油气勘探开发综合信息系统集成方案的设计与实现Ξ.pdf

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1、油气勘探开发综合信息系统集成方案的设计与实现陈明强 李 允 黄纯国 晏永胜(西南石油学院石油工程系,四川南充637001)摘要 随着科学技术进步与高新技术的广泛应用,信息处理技术已带给各种企业领域显著的效益。石油天然气工业是技术、资金、人才密集的行业,计算机应用已普及到各个生产与科研环节。针对石油天然气工业发展的需求,应用软件的开发正向综合、集成、智能的方向发展。根据油气勘探开发的特点,给出了基于YHCSBroker集成中间件,运行在分布、异构、开放特性的分布式Client/Server网络模型环境的油气勘探开发综合信息系统集成方案与实现步骤。主题词 油气勘探;油气开采;信息科学;信息处理;网

2、络;系统集成中图分类号 TE 02引 言能源、材料和信息是现代科学技术的三大支柱,石油天然气工业是集三大技术支柱于一体的国民经济的重要基础产业。中国石油天然气总公司“九五”科技发展纲要亦将油气勘探开发应用系统的综合集成列入“九五”的实现目标。围绕这一技术领域的研究,国内外石油天然气行业的总体情况是,已经开发研制了大量的单学科或单项的应用软件。但单一性的软件已不适应解决各类油气藏的地质、勘探、钻井、开发、采油、井下作业、地面集输等问题的需要,更难以满足多专业、多学科联合解决实际问题的需要。当代的油气勘探开发及技术的主要目标是实现从科学勘探开发时代到自动化勘探开发时代的转变,其关键是将信息技术,智

3、能技术等高新科技运用到油气勘探开发领域中来,而实践证明“入地比上天难”。近年来,国外已在这一方面投入了大量的人力和数亿美元的资金,开发了一系列单项作业的技术软件,例如识别沉积相、地震信息处理、测井与试井解释、油气藏描述、油气藏数值模拟等,这些软件从单一性功能来讲是非常令人满意的,但美中不足的就是应用软件难于充分利用各种资料信息进行油气勘探与开发的综合评估、工程优化设计。用户期望着“综合集成”的软件产品。正是基于此,我们得到国家863计划专家组支持开展了油气勘探开发信息综合集成研究,针对油气勘探开发信息特点,立足于应用高新技术基础上,设计集成方案、并探讨了实现技术。1 油气勘探开发信息特性从系统

4、科学观点讲,油气勘探开发所研究的对象是一个十分复杂的大系统。面对一个复杂的、不透明的自然系统 油气藏,勘探工作的目标是利用一切可以利用的手段和信息去寻找,描述这个自然系统;开发工作的目标则是如何把所存储在这个自然系统中的油气资源以最小的投资获取最大的采出,即油气藏最佳经营。因此,反映在已获取油气藏的多方面信息都具有显著的系统性,任何一类信息都不可能全面地反映油气藏的全部,更不可能希望通过一类信息的“精确”解释来完全认识和描述油气藏,必须综合各方面的有价值信息,通过软件集成来实现较为完善的对研究对象的认识。从信息科学观点讲,对于不可视、不可及的油气藏系统来说,信息是沟通人类和系统的唯一“通道”。

5、信息既是研究的对象,亦是获得认识和作出正确决策的依据。因此,信息的来源、信息的可靠性、信息的管理、信息的描述、信息的传输与再生等都将是综合集成的重要研究内容,尤其是信息的有效利用更第20卷 第1期 西 南 石 油 学 院 学 报 Vol.20No.11998年 2月 Journal of Southwest Petroleum Institute Feb199819971125收稿国家863计划项目306-04-03-1A资助陈明强,男,1963年生,博士,主要研究:油气藏数值模拟、油气田开发系统工程、计算机仿真与智能应用是综合集成的最终目标。从信息利用观点讲,油气勘探开发信息的综合集成必须摆

6、脱传统的单项技术解决单个工程问题的利用模式,建立一套新的、多功能的、多信息的处理工作程序,充分嵌接地质与工程,地下与地面的系统关系。针对不同的信息来源,从信息的共性和个性中寻求矛盾的对立与统一。从信息类型讲,由于信息来源的多样性,时间性和无重复性,使获得信息的类型十分复杂多样。形式上有图形、图像、数值、曲线;获取环节上有地质、勘探、油气钻井、生产测试、动态跟踪等;范围上小到一块岩芯、一口井,大到一个区域或整个油气藏系统;信息波及空间维数上有一维、二维和三维。如此众多的花样,充分展示油气勘探开发信息必然具有十分复杂的特性,相应要求与之相适应的信息处理技术便成为众多石油工程专家和计算机应用技术专家

7、们讨论的热门话题。2 集成环境与目标计算机早已广泛应用于油气勘探开发的各个环节。今天,石油天然气企业的计算已分布在不同的部门和越来越广阔的地区,分布性已经成为现代企业计算环境的显著特征。尤其是这样的计算环境通常是分阶段逐步建设的,是一个不断发展的长期过程,这就决定了企业计算环境必须具有可扩展性。另外,由于建设目标、功能需求、投资强度和技术更新等诸多因素在不同时期存在的客观差异,企业计算环境存在着天然的异构性。这样的特点使得我们在开发集成应用时必须以分布式Client/Server计算机系统为运行环境。如图1所示。图1 分布式Client/Server计算机系统在遵循开放系统原则的基础上,采用标

8、准化技术,建立集成软件环境。在过去的十多年里,网络集成技术与数据集成技术及其应用发展很快,极大促进了分布式Client/Server计算机系统的应用需求向深度、高度和广度发展。为此我们作出的油气勘探开发信息综合集成平台必须实现:深度方面,要求系统不仅支持网络级和数据库级的集成,而且支持各类应用程序的集成;高度方面,要求系统不仅支持客户机独立地共享服务器资源,而且支持各客户方之间进行协同工作;广度方面,要求系统不仅支持各类专业应用开发,而且支持与各类商用Client/Server数据库系统工具的互操作,使系统更具开发性;专业方面,支持自油气详探与综合资源评价至油气开发开采全过程的应用。3 集成方

9、案设计3.1 设计思路以分布式油气勘探开发计算为主要背景,在国内外已有成果基础上,开发具有自主版权的,与国际标准CORBA2.0完全兼容的系统集成中间件,使分布式Client/Server应用在分布异构的环境上易于移植、重用和互操作,支持框架+应用构件的应用开发。3.2 引用YHCSBroker为实现上述设计思想要求,我们引进由国防科技大学新近开发的YHCSBroker集成中间件作为来实现系统集成的核心技术。YHCSBroker所实现的是“远程对象访问”。对开发者来说,YHCSBroker屏蔽了对请求的编码解码、网络间的消息传送、对象适配、平台的异构性等复杂而繁琐的事务。YHCSBroker与

10、RPC在解决开发分布或应用的问题上策略有些类似。RPC支持访问异地过程,YHCSBroker支持访问异地对象。YHCSBroker较之RPC的优点可以通过面向对象技术较之面向过程技术的优点来理解。尤其是,YHCSBroker能够支持与符合CORBA2.0标准的不同产品之间的互操作,但RPC技术没有做到,也难以做到。3.3 基于YHCSBroker的Client/Server计算大家知道,分布式Client/Server计算系统由Client进程和Server进程所组成,它们使用某种网络通信协议进行通信。在大多数分布式系统中,62西南石油学院学报 1998年Client请求Server完成某些功

11、能,Server则负责完成这些功能。通常情况下,Client和Server关联紧密,彼此需要互相了解。而YHCSBroker在逻辑上位于Client和Server之间,它把Client和Server分隔开,这样做的好处是:Client和Server彼此独立、结构灵活。YHCS2Broker负责管理分布式系统中Client和Server的定位和对象适配。不再要求Client和Server保持一对一的关系。随着YHCSBroker中间件的引入,多个Server可为一个Client提供服务,一个Server也可为多个Client提供服务。Client可在运行时动态请求对象服务。在传统的Client/

12、Server环境中,Client的请求都是静态定义的。通过YHCSBroker,Client可以在运行时动态发出调用请求。3.4 基于YHCSBroker的对象引用在YHCSBroker集成中间件中要访问对象实例,就必须使用该对象实例的对象引用(Object Ref2erence)。一个对象引用唯一标识了分布式环境下的一个对象实例,它包含了该对象实例的ID和它在网络中的位置信息。在YHCSBroker中,省缺认为所使用的网络传输协议为TCP/IP协议。3.5 接口定义语言IDL和IDL文件在分布式应用中,Client和Server之间的通信需要包含一些基本信息,如关于Client可以请求的操作

13、及其参数等信息。YHCSBroker是在接口定义中定义这些基本信息,接口定义中包含了一类对象的属性和行为。YHCSBroker中的接口类似于面向对象计算中的类的概念。CORBA标准中制定了一种称之为接口定义语言(Interface Definition Lan2guage,简称IDL)的规范,开发者可用IDL来描述自己的按口定义。IDL文件描述了Client要发出请求和Server要提供对象实现所需要说明的对象、操作、和数据类型。3.6 基于YHCSBroker的名字服务Client要能透明地访问Server,关键在于获得Server的对象引用,如何才能获得呢?OMG在CORBA标准之上又制定

14、了公共对象服务的规范(Common Object Services Specification-COSS)。公共对象服务提供了支持使用和实现对象的基本功能,为用户使用对象提供了方便。对象服务包括名字服务(Naming Service),事件服务(Eventservice),生命周期服务(Life Cycle Service)等若干服务。名字服务用来管理对象的对角引用,简化了用户对对象引用的使用。正如计算机网络的域名服务一样,在名字服务中,为每个对象引用取一个名字。一个名字唯一标识一个对象引用,而一个对象引用可能对应于多个名字。当服务对象生成时取得该服务对象的对象引用,为该服务对象取一个名字,并

15、将(名字,对象引用)的二元组送交名字服务器保存,在此,不妨将名字服务器看作一个(名字,对象引用)的二元组表,Client根据名字查阅名字服务器,获取服务对象的对象引用,从而可以实现对服务对象的透明访问。名字服务器本质上也是一个对象,其对象引用为Client和Server所共知,3.7YHCSBroker的体系结构YHCSBroker的体系结构如图2所示。图2YHCSBroker体系结构Client应用 通过YHCSBroker集成中间件来引发服务对象的操作,这些对象操作必须已经在IDL文件的接口定义中说明。Client-Stub 包含了Client应用使用Stub类型引发方式所需的有关接口定义

16、的相关信息。YHCSBroker ORB YHCSBroker集成中间件的核心,用于分隔Client应用和Server应用。接口池 主要作用是为动态引发提供相关的接口信息。IDL编译器 为Client应用和Server应用产生包含接口定义的相关程序设计文件。Server应用 包含了一个或多个对象实现,72第1期 陈明强等:油气勘探开发综合信息系统集成方案的设计与实现它负责完成Client请求的对象操作。对象适配器 是Server方负责管理对象引用和对象实现的主要机制。Server Skeleton 负责基本对象适配器与对象实现中的具体方法的连接。4 集成实现根据第4部分集成方案的描述,YHCS

17、Broker可以被看成”软总线”(见图3),可支持各类应用构件的集成和基于应用构件的油气勘探开发分布式Client/Server应用系统的开发。图3 系统层次结构4.1 应用系统的设计油气勘探开发信息综合集成应用系统的实现是靠各个环节的功能应用子系统的”合理”集中,包括的子系统有”油气勘探信息管理”、”勘探目标智能决策”、”油气储量综合评价”、”油气钻井工程优化设计”、”油气固井工程优化设计”、”油气井完井工艺设计”、”保护油气层咨询”、”油气藏精细描述与定量建模”、”油气藏数值模拟”、”油气藏开发动态过程仿真”、”试井分析”、”油气田开发工程设计”、”压裂酸化设计”、”提高采收率系列工艺优化

18、设计”等。其中每一功能应用子系统都应是符合CORBA的对象模型。而一个CORBA应用的功能模块设计需要如下过程:根据专业应用的运行环境、数据安全性、数据的可扩展性搜集需求;创建一个能够解决应用需求的抽象模型;借助CORBA模型将抽象模型转化为一个对象模型,即一个用面向对象的术语表达应用功能的模型;用IDL代码定义对象的特点与性质,以及在该对象上可执行的操作。4.2 实现应用系统完成应用设计后,应用开发者可使用YHCS2Broker进行应用系统的实现。具体步骤是:根据设计编写IDL文件;运用IDL编译器编译IDL文件;写对象的实现;写客户方应用程序;编译程序生成应用程序执行代码。致谢 本文介绍的

19、工作已在微机分布式Client/Server网络模型上实现,完成研究与系统软件开发工作的研究人员近40人,由于文字篇幅限制不可能一一列出,在此仅表歉意。另外,对国防科技大学吴泉源教授、王怀明博士、贾焰副教授、周立博士等给予的技术支持,深表感谢。参考文献1Randy Otte,Paul Patrick and Mark Roy.UnderstandingCORBA.April 27,19962国防科技大学计算机学院.YHCSBroker 1.0设计指南,1997(编辑 张鸾清)82西南石油学院学报 1998年This paper presents studies on the improveme

20、nt to the partition method of reservoir.A new partition method of reservoir is achieved,which can overcome all the defectsof the common methods.Thepartition system produced by the new method has nothing to do withthe ordinal number of the points.and the partition system are completely controlled by

21、the standard.Meanwhile the method israised to tell if the standard of partition system is appropriate.Key words:Reservoir description;Formation parameter;classification;SystemAn Evaluation of the Factors Affecting Reservoir Property for Xinkai Area,JSWPI,1998,20(1):2124Zhong Dakang(Dept.of Petroleum

22、 Exploration,SWPI,Sichuan,637001),Chen Jingshan,Lin WeichengThe petrophysical character of reservoir rocks of different facies,different areas and different de pths in Xinhai Area,Liaohe Oilfieldwas investigated.Analyses were made on the relationship between petrophysical parameters and rock compone

23、nts and fabric,faciesand burial depth.Examination was carried out onpore cast thin sections of selected reservoir samples.The results lead to the conclu2sion that factors affecting the quality of reservoir rocks in the studied area include depositional conditions,compaction,dissolution andpost-solut

24、ion cementation,among which,dissolution andpost-solution cementation are most important,compaction is less and de2positional condition least.Key words:Xinkai Area;Reservoir;Physical parameter;Influence;EvaluationDesign and Realization of Information System Integrated Project for Oil/Gas Exploration

25、and Ex2ploitation,JSWPI,1998,20(1):2528Chen Mingqiang(Dept.of Post graduate SWPI,Sichuan,637001)Li Yun,Huang Chunguo,Yan YongshengAlong with the advancement of science and technology,and its widely application in various scopes,information processing techniquehave bring up great benefit to factory,c

26、ooperation,and all other fields.According to the requirements of oil and gas industry and thecharacteristics of petroleum exploration and development information,wepresented a petroleum exploration and development informa2tion system integrated project which runs in distributed Client/Server network

27、 model with distributing,isomers,exoteric,based onYHCSBroker integrated agent.Key words:Oil and gas exploration;Oil and gas production;Information science;Informationprocessing;Network;Client/ServerApplication;System integration;CORBAA Study on the Effect of Adsorption for Reserves in Place in Gas C

28、ondense in Place in Gas&GasCondense Reservoirs,JSWPI,1998,20(1):2933Guo Ping(Dept.of Petroleum Engineering,SWPI,Sichuan,637001)Sun Liangtian,Sun Lei,Li ShilunThis paper raises a theoretical model,which considers the effect of adsorption on reserves in place.The Movable Adsorption Model inchemical in

29、dustry is adopted to calculate the adsorption of gas in gas reservoirs.At first,we simulate the single component adsorptiveexperiment data so as to gain some basic parameters and apply the experimental data of a two components system to exam the adsorp2tive model.Then we gain the fundamental paramet

30、ers on the basis of simulating the real single component adsorptive experiment dataor the spread theory of adsorption of single component in more actual porous media by Clark,a actual multi Component natural gassystem and a gas condense system are calculated respectively as examples.At the end,we gi

31、ve the tendency and extent of the effecton reserves in place under different formation conditions such as systems,porous media and others.Key words:Absorption;Gas reservoir;ReserveA Study of the Gas2pool Forming Conditions in Daan2Xingzhao Region of Songliao Basin,JSWPI,1998,20(1):3437Lou Qun(Dept.o

32、f Petroleum Exploration,Daqing Petroleum Institute,Heilongjiang,151400)Natural gas distribution in Daan2Xingzhao Region is seemingly a function of structural control as indicated by the concentration of nat2ural gases in the structural highs or along the axial positions of nose structures.However,the great variation of gas shows in ex2ploratory wells located on different structural noses implies the complexity of pool2forming conditions in this region.It is proposed in2Abstract