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地质录井数据存储技术实施与发展

2015-10-07 10:36 来源:学术参考网 作者:未知

摘 要:

关键词:
1.引言
  在数字油田总体框架设计中,中间部分是中心数据层。本文阐述的主要对象是中心数据层中的“地质录井库”(简称“录井库”),是中心数据库之一,它的建设是在目前优先建设数字油田规划中勘探主营业务部分的战略思路的指导下进行的。
2.录井库建设方针的形成
  任何项目的建设都需要有一个方针,有一个方向性的指向,录井库的建设当然也不例外。要进行数字油田建设,数据库作为现代信息的载体和基础是必须建设的,首先需要研究怎么样来建好这个录井库,为此展开库建设方针的探索。
2.1数据模型
  数据模型是一个可用于描述数据库结构的概念集合,类似于军事中的战场沙盘和勘探开发中的三维地质模型,都是现实的缩影。
  从产生过程可以总结出数据模型是现实世界经过三层抽象而形成的,具有逻辑和物理独立性的特点。例如:对于样品分析,现实世界是从取样到出分析结果的全过程,经过视图抽象,形成各个分析项目的报表视图,再经过概念抽象,找出各种分析项目之间的共同点,都需要取样、需要分析、需要得出指标数据,并且理清存在的流程关系,最后经过物理抽象形成物理模型进而按照他们之间的关系在数据库中建立取样数据表,分析数据表,指标数据表这些逻辑对象,当然更深层次的是物理模型已经将这些对象对磁盘、内存等硬件资源的分配也做好了设计。因此要建设好录井库,就要画好数据模型这张图纸。对于模型的研究就是对于主库结构的研究。
2.2石油数据模型发展简史
  中石油数据模型的发展划分为三代,第一代是勘探、开发、钻井数据库逻辑模型,第二代是勘探开发核心逻辑模型,第三代是伴随着信息规划A字头项目产生的PCEDM核心模型。这三代模型在中石油信息发展史上都有着一定的作用。第一代模型实现了从无到有的转变,但是随着业务需要的发展,他不能满足勘探开发一体化的需求;接踵而来的第二代数据模型,在业务涵盖程度上有了很大的提升,可以说非常贴合油田业务实际,但是还是没有实现勘探开发一体化;而2008年产生的PCEDM直接在实体模型的设计上就解决了勘探开发一体化,并且能够描述新生的分支井、及水平井业务。
  信息规划中油气田勘探录井(即正在使用的A01、A02、A07系统)使用PCEDM模型,其直接相关部分的6个系统,使用PCEDM模型或者使用与PCEDM之间的具备完美接口的模型体系。同时PCEDM作为模型标准在今年将要发布出版。
  在A01、A02项目应用过程中,可以认识到,PCEDM具有强整体性、高适应性、可扩展性、符合油田业务发展需要的发展中的石油数据模型。同时这也是录井库建设方针产生的主要原因。
2.3录井库建设方针分析
  按照数字油田规划的整体安排和部署思路,录井库在油田总的中心主库搭建平台下,选择以PCEDM为基础,并按照业务需要进行扩展而形成的,保持了主库三方面的优势,分别体现在业务管理、信息管理和部署方式的战略意义上。
  勘探开发协同研究是目前油田业务发展的趋势。按照斯伦贝谢公司提出的信息建设架构,勘探开发协同研究是建立在由地理信息导航平台所支撑的数据管理平台之上的,而数据管理平台又是由专业库和项目库通过一次集成产生的一体化集成平台所支撑的。在业务管理上涵盖地质录井生产等各个环节,建立统一有机的联系。形成多个专业库分支的集成,在大部分专业上替代了一次集成的过程。  在信息管理方面,录井库是一个按照面向对象的理论整体设计,模块化使用的模型,具有强整体性、高适应性、可扩展性。正因为这样的性质,我们能够根据各个专业的细节在不改变模型核心(Core)的基础上进行扩展建设,从而形成电子LJPCEDM。LJCEDM架构符合数字油田建设中“起步晚,起点高”的战略思路。从目前中石油信息建设的趋势来看,A字头重点信息项目以PCEDM为主数据库,大庆、塔里木等数家油田将原有专业库向PCEDM数据库改造。直接选择以PCEDM为基础的LJPCEDM无疑是站在了高起点上。同时多专业整体性的PCEDM正是能够克服目前油田信息管理人员较少,分散建设专业库力量不足的困难,能够使用较少的资源实现数字油田勘探开发主营业务的初步支撑。
3. 录井库建设规划
  录井库建设的思路是以A01、A02数据库原型为基础,参考PCEDM相关模型资料,借助PowerDesigner、PL/SQL、Access、Visual Studio等研究工具,以专业数据正常化研究和资源建设贯穿整个库建设过程,通过搭建录井库模型研讨平台,展开对PCEDM这个面向对象的概念模型的深层认识和扩充建设工作。
  地质录井库建设的目标:全面支撑数字油田在勘探开发结构化数据方面的存储、管理和应用的数据库,在此基础上,将库的体系扩展到数字油田的各个领域。
  地质录井库的架构设计上,采用LJPCEDM为核心数据管理层,PCDM2002作为应用层紧密包裹在LJPCEDM的周围,并以此更好的支持原有勘探开发系统,支持正常化采集和勘探开发研究项目环境进而支撑核心目标。
  为了实现这个架构,完成我们的设想,达到核心目标。需要把录井库建设的工作拆解开来分步四步实施:
* 第一步,建设LJPCEDM原型
* 第二步,伴随建设优化模型
* 第三步,建设业务应用层
* 第四步,建设主库技术知识网
  目前第一步已经顺利完成,第二步建设正在进行,第三步和第四步都处与设计阶段。后面三步工作在技术力量允许的情况下可以交叉进行。
  对于已经建设完成的LJPCEDM原型,要做三方面的工作,分别是模型信息统计、A01、A02数据整合和PCEDM模型扩充方法研究。其中用到了众多Oracle的技术,如数据字典信息应用、递归查询运用、触发器运用等等。第一步虽然已经完成,但是通过了近期数据库技术的深入学习发现A01、A02同步得来的LJPCEDM原型还有很过需要完善的部分。例如A02数据同步至主库可以使用快照同步技术从而提高主库数据的时效性和准确性。从这点上来看,库的建设是一个不断完善的过程。
  正在进行的第二步建设有一条非常明确的中轴线,那就是伴随数据正常化和资源建设的过程建设符合主营业务要求的LJPCEDM。优化扩充建设的原因主要包括:相对业务缺失模块、原设计存在漏洞、缺少关键信息字段、部分字段类型不符等方面。
  第三步建设工作主要是进行业务应用层设计,按照四个步骤进行:
  首先在资源建设的过程中,按照PCDM2002的标准进行数据 收集和整理工作,其次在数据正常化的过程中,按照PCDM2002的标准进行数据采集的规范和相关报表的统一,然后在现行的应用项目的实施过程中保留符合PCDM2002标准的中间视图,最后实施以PCDM2002为标准的主库应用层主题项目。在这样的安排下实现业务应用层“总体设计,分步渗透,集中建设,全面支持高速应用”的目标。
  第四步建设库技术知识网是建立在前面提到的库模型研讨建设平台之上的,主要设计功能有三个。一是满足主库结构动态发布,二是研发出能够使用的库管理平台,三是提供一个各级业务专家能够提出业务需求和参与建设意见的讨论平台。我们的库运维团队和各级业务专家在这个平台上扮演各自的角色,共同构筑主库技术知识网络,最终达到更好的推进和完善数字油田应用的目标。
4. 录井库建设工作阶段分析
  录井库建设工作到目前虽然刚刚启步,但是我们取得了一系列突破性的研究成果。
4.1思想认识提升
  第一点表现是:认清了主库与分库建设与数据正常化和资源建设的关系。正常化建设的方法概括的讲就是通过对数据源点的调研了解和掌握新数据从产生到归档的整个流程,同时分析和对比同类报表,最终建设好数据层依附与LJPCEDM的客户端和行业通用报表的过程。资源建设的方法概括的讲就是通过对数据源点进行详细的数据收集、整理、审核等一系列规范化操作,最终将数据资源迁移加载至LJPCEDM的过程。我们不难发现,无论是正常化建设还是资源建设最后都是要建立在LJPCEDM之上的,即主库是正常化和资源建设成果实体构成的核心。当然正常化和资源建设都能推进主库模型朝着更符合业务管理需求的方向发展。因此主库和分库的建设与正常化建设的关系是相互促进、互为保障;与资源建设的关系是规范建设,共同推进。
  第二点表现是:认清了数据管理和业务管理的关系。在这近一阶段的数据迁移工作中,通过一些典型的实例讨论我们逐渐认识到主库不只是数据的载体,同时还是数据的管理工具,更是业务管理思路的集中抽象体现。为此数据管理和业务管理之间应该是相互促进共同进步的,业务管理的先进经验要及时的体现到数据模型设计中,同时先进的数据管理模型也应该推广至业务管理中。
4.2库原型形成
  为了能够更好的控制设计思路与物理实现的一致性,第一步就是要精确的统计数据库中各表的数据量和确定各表主外键关系。为了得到这些信息,引入了系统视图信息循环运用的办法和递归查询的灵活运用。
  ORACLE10中存在着41000多个用于记录系统信息的数据字典,其中就包括用于记录数据库中用户数据表信息的USER_TABLES和记录主外键信息的USER_CONSTRAINTS和主外键字段信息的USER_CONS_COLUMNS,灵活的运用这些数据字典中的信息我们能够快速的统计出一个数据表的使用情况和模型的结构。
  通过统计监控确保数据库的逻辑结构跟设计思路的一致性。为库原型的形成提供了技术保障。
4.3建设方法论
  笛卡儿在《方法论》(Discours de la méthode)中指出,研究问题的方法分四个步骤,我们按照这四个步骤也总结出了LJPCEDM建设方法的四个方面:
  第一个步骤:永远不接受任何我自己不清楚的真理,只要没有经过自己切身体会的问题,不管有什么权威的结论,都可以怀疑。这一点告诉在建设LJPCEDM的过程中任何单位和个人关于PCEDM的理论都可以怀疑,只有实际存储并能良好应用的结构才可信。
  第二个步骤:可以将要研究的复杂问题,尽量分解为多个比较简单的小问题,一个一个地分开解决。因此LJPCEDM的建设要按照专业的划分,逐个进行研究,理清生产实际中的各类关系,以便更好的抽象出物理模型。
  第三个步骤:将这些小问题从简单到复杂排列,先从容易解决的问题着手。因此LJPCEDM研究专业的顺序要按照油田建设总体规划进行,先易后难,“急用先建,以用促建”。
  第四个步骤:将所有问题解决后,再综合起来检验,看是否完全,是否将问题彻底解决了。因此在建设完成后我们应该从综合应用上整体评价LJPCEDM的建设效果。
  综上所述,总结出了在批判的接受现有PCEDM模型理论的基础上,按照数字油田总体建设规划先易后难、“急用先建、以用促建”的要求分专业精细研究扩展建设,最终以能否良好的服务应用为唯一检验标准的LJPCEDM建设方法。
4.4扩展建设实践
  截止目前,已经在野外、综合录井、气测、地层岩性、油气显示、探井生产井、新技术等几个方面按照LJPCEDM建设方法展开了扩展建设的实验性实践,围绕地质录井主库建设要做好四项工作。
(1)继续完善PCEDM到LJPCEDM的转化工作,努力建设一整套覆盖录井专业的特色主库模型结构
  相关专业的数据和分析化验等专业数据模型的完善建设需要紧密结合数据正常化和资源建设的步伐开展研究扩展工作。预计在下一段时期催涉及专业覆盖面上与数据正常化建设同步完成LJPCEDM的构建,从而保证数据正常化和资源建设成果的保存。
(2)基于Oracle Spatial技术的空间数据库扩展
  在地质录井空间数据Oracle Spatial应用成功的基础上,总结Oracle Spatial技术要点和使用方法,开展其他专业空间数据的存储和管理研究建设工作,解决录井专业数据要求统一管理空间几何数据和属性数据的问题。将LJPCEDM发展成为对象-关系数据模型。此项工作计划在近期开展,尽快完成数字主库空间数据管理层的搭建。
  录井数据库的建设是一个无终止的过程,会随着业务和信息技术的发展不断前进,因此在建设的过程中不断的完善库建设。在LJPCEDM建成后,我们仍将不断的完善和维护好地质录井主库,把对录井主营业务信息应用的支持做到尽善尽美,同时做好对各级用户的技术支持工作。

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