重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

測(cè)繪技術(shù)用于油田生產(chǎn)管理

常允艷重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)GIS、GPS、RS、DPS等科技技術(shù)完成工程測(cè)量、獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程。油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在土地利用調(diào)查、土地規(guī)劃建設(shè)、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等四個(gè)方面；測(cè)繪技術(shù)除了油田勘探開(kāi)發(fā)外，在油田日常生產(chǎn)與管理過(guò)程中也具有重要應(yīng)用功能，包括原油集輸、油氣管道、電力、通信、給排水、設(shè)備機(jī)器等管理應(yīng)用。雖然GIS、GPS、RS測(cè)繪技術(shù)在油田生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，但是也存在缺點(diǎn)，應(yīng)將測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行有效整合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)，形成油田生產(chǎn)管理動(dòng)態(tài)、可視、不斷更新等“3S”測(cè)繪技術(shù)。

測(cè)繪技術(shù)；油田；生產(chǎn)管理；規(guī)劃設(shè)計(jì)

1 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)

測(cè)繪技術(shù)是指通過(guò)一系列方法和工具對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量，得到反映目標(biāo)對(duì)象性質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)的過(guò)程?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)GIS、GPS、RS、DPS等科技技術(shù)完成工程測(cè)量、獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程，相互關(guān)系如圖1所示。

圖1 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用關(guān)系

1.1全球地理信息系統(tǒng)（GIS）

GIS技術(shù)主要是以測(cè)繪為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)使用和存儲(chǔ)，然后對(duì)測(cè)量采集到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行管理、分析、處理、建模和顯示，以達(dá)到解決復(fù)雜規(guī)劃、決策、管理問(wèn)題的目的，處理對(duì)象包括空間定位數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等，確保顯示出來(lái)用于決策的圖形與實(shí)際數(shù)據(jù)一致，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)繪對(duì)象的具體化和圖像化。主流的GIS軟件有ArcGIS、MapGIS、ArcView等。

1.2全球定位系統(tǒng)（GPS）

GPS是通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行目標(biāo)定位的測(cè)量技術(shù)，在工程測(cè)量中具有使用操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、結(jié)果準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的核心基礎(chǔ)，特別是在地形測(cè)繪、施工放樣、竣工測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)劃、機(jī)械控制、設(shè)備監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等方面都得到廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)（RTK）更是體現(xiàn)了現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)性，對(duì)測(cè)繪目標(biāo)精度進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)觀測(cè)，能對(duì)測(cè)量對(duì)象實(shí)時(shí)變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有效作出決策和改變。

1.3遙感技術(shù)（RS）

RS是指遠(yuǎn)距離遙控接受信號(hào)，感控測(cè)量對(duì)象的性質(zhì)和具體情況，如水文、氣象、地質(zhì)、地貌、資源環(huán)境等領(lǐng)域特征，并將探測(cè)到的結(jié)果反饋到遙感平臺(tái)，最終形成圖像、圖形以服務(wù)于客戶。通常把數(shù)據(jù)探測(cè)、接收、傳輸、處理、分析、判斷的全過(guò)程稱(chēng)為遙感技術(shù)。RS具有信息豐富、全天候、多光譜特性、遠(yuǎn)程操控、信息獲取快等特點(diǎn)，一般輔助GIS、GPS進(jìn)行工程測(cè)繪應(yīng)用。

1.4數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)（DPS）

DPS主要應(yīng)用在測(cè)繪技術(shù)的GIS、GPS、RS中，DPS主要是指將測(cè)量和拍攝的照片處理成三維數(shù)字表面模型且可以高精度測(cè)量，可以有效降低野外作業(yè)的工作量，特別是在大比例地形圖測(cè)量、地籍測(cè)繪、變形測(cè)量等方面發(fā)揮作用，對(duì)于水利水電、鐵路橋梁、油田生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

2 測(cè)繪技術(shù)在油田的應(yīng)用

2.1油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)

油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)是指進(jìn)行油田建設(shè)初期階段，對(duì)油田位置和需要建設(shè)的項(xiàng)目進(jìn)行全面分析，確保土地利用合理、規(guī)劃建設(shè)科學(xué)。油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)中測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在土地利用調(diào)查、土地規(guī)劃建設(shè)、土地勘測(cè)定界、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等四個(gè)方面，主要應(yīng)用內(nèi)容見(jiàn)表1。

測(cè)繪技術(shù)在油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以為油田地面設(shè)備、生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝作出準(zhǔn)確判斷，方便油田生產(chǎn)和日常管理，節(jié)省開(kāi)發(fā)、集輸、轉(zhuǎn)送等成本，為油田生產(chǎn)管理打好基礎(chǔ)。

表1 測(cè)繪技術(shù)在油田土地規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用內(nèi)容

2.2油氣勘探開(kāi)發(fā)

（1）GIS在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。GIS主要應(yīng)用在勘探工程中的油氣資源評(píng)價(jià)、油藏描述、流體運(yùn)移分析、造山帶侵蝕、沉積模型分析等方面。GIS系統(tǒng)對(duì)油氣勘探形勢(shì)進(jìn)行可視化表達(dá)，對(duì)勘探項(xiàng)目、位置、油氣田區(qū)域、井區(qū)、工區(qū)等進(jìn)行圖形展示，方便油氣勘探開(kāi)發(fā)的分析研究，減少了資料收集整理和分析處理的過(guò)程。

（2）GPS在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。GPS主要對(duì)油田井位測(cè)量，油氣運(yùn)輸進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的監(jiān)控并獲取空間數(shù)據(jù)，為勘探開(kāi)發(fā)人員提供各種比例尺的井位圖，把井位圖設(shè)計(jì)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，并提供準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)。特別是RTK技術(shù)對(duì)高原、山區(qū)、戈壁等偏僻復(fù)雜地區(qū)油田的井位測(cè)量，提供高質(zhì)、準(zhǔn)確、快速的技術(shù)服務(wù)和數(shù)據(jù)結(jié)果。

（3）RS在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。RS獲取數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確，有助于勘探開(kāi)發(fā)中掌握實(shí)際作業(yè)環(huán)境、進(jìn)行地面工程設(shè)計(jì)與施工、安排生產(chǎn)部署、制定作業(yè)方案等，為勘探開(kāi)發(fā)提供了詳細(xì)的基礎(chǔ)資料。

2.3油田地面生產(chǎn)管理

測(cè)繪技術(shù)除了油田勘探開(kāi)發(fā)外，在油田日常生產(chǎn)與管理過(guò)程中也具有重要應(yīng)用功能。由于油田分散、面積大、生產(chǎn)系統(tǒng)多，所以進(jìn)行定位監(jiān)控和信息管理十分必要，包括原油集輸、油氣管道、電力、通信、給排水、設(shè)備機(jī)器等管理應(yīng)用。

（1）油田車(chē)輛管理的應(yīng)用。油田生產(chǎn)過(guò)程中使用開(kāi)采車(chē)輛、維修車(chē)輛、輸油車(chē)輛等較多，管理難度大、危險(xiǎn)性高，因此，GIS技術(shù)、GPS技術(shù)可以對(duì)此進(jìn)行實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化管理。建立GIS車(chē)輛管理系統(tǒng)，車(chē)載終端獲取車(chē)輛運(yùn)行速度、運(yùn)載量、疲勞駕駛、速度、位置等信息，通過(guò)GPS發(fā)送到監(jiān)控管理中心，由調(diào)度中心通過(guò)GIS對(duì)其進(jìn)行調(diào)度監(jiān)控。

（2）油田電力系統(tǒng)的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是油田生產(chǎn)的能源命脈，直接關(guān)系到油田的生產(chǎn)過(guò)程和經(jīng)濟(jì)效益，但是電力設(shè)備分散、電力系統(tǒng)復(fù)雜、變化情況多等是管理的難處。研究GIS油田電力信息管理系統(tǒng)，通過(guò)GPS定位監(jiān)控每一處用電設(shè)備設(shè)施，通過(guò)電力開(kāi)關(guān)閘、檢修、操作等進(jìn)行智能化管理。

（3）油田生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。要時(shí)刻保證良好運(yùn)作，減少停機(jī)、損壞、泄漏、故障等現(xiàn)象，特別是鍋爐、集輸管道、泵等重要設(shè)備設(shè)施管理更為困難，通過(guò)RS可以對(duì)所有設(shè)備設(shè)施進(jìn)行遙感觀測(cè)并形成圖像供可視化展示，通過(guò)GPS定位對(duì)各個(gè)位置監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)施監(jiān)測(cè)，由GIS信息系統(tǒng)進(jìn)行管理和操作調(diào)度，確保油田設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 3S測(cè)繪技術(shù)

雖然GIS、GPS、RS測(cè)繪技術(shù)在油田生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，但是也存在缺點(diǎn)，應(yīng)將測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行有效整合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)，形成油田生產(chǎn)管理動(dòng)態(tài)、可視、不斷更新等“3S”測(cè)繪技術(shù)。

3.1GIS與RS結(jié)合的應(yīng)用

一方面油田位置特殊，氣候變化莫測(cè)，容易出現(xiàn)水災(zāi)、旱災(zāi)、泥石流等自然災(zāi)害事故，因此，建立油田防災(zāi)安全管理信息系統(tǒng)，通過(guò)RS技術(shù)對(duì)油田所處區(qū)域進(jìn)行感控，觀測(cè)氣候變化，提供災(zāi)情預(yù)報(bào)、預(yù)警、響應(yīng)，可以使調(diào)度、資源利用、防災(zāi)措施得到合理落實(shí)，減少災(zāi)害損失；另一方面對(duì)油井開(kāi)挖、巖層分析等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止出現(xiàn)井噴、冒頂、坍塌、泄漏等事故，提高油田開(kāi)采安全水平。

3.2構(gòu)建油田生產(chǎn)數(shù)字管道

管道是油田生產(chǎn)最主要的設(shè)備，其用量大、管道長(zhǎng)、危險(xiǎn)性高。以“3S”測(cè)繪技術(shù)構(gòu)建數(shù)字管道，采用RS遙感用于管道選線、布線、安裝和沿線地形地貌分析，利用GPS對(duì)管道運(yùn)行使用進(jìn)行全面測(cè)量，可視化監(jiān)控和定位，采用GIS管道數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理，確保數(shù)字化管道技術(shù)的鋪展應(yīng)用。

3.3數(shù)字化油田生產(chǎn)管理

測(cè)繪技術(shù)在油田生產(chǎn)管理中的應(yīng)用加速了油田生產(chǎn)管理數(shù)字化的發(fā)展，主要包括高分辨率遙感技術(shù)、遠(yuǎn)程定位和監(jiān)控技術(shù)、“3S”一體化技術(shù)、空間一致性匹配、系統(tǒng)協(xié)調(diào)性等，需建立油田集輸系統(tǒng)，供水、注水、污水處理系統(tǒng)，供配電系統(tǒng)，房屋辦公系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)，以及人員管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)油田全部事項(xiàng)、功能、解決、數(shù)據(jù)等可視一體化操作。利用信息技術(shù)、仿真和虛擬技術(shù)等實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)管理平面覆蓋，提高油田生產(chǎn)管理高效化、透明化、準(zhǔn)確化、一體化。

（欄目主持焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.2.026