油田地面工程设计与GIS的应用

(中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司荆州采油厂 湖北 荆州 434000)

油田地面工程设计与GIS的应用

任中泽

(中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司荆州采油厂湖北荆州434000)

油田地面建设有别于一般工程项目，具有作业片区多、位置偏远、场地分散，现场施工条件复杂、设备材料运输不便、交叉作业多,以及野外、露天、高空作业多,不安全因素多,工期进展等特点，海外项目还包含恐怖袭击、疾病等特殊风险。油田辅助规划设计系统应用GIS技术将专业图形数据与地形图数据结合，为不同专业的规划设计用户提供协同办公平台。基于该系统，不同专业的规划设计用户可协同设计，减少规划设计周期，实现规划相关专业之间电子化资料交接、规划图纸的电子存档和专题图输出，提高了规划设计的及时性。

油田；工程设计；GIS的应用

一、油田规划设计系统

系统总体设计分为三个层面：数据层、服务层、用户层。数据层，主要是地形图数据及油田专业数据，油田专业数据包含油气集输、天然气集输、注入水、供水、污水、排水、电力、道路等专业数据，并分不同专业井、间、站、管道、电力、道路数据进行分层存储。通过数据集中共享、数据层叠加的方式，实现数据图属结合，实现不同专业多角度数据的查询统计，以达到GIS数据综合利用的最终目的。服务层，通过WEB SERVICE服务实现用户层与数据层之间的交互，接收用户层发来的图属数据查询统计请求、图属数据更新请求，对数据层进行筛查操作或更新操作，并将操作结果返回用户层。同时，避免用户层对数据层直接操作，以保证数据层的安全性。用户层，通过基本的GIS查询操作，实现地形数据、专业数据的图属互查；通过数据层叠加和图属关联，实现在全专业底层数据的基础上分层进行规划设计的需求；应用FME实现不同格式GIS数据转换，实现专题图输出及转换。

GIS技术是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析。因此，可以这样定义:GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。概括起来GIS具有以下优点：系统包含了地表及地下空间基本信息,实现测绘与勘察信息互补,能进行地面、地下多种信息叠加、统计、提取等应用分析；用符号直观地表示空间地理特征；地理特征采用数字方式进行存储,既节省存储空间又可实现图形的无极缩放；便于数据的共享,图形的更新、存储和打印。

二、GIS的应用

油田地面工程规划设计中应用GIS的方式包括四个方向，包括油田设施规划、项目规划、基础功能设计、规划图输出，成为提供地面设计数据信息支持的主要方式。

(一)协助功能。在设计区域的内容规划上，必须具备基本地理信息，而GIS提供了相应的查询方式。以GIS的不同功能实现基础操作，包括漫游、缩小、全图、放大、以及前后视图等功能，初步实现了用户对于查看地图信息的作用。利用线查、点查、框查、长度测量、多边形查、属性查询、面积测量等具体细化的操作功能实现，不仅便于图形设计需求的基本实现，而且对于属性数据信息的查询也极为精细。

(二)基础作用。完成项目设计的规划，需要对于环境部署与范围统计进行创建项目的批量放井，同时实现非油田线面成图与规划项目管理的功能体现。那么在创新项目的环境规划上重点在于设置参与人员的关键项目参数，以及加载初步规划的项目环境范本。那么在应用过程中实现批量放井在系统中导入井位坐标，才能够取得在可视化界面中的查看，同时对比规划的可实施性体现出规划井位图的模型和参考。在原有设计中呈现出站、间、井、管道的进一步规划现状图形表现。从而为区域划定项目明确待规划井的工作范围。而设计人员在规划项目中的系统信息和管理信息也能够同步完成，包括对于规划项目的应用删除或创建，再导入等多方面功能实现，而且对于专业信息与地理要素的数据统计可以完成分类存储。

(三)设施规划与规划图输出。实际工程项目的规划中需要对于站场、间井、管道分布的具体规划，而在待规划图与分布图的基础上，结合设计信息作出数据反馈，形成最终的合作协调模式，能够明确在规划中的多重规划指标，包括电力线路及管线、站位置与新建间、以及道路走向等。在建设标准中明确了站场、间井、管道造价成本，同时估算出存在的投资建设成本和项目成本，是优化设计方案与能力分析的主要方式。规划图输出功能的应用方式，通过实现Arc GIS图形数据处理完成，再利用Micro Station、Auto CAD等图形处理的数据信息转换完成最终输出结果。而标准化的图件可以满足专题工程项目在定制图规划上的基本需求，同时具备了专题图输出的重要功能。

(四)技术优势。应用GIS技术能够完成在线规划，以及成果的规划出图，能够为油田管线站场等设计，提供相应的办公协同便利，同时在推广应用方式中长输管道也以线规划设计为出图标准。为环境评价与安全方式提供了更加可靠的空间信息，同时也实现了软件数据提供信息支持的功能方式。在新建项目的规划中，管线在特殊地形地貌中的走向，需要明确新建站优化位置，从而在减少投资的同时得到利用率的扩大化。

三、实际应用

地面工程专业规划人员应用油田辅助规划设计系统完成了25个产能建设规划和中长期规划项目的编制工作，在进行项目规划设计时，可查询到规划范围内每个现有间、站的规划设计能力，准确地计算现有间、站的可利用程度，明确是否需要新建间、站。如果需要新建间、站，结合管线走向和地形地貌，确定新建间、站的最优位置，以最大化减少投资。在规划设计时，通过查看地貌影像图和地形数据，精确规划管线走向，提高管线设计的准确度，减少了现场勘查的劳动强度，最大化地避免了投资浪费。由于每个产能建设规划或中长期规划项目都需要油气集输、供注水、供配电、道路、技术经济等各专业规划人员共同设计完成，基于油田辅助规划设计系统，不同专业的油田规划设计用户可协同规划设计，减少了规划设计周期，实现了地面工程辅助规划相关专业之间电子化资料交接，提高了规划设计的及时性，并实现了规划图纸的电子存档。另外，按照地面工程项目规划设计标准，系统将用户在线进行的规划设计结果进行专题图出图，便于规划设计方案审核，为施工人员现场施工提供依据。

四、结语

应用GIS技术实现在线产能规划及规划成果出图，为油田站场、管线规划设计提供协同办公便利，亦可推广应用于长输管道的在线规划设计及出图；同时，为安全和环境评价提供空间信息，为专业安全和环境评价软件提供数据支持，使油田整体规划设计、长输管道规划设计管理迈上一个新的台阶。该系统是面向油田地面规划而深入开发的一项应用项。该系统的应用,使采油一厂地面工程的管理更加科学、规范、高效,大大减轻了技术工作人员的负担,具有重要的社会价值和经济价值。主要实现加快了图幅的更新速度,使图幅能反映当前生产的实际情况,提供完整、准确的图幅资料。提供快速、方便的图幅保存与查找方法,便于各个系统的查询、调度、指挥和管理。提供油田生产所需的各种报表的查询与打印。

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任中泽(1968-)，男，汉族，助理工程，中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司荆州采油厂。