電纜的人工架設帶來了很大難度。在這樣的情況下，通過無人機航測技術來進行電纜放線，便可使電纜架設工作的難度得以顯著降低。在此過程中，首先需要通過無人機來進行地形勘測工作，再將實際的地形勘測結果作為依據(jù)，提前做好電纜放線位置的部署。然后再通過無人機將電纜引繩拋到指定位置，讓復雜地形條件下的油田電纜得以有效架設。將無人機航測技術應用到此類工程中，不僅可實現(xiàn)人力資源成本的有效降低，同時也可以進一步確保油田電纜架設施工的安全性，從而為油田地面產(chǎn)能建設工作提供良好的技術支撐。

（三）通過無人機航測技術進行綜治排查

在油田地面產(chǎn)能建設工作中，綜治排查也是一項至關重要的工作內(nèi)容。在很多油田工程附近，都會有一些不法分子進行涉油違法活動。但是由于油田區(qū)域內(nèi)的道路條件十分復雜，公安機關和油田工作人員通常并不能在第一時間到達事發(fā)現(xiàn)場，從而為非法涉油活動的調(diào)查及其取證工作帶來了很大難度。為有效解決上述問題，在油田地面產(chǎn)能建設中，油田企業(yè)和相關部門可通過無人機航測技術來進行綜治排查。在此過程中，可通過無人機在夜間對油田區(qū)域內(nèi)的道路、井站等進行調(diào)查取證，通過這樣的方式，便可讓盜油車輛和不法分子被及時發(fā)現(xiàn)，并通過其中的GPS系統(tǒng)對其做出準確定位。在此過程中，無人機也可以對盜油車輛和不法分子進行跟蹤，以此來實現(xiàn)整個非法涉油過程的全面航拍記錄，為油田企業(yè)和公安機關的調(diào)查取證工作提供充分證據(jù)[5]。另外，在對非法收油窩點進行排查時，通過無人機航測技術中的夜間熱成像技術應用，可及時發(fā)現(xiàn)其原油加熱以及脫水處理的場所，并通過GPS系統(tǒng)對其做出準確定位，然后再借助于高清攝像機完成非法盜油窩點的拍攝工作，從而實現(xiàn)其具體位置的精準測繪，以此來為公安機關在非法盜油窩點調(diào)查取證及其搜尋搗毀等工作提供足夠科學、準確、全面的證據(jù)資料。

五、油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術應用案例分析

為實現(xiàn)油田地面產(chǎn)能建設工作質量的良好保障，本次特以某油田工程地面產(chǎn)能建設項目為例，對無人機航測技術在其中的具體應用進行了分析。以下是本次項目中的無人機航測技術應用情況。

（一）項目概況

在某油田產(chǎn)能建設項目中，待測區(qū)域的總面積是23km2，整個區(qū)域主要為葦塘地形，其中有少量稻田地。測量區(qū)域內(nèi)溝渠縱橫，道路、井場以及管線等的分布錯綜復雜，蘆葦高度接近2m，葦塘和稻田中都已經(jīng)放水，如果通過常規(guī)方法進行地質勘測，不能達到理想的勘測效果。且由于該項目的生產(chǎn)任務比較緊急，不可等到冬季再實施測量。因此，經(jīng)過油田企業(yè)和相關單位的共同研討，最終決定采用無人機航測技術來進行該油田地面產(chǎn)能建設項目的勘測。

（二）無人機航測技術具體應用

在本次油田地面產(chǎn)能建設中，無人機航測技術的應用措施主要包括以下幾個方面：

1.進行首級控制測量。在此過程中，需要將首級控制點布設到待測油田區(qū)域內(nèi)，同時應做好高級水準點布設。在平面測量中，主要通過GPS進行靜態(tài)測量，為確保測量效果，需要對接收機的數(shù)量加以合理設置，并做好同步觀測時段的控制。因為本次油田地面產(chǎn)能建設工程中含有國家控制點，這些控制點都屬于鋼標，所以在具體測量中，為實現(xiàn)計算精度的良好保障，需要將同步觀測時間適當延長。對于高程測量，本次主要應用了四等水準測量法。測量中，需要對水準路線長度以及水準閉合差做到良好控制。表1是本次油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術首級控制測量參數(shù)。

2.無人機航測參數(shù)的科學確定。在完成了首級控制測量之后，需要結合實際的工程情況與測量要求，對無人機航測參數(shù)加以科學設置。本次油田地面產(chǎn)能建設工程的勘測中，通過各方面條件與實際勘測需求的綜合考慮，最終決定通過雙架次飛行的方式對整個油田地面產(chǎn)能建設區(qū)域進行航測。表2為本次油田地面產(chǎn)能建設項目中的無人機航測主要參數(shù)設置情況。

3.像控點布設。本次航測中，主要通過平高區(qū)域網(wǎng)法進行像控點布設。在航帶中，每四條基線需要布設一對像控點，每一條航線都需要布設像控點。通過7個工作日的外業(yè)像控點布設施工，完成了整個油田地面產(chǎn)能無人機航測區(qū)域內(nèi)的所有像控點布設，其總數(shù)是355個。

4.內(nèi)業(yè)空三加密處理。具體航測過程中，為實現(xiàn)整個油田地面產(chǎn)能建設區(qū)域測量進度的良好保障，需要對兩個架次無人機航測獲取的圖像進行合并加密處理。本次處理中，主要通過MatMatrix2.0軟件對無人機航測圖像實施立體觀測，并通過PATB軟件對圖像進行了解。

5.全數(shù)字攝影測圖。由于本次油田地面產(chǎn)能建設項目的勘測時間較短，測繪人員接受的培訓也比較有限，加之很多工作人員并沒有豐富的經(jīng)驗，因此在立體測圖情況下，便會出現(xiàn)高程無法切準問題。為避免此類問題的產(chǎn)生，本次航測中，主要通過全數(shù)字影像測圖的方式進行了高程補測。

6.外業(yè)調(diào)繪。本次航測中，補測以及調(diào)繪工作都在航測原圖上實施。具體調(diào)繪中，外業(yè)工作人員需要將調(diào)繪規(guī)范、圖式以及具體的設計方案作為依據(jù)來進行內(nèi)業(yè)航測地形圖中所有要素的檢查，再根據(jù)檢查結果，對缺失的數(shù)據(jù)進行補測和調(diào)繪處理。在此過程中，為實現(xiàn)工程設計需求的充分滿足，主要對以下幾個方面的重點調(diào)繪內(nèi)容進行了統(tǒng)一規(guī)定：第一，對路名、屬性和路中高程進行調(diào)繪。第二，對井站名稱、井號、平臺名稱以及場地高程進行調(diào)繪。第三，對井場泥漿池是否連接正確進行調(diào)繪。第四，對井口是否有遺漏情況進行調(diào)繪。第五，對電力線路的具體走向進行調(diào)繪。第六，對現(xiàn)場的葦塘以及稻田高程進行調(diào)繪。第七，對現(xiàn)場的溝底高程進行調(diào)繪。第八，對內(nèi)業(yè)航測編圖進行調(diào)繪。只有通過這樣的方式，才可以達到良好的外業(yè)調(diào)繪效果，確保油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測質量。

（三）無人機航測中的相關問題與解決方法

在本次油田地面產(chǎn)能建設工程中，無人機航測技術的應用遇到了一些問題。針對這些問題，油田企業(yè)的測量技術人員經(jīng)過多方面的協(xié)調(diào)研究，最終確定了相應的解決方法。首先是空三加密方面的問題。由于該油田企業(yè)首次應用空三加密算法，工作人員的經(jīng)驗不足，加之一些航線之間具有較大的旁向重疊度，所以其高程加密精度很容易超出限值。為有效避免這一問題，本次無人機航測中，特對內(nèi)業(yè)平面和高程補測法加以合理應用，并在相關技術人員的幫助下完成了各類數(shù)據(jù)的科學獲取；其次是內(nèi)業(yè)航測軟件的應用問題。因為MatMatrix2.0軟件中存在符號塊形式以及符號化線型，和CASS線型達不到良好的匹配效果，在CAD格式圖像轉出后，并不能在CASS中進行編輯，而是需要做炸斷處理，但是炸斷之后的圖像又轉變?yōu)榱怂榫€，其線型并不能得到良好保障。為解決這一問題，在進行CAD圖像的轉出時，將其線型設置為單線，然后再通過CASS對相應的線型進行刷新，這樣便可實現(xiàn)線型的良好匹配。

六、油田地面產(chǎn)能建設中的無人機航測技術發(fā)展方向

在當今的油田地面產(chǎn)能建設中，無人機航測技術的應用可讓傳統(tǒng)人工勘測中的諸多問題得以有效解決，并實現(xiàn)油田勘測工作效率、質量及其經(jīng)濟性的顯著提升。但是就目前的無人機航測技術來看，具體應用中，依然需要通過人工的方式進行補測和調(diào)繪，其作業(yè)難度和時效性都有待進一步提升[6]。基于此，在未來的油田地面產(chǎn)能建設過程中，無人機航測技術也需要得到進一步的發(fā)展。針對復雜地形條件下的外業(yè)補測和調(diào)繪工作，相關單位、技術人員可對先進的人工智能技術加以合理應用，比如，可通過智能機器人來代替測量工作人員進行外業(yè)測量數(shù)據(jù)的獲取。通過這樣的方式，不僅可有效避免人為因素對補測和調(diào)繪效果的不良影響，同時也可以進一步提升補測與調(diào)繪工作的效率及其安全性，從而為油田地面產(chǎn)能建設工程提供更好的技術支撐。

參考文獻

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作者單位：大慶油田生態(tài)環(huán)境管護公司

■ 責任編輯：尚丹