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文必龙 计秉玉

（中国石化石油勘探开发研究院信息技术研究所，北京 100083）

摘 要 当前的各种IT规划方法和软件工程方法在指导石油企业进行数据资源规划时，需要结合石油勘探开发数据资源管理的特点进行具体化。本文分析了石油勘探开发数据资源管理方面的现状及特点，提出了基于业务驱动的石油勘探开发数据资源规划方法，给出了构建勘探开发业务模型、数据资源目录的方法，以及数据中心的总体架构，为石油勘探开发数据资源规划提供了完整的方法论。

关键词 数据资源 业务驱动 业务模型 数据中心

Research on Method of Petroleum Exploration and Production

Data Resource Planning Based on Business－driven

WEN Bilong，JI Bingyu

（Depof Information Technology，Exploration and Production Research

Institute，SINOPEC，Beijing 100083，China）

Abstract To guide data resource planning，the IT planning methods and software engineering theory need to be specified according the features of petroleum data resource managementThe features in petroleum exploration and production data resource management are analyzed，and a method of data resource planning based on business－driven is put forward，that presents the approaches how to build petroleum exploration and production business model and data resource catalogs，and architecture of data centreThese provide a complete methodology to plan petroleum exploration and production data resource

Key words data resource；business－driven；business model；data centre

在油气勘探开发综合研究过程中，需要从海内外油田收集大量的数据，同时综合研究成果中包含了大量的数据，如各种图表、报告。为了管理和应用这些数据，各研究部门纷纷开展了与项目研究相关的数据资料管理系统的建设，但由于缺少统一的规划，在数据资源的建设和管理中存在以下问题：数据库建设 “小、散、杂”，难以管理；数据分散存储，数据之间的逻辑关联度低，不能集成共享；数据收集困难；缺少专门的数据服务机制，数据应用困难。因此，有必要对油气勘探开发综合研究的勘探开发数据资源进行统一规划，即开展数据管理与应用需求分析，从总体上设计数据中心建设方案。

数据资源规划（Data Resource Planning，DRP）的方法主要是基于软件工程理论和IT战略规划的各种方法论。目前多数国际知名的IT咨询公司均采用企业架构（Enterprise Architecture，EA）这一先进理论方法，例如TOGAF企业架构框架，制定具有自身特点的IT规划编制方法论，并在企业规划咨询项目中应用，取得了良好效果［1］。针对数据资源，高复先在信息工程方法论的基础上，总结出了一套信息资源规划（Information Resource Planning，IRP）方法［2］。IRP方法以面向主题数据库的总体数据规划方法为基础，按照一定的方法步骤、遵循相关标准规范、利用有效的软件支持工具进行各职能域的信息需求和数据流分析，制定信息资源管理基础标准，建立全域和各职能域的信息系统框架——功能模型、数据模型和系统体系结构模型。

本文根据EA理论和IRP方法，结合油气勘探开发综合研究的特点，提出了一套基于业务驱动的勘探开发数据资源规划方法。

1 数据规划的基本思想

数据资源规划是采用科学合理的方法，对企业生产经营过程中产生和使用的数据的相关内容、标准、技术、软件、人员、支撑条件等进行全面梳理、优化和设计，提出全面的数据资源采集、传输、存储、应用、管理的解决方案，以便企业提高数据的共享程度，降低数据采集、管理、应用的成本，发挥数据资源的最大价值。

数据资源规划的目的是优化企业数据管理质量。这包括提高数据共享程度，降低数据采集、管理、应用的成本，提升数据资源的价值等。其中，首先要向企业不同层级提供相关的信息。对决策层，提供的信息包括：有哪些数据资产，还要投资建设哪些，数据投资效果如何，是否有重复建设；对管理层，提供的信息包括：数据保存在哪里，谁在管理，哪些人在使用，数据质量如何；对执行层，提供的信息包括：有什么数据，数据在哪里，如何获取数据，如何提交成果；对信息服务部门，提供的信息包括：业务部门需要什么数据，如何使用这些数据。

数据资源规划的目标是提出一个数据资源建设解决方案。通过实施方案，可以建立企业数据中心及配套的建设和管理体系，达到数据资源规划的目的。数据资源规划的内容包括梳理数据需求，即数据内容；设计数据相关标准，包括数据元标准、数据采集标准、数据管理标准、数据代码标准等等；设计数据建设和管理的技术方案；数据管理和服务的软件体系架构；数据建设的组织架构和配套制度等。

数据资源规划的过程如图1所示。如果把数据中心的建设作为一个完整的软件工程项目，数据资源规划位于需求分析阶段和概要设计阶段。在项目实施中，还需要进一步根据规划的各项方案进行详细设计、系统开发、系统测试和运行维护。

在数据资源需求分析阶段，通过调研，梳理当前勘探开发综合研究的业务范围、研究活动、已经建立的数据库及数据内容、应用软件及部署情况。根据调用情况建立业务模型，用规范化的方式描述各项研究活动及每项活动的数据需求，并对数据流进行分析，形成统一的数据资源目录。需求分析阶段最终成果是需求分析报告，核心内容由一组规范组成，包括业务模型、数据资源目录、数据元目录、数据流规范。

概要设计阶段主要任务是依据数据需求进行方案设计，形成数据资源建设方案，具体包括：综合数据库建设方案、综合研究数据服务与管理平台建设方案、数据中心运维体系。形成数据模型、数据服务功能、数据管理功能、数据汇交管理流程、数据管理与服务组织架构等总体架构，并形成数据中心建设的项目框架。通过数据资源建设方案明确了数据如何存储，如何控制数据质量，数据如何建设，数据如何管理，数据如何获取、提交、应用等问题。

图1 数据资源规划过程

图2 数据资源规划的成果及其之间的关系

在项目实施阶段，还需要根据数据资源建设方案，对每一个项目进行详细设计和开发。

数据资源规划的成果包括数据资源需求分析报告和数据中心建设方案。需求分析报告中，包含了业务模型、数据资源目录和数据元目录，数据中心建设方案包括数据库和数据模型在内的数据库建设方案、数据服务与管理平台、数据中心运行维护体系。

图2给出了这些成果及其之间的关系。业务模型中的每一个业务活动使用和产生的每一类数据都应在数据资源目录中进行注册，数据资源目录中的每一类数据都要用一个或多个数据元进行描述。数据库中的数据实例应该归类到数据资源目录中，数据元与数据模型之间要建立映射关系。根据上述关系，应用软件或用户可以根据业务活动利用数据服务与管理平台非常方便地从数据中心获取需要的数据。

2 基于6W的业务模型

业务模型（Business Model）是一种通过定义组成活动及活动之间逻辑关系来描述企业经营生产过程的模型。勘探开发业务建模就是要将石油勘探开发生命周期中涉及的业务抽象为一个完整的业务功能结构，建立勘探开发业务模型。建立此模型，在系统地、本质地、概括地把握勘探开发功能结构的同时，还要建立勘探开发业的数据模型、知识模型、软件模型等与功能相关的信息模型。

业务分析与建模过程从形式上可分为4个阶段：一是业务领域划分；二是分业务领域建模；三是业务模型集成；四是业务模型标准化。

业务模型采用 “业务域－业务分类－业务活动” 3层结构。将石油勘探开发涉及的所有业务划分为多个业务域，每个业务域建立多级业务分类，每个分类中定义一个或多项最基本的业务活动。

业务域（Business Domain）是对企业中的一些主要业务活动领域的抽象，而不是现有机构部门的照搬。对油田业务域的划分可以依据某一主题进行。业务领域的划分原则是：(1)根据专业划分业务领域；(2)根据油气田勘探、开发生命周期划分业务领域；(3)根据油气田勘探、开发管理阶段划分管理业务域。业务领域的划分参照以上3种原则进行划分，尽量符合油气田勘探、开发管理约定俗成的管理习惯，做到不同业务域间的业务不重复，并保证能覆盖所有的勘探、开发业务。根据以上原则，油气勘探开发业务领域可划分为“物化探”、“井筒工程”、“分析化验”、“综合研究”、“油气生产”、“地面工程” 等六大业务领域。

业务是由一系列业务活动组成的，对业务活动的描述按照 “6W” 的模式进行［3］，即活动是由谁（Who）发起的、在什么时间（When）发起的、在哪里（Where）发起的、为什么（Why）要发起这个活动、在这个活动中都涉及了哪些（Which）对象、这些对象的特性是什么（What）。采用业务单元定义了参与业务活动的基本元素以及元素之间的关系。一个业务单元包括以下8类元素：1个业务活动，该活动作用的1个业务对象，实施该活动的组织机构，1组结果对象（输出），1组参与对象（输入），业务规则，相关对象的特性，对象之间的关系。业务单元的结构如图3所示。

业务单元中，“特性” 定义了业务活动需要的数据、业务活动相关的知识，是数据规划中梳理的重点；“参与对象” 包括各种人员、软件、数据、设施、材料、方法等；“作用对象” 包括区块、油藏、井、层位、油田、企业等；“结果对象” 可以是油井等油田实物对象，也可以是文档、方法、研究成果等技术性对象。

基于6W的业务模型的建模通过在统一的业务域分类架构下对单一业务活动的业务单元进行描述，没有进行专门的业务流程梳理，但由于业务单位中描述了业务活动参与对象与结果对象，即定义了活动的输入与输出，以这些对象为中介，因此很容易自动形成业务流、数据流、知识流等各种流程。

业务活动与数据之间的关系可以用 “CUR” 矩阵描述。矩阵中，行对应业务活动，列对应数据元。如果业务活动中创建了某一项数据则行列对应的值标识为 “C”（Create），如果业务活动对数据进行了更新则标识为 “U”（Update），如果业务活动引用了某一项数据则标识为 “R”（Read）。通过CUR矩阵，可以检查某一数据是否有唯一的创建源头，保证数据源头的唯一性。根据CUR关系，可以自动形成数据流。

图3 业务单元的结构

3 勘探开发数据资源目录

勘探开发数据资源目录是对油田企业、勘探开发研究院或中国石化整体已有和需要数据的分类与组织方式描述。数据资源目录描述了企业需要什么数据、有什么数据、数据在哪里、谁在管理数据、哪些人在使用、哪些应用软件在使用等信息。数据资源目录既是一个数据建设单位的数据分类与数据组织规范，也是数据中心进行数据管理与服务平台的核心元数据，同时也是用户建设和使用数据的依据。

数据资源目录的分类模式是多维的，可以从不同角度进行分类。常用的维度包括：

（1）按业务对象组织。包括区块、油藏、井、层位、油田、企业等，除对象本身的基础数据（如井基础信息）即通常所说的静态数据外，还包括该对象的各种动态数据（如井的日报数据）。

（2）按业务活动组织。根据业务模型的 “业务域－业务分类－业务活动” 3层结构进行分类，每一个业务都有一组按 “CUR” 标识的数据。

（3）按特性组织。按数据或知识本身的特性进行分类，如长度、密度、渗透率等。

（4）按项目组织。一个项目使用和产生的数据有哪些。

（5）按单位组织。一个部门使用、产生、管理的数据有哪些。

数据资源目录的各个维度是相互关联的，对象、活动、特性、项目、单位之间的关系如图4所示。

除建立分类目录外，数据资源目录还包括数据实例，因此需要将数据分类与数据库中的实例关联起来，明确标识出每一类包括哪些实例。分类与实例关联的方式主要采用数据集进行定义，通过数据实例的标识符、标识条件确定数据集中的实例［4］。数据资源分类在数据需求分析阶段完成，分类与数据实例的关联在数据中心运行期间形成。

数据资源目录中数据分为两级：逻辑数据实体和属性。从技术角度，逻辑数据实体的本质就是数据视图，一个数据视图是一个虚数据表，每一个数据视图由多个属性组成，其中至少包括一个关键字。实体的属性用数据元进行描述。数据元是不必要再分的基本数据单元［5］。当前可直接参照中国石化石油勘探开发数据元字典［6］。

4 数据中心的总体架构

不同企业数据中心的架构会有所不同［7］。本文以中国石化石油勘探开发研究院的数据中心为例，说明数据中心建设方案。数据中心包括综合研究勘探开发数据库、数据服务与管理平台、数据中心运维体系，如图5所示。

图4 数据资源分类维度之间的关系

图5 综合研究勘探开发数据中心

勘探开发数据库包括元数据和专业数据。元数据是以数据资源目录为核心，描述了专业的分类、目录、结构、使用动态等信息。外购数据库、地理信息数据库由于来源于外部，自带有成熟的管理软件，属于公共数据，独立于具体的项目研究。由于地震数据和测井数据有专门的格式，由专门的软件进行管理，但要与项目数据进行关联。项目资料与成果主要以文件形式保存，对共享程度较高的数据需要从半结构化的文件形式转换为结构化数据，数据之间相互关联，实现数据的集成。综合研究应用软件有自己内部的项目数据库，通过数据桥技术可以实现在线数据访问。数据通道用于实现石油勘探开发研究院数据中心与中国石化各级数据中心的互联。

综合研究数据服务与管理平台的主要功能包括：GIS研究目标查询、地震剖面显示、测井曲线显示、资料查询、资料搜索、资料提交、资料下载、系统管理、数据发布等。

数据中心运维体系包括运维管理组织机构、数据资料上交管理、数据服务管理3个部分。运维管理队伍的职能包括数据库系统管理、数据服务支持、数据质量控制等。数据资料上交管理按照数据流和数据生命周期，对各环节进行规范管理，包括：外部数据申请、数据采集、原始资料上交、个人/项目组资料管理、成果上交、数据流程调整（数据资料目录注册与注销）、安全与权限、审核与验收等内容。数据服务管理通过数据服务管理制度，规范数据服务行为，建立数据服务技术规范，通过数据应用服务接口规范，为应用系统提供标准的服务接口。

5 结论

数据资源规划方法提出了一套适合石油勘探开发领域开展数据资源建设的方法论。从勘探开发业务需求出发，通过梳理业务流程，建立业务模型，并梳理与业务相关的数据，建立数据资源目录，在此基础上提出完成的数据中心建设方案，从人员组织、数据建设、服务平台构建及运维管理进行规划。数据资源规划方法成功应用于中国石化油气勘探开发数据模型标准建设，开发了中国石化业务模型（Sinopec Business Model，SPBM），定义了物化探、井筒工程、分析化验、综合研究、开发生产、地面工程六大业务域，包括1237个业务活动，对每一个与业务活动相关的数据项进行了梳理。进一步的研究工作将把数据资源规划方法应用于中国石化石油勘探开发研究院数据资源建设，通过研究院业务进行调研，结合SPBM，建立综合研究数据资源目录，设计数据中心建设方案。针对中国石化石油勘探开发研究院综合研究的数据资源规划成果可进一步推广应用于石油行业各石油公司的综合研究数据资源建设。

参考文献

［1］金涛，郑树泉，李名敏，等企业架构驱动的IT规划方法研究［J］计算机应用与软件，2009，26（12）：164～166

［2］高复先信息资源规划——信息化建设基础工程［M］北京：清华大学出版社，2002

［3］肖波，景帅，吴建军，马承杰模型驱动技术在油田企业数据中心中的应用研究［J］大庆石油学院学报，2012，36（1）：78～82

［4］时贵英，文必龙基于数据元的数据集成技术研究［J］科学技术与工程，2011，11（18）：4223 ～4227

［5］Wen Bilong，Zhang LiDefining semantics for data element with semantic tree［C］Proceedings of 2008 International Symposium on Information Science and Engineering，200812：524～527

［6］文必龙，肖波，陈新荣石油勘探开发数据元管理技术［J］大庆石油学院学报，2012，36（1）：83～87

［7］李剑峰，肖波，段鸿杰中国石化油田企业数据中心总体框架设计［J］大庆石油学院学报，2012，36（1）：73～76

pSpace在企业信息化的作用

对于现代工业企业，如何能使决策者随时查看生产过程数据，以便快速地做出更为灵活的商业决策，是企业信息化建设的关键，在企业MES所关注的各项资源中，生产过程信息依然是重要的资源，如果不能解决生产过程信息实时有效上传的问题，将仍然无法充分利用和保障MES及ERP管理系统的投资。

企业MES核心是实时历史数据库，实时数据库可用于工厂过程的自动采集、存储和监视，可在线存储每个工艺过程点的多年数据，可以提供清晰、精确的 *** 作情况画面，用户既可浏览工厂当前的生产情况，也可回顾过去的生产情况，可以说，实时数据库对于流程工厂来说就如同飞机上的“黑匣子”。

工厂的历史数据对公司来说是很有价值的，实时数据库的核心就是数据档案管理，它采集并存储与流程相关的上千点的数据，多年应用历史数据库管理的经验告诉我们，现在很难知道将来进行分析时哪些数据是必须的。

因此，保存所有的数据是防止丢失所需信息的最好方法。

此外，要改进产品，必须具备与之相关物料的信息，并了解当前和过去的 *** 作状态。

实时数据库采集、存储流程信息，用来指导工艺改进、降低物料、增加产量。

实时数据库为最终用户提供了快捷、高效的工厂信息，由于工厂实时数据存放在统一的数据库中，工厂中的所有人，无论在什么地方都可看到和分析相同的信息，客户端的应用程序可使用户很容易对工厂级实施管理，诸如工艺改进、质量控制、故障预防维护等。

通过实时数据库可集成产品计划、维护管理、专家系统、化验室信息系统、模拟与优化等应用程序，在业务管理和实时生产之间起到桥梁作用。

北京三维力控推出的pSpaceTM就是这样一个极具竞争力的软件产品，pSpaceTM作为企业级实时历史数据库，通过极高速度的数据采集、大量历史数据存储和大量实时过程数据的发布，实现企业信息集成的基础平台，它为企业实现底层监控、信息集成提供了全方位的软件解决方案。

pSpace可以构成一个复杂的企业信息化系统，企业信息化系统是采用了实时历史数据库技术的计算机系统，该系统不仅仅是一组对数据进行处理的软件，也不只是一个数据库。

一个实时历史数据库系统是一个实际可运行的，按照数据方式存储、维护和向应用程序提供数据或信息支持的系统，它是存储介质、处理对象和管理系统的 体，由数据库、硬件、软件几部分组成，pSpace是企业信息化的核心处理软件平台。

pSpace 企业级实时历史数据库为完全的分布式结构，可任意组建应用模式，支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具；大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的大量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。

pSpace实时历史数据库能完成来自DCS、FCS和其它控制系统的实时数据的采集、存储、压缩，实时数据和历史数据的检索、统计、分析、建模，并进行曲线、图表显示，实现了流程工业中典型的应用功能，如工艺流程图展现、历史曲线分析、历史报警分析、EXCEL报表插件等，能为其他管理软件提供高效的数据接口，将连续存储的历史数据与这些管理软件进行双向通讯，pSpace是一个具有标准接口的、可二次开发的平台。

实时数据库结构：

一个实时数据库系统的优劣，主要体现在它提供的功能是否齐备，系统性能是否优越，能否完成有效的数据存取，各种数据 *** 作、查询处理、存取方法、完整性检查，保证相关的事务管理，事务的概念、调度与并发控制、执行管理及存取控制，安全性检验。

以下是力控的系统结构图系统组成：由采集站DA、数据服务器、 WEB服务器、客户端组成，同时和关系数据库进行有效的数据交换，DCS的数据经过DA进行采集，由DA SERVER送到数据服务器，数据服务器再有效的送给其它客户端。

pSpace实时数据库服务器主要由以下几部分构成：

pSpace Server：

负责整个pSpaceTM应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、数据服务请求、事件触发器管理、调度管理、资源管理、系统配置等。

pSpace Data Service：

为第三方厂家的软件访问pSpaceTM Server时提供数据服务功能，包括：OPC Server、DDE Server、ODBC Router、Base API接口等

pSpace COM SDK：

COM SDK为用户开发基于pSpaceTM Server的应用程序提供基于COM对象的编程接口。

pSpace Visual ActiveX：

是一组开放的控件，如：数据控件、文本控件、棒图控件、趋势控件等，控件可以直接访问实时数据库和关系数据库的数据。

pSpace DA Server数据采集器：

pSpaceTM DA server是数据采集站的设备通讯管理服务程序，用于系统和DCS、PLC等数据源之间的数据交换，具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓冲功能。

pSpace的Web服务器

使用IIS作为Web管理服务器，用图形客户端生成Web网页；

使用pSpace Visual ActiveX自行创建Web服务器和Web网页；

使用pSpace Webserver，用图形客户端生成Web网页；

pSpace 客户端

监控组态软件：力控Forcecontrol系列；

Microsoft Excel：采用标准EXCEL加载宏方式通过网络访问数据库；

“瘦”客户端：Microsoft Inter Explorer 50或以上版本的浏览器；

Visual ActiveX：pSpace可视化控件工具包是为建立客户端连接而提供的客户端产品；它包括一组ActiveX控件，如：数据控件、文本控件、棒图控件、趋势控件等；

二次开发工具及访问接口

标准访问接口供客户端程序调用或第三方软件访问使用，因此接口的完整性、开放性决定实时数据库二次开发的性能的优劣，pSpace访问接口及开发工具主要包括以下几种：

1）DBI API

DBI是一套实时数据库访问接口，给用户提供底层编程接口，通过它可以与客户端连接，对数据库进行数据读写，满足继线重连功能，可以获取数据库结构信息，动态控制变化数据集，DBI接口采用了快速数据访问机制，数据访问吞吐量可达到11万次/秒，可以适合过程仿真、优化控制、专家诊断等多种行业应用。

2）COM SDK

SDK是为用户开发基于pSpaceTM Server的应用程序提供基于COM对象的编程接口，用COM SDK编写的一个实例可以同时连接多个Server，也可以用COM SDK同时建立多个实例，提供面向对象的类库供用户开发应用程序，用户使用该工具编程可以提高开发效率，该工具可以在VC++，VB，VBScript，等开发环境下使用。

3）OLE DB Provider

应用程序提供pSpace Server数据库的ADO访问接口。

4）DAI SDK

pSpace的数据源采集接口的开放工具，DAI采集接口软件都可以单独运行在一台网络结点机，并可在远程对其进行配置与监控，具备以下功能：

DAI 可以直接利用原有的力控组态软件的驱动程序；

DAI 具备断线缓存功能；另外DAInterface还要增加几个接口；

DAI 支持XML、CSV文件接口，可采集离线数据源。

实时数据库性能指标：

从实时数据库运行环境来看，实时数据库系统的除了自身的软件性能外，还取决于所使用的 *** 作系统、硬件环境等。

单台服务器容量可达12,0000点以上；

历史数据库支持unix linux windows等64位 *** 作系统；

完整的事件记录系统，所有 *** 作员的动作均被检查并记录，可作为跟踪依据；

功能强大的压缩算法：按高压缩格式保存数据,采用死区和变化率压缩，压缩比为1:30；

支持优化旋转门算法对历史数据进行压缩；

专用的磁盘存贮算法来保证对长年形成的海量历史数据的快速查询；

支持的浮点型、布尔型、字符串型、等常见数据类型及“任意”类型；

数据库吞吐量支持每秒写入/查询20,000个数据点；

支持历史数据库在线备份，多服务器并发处理；

支持数据库冗余；

IO数据采集断线重连：通讯故障能够自动恢复，I/O时间同步；自动补偿 PC 时钟偏差。

构建企业信息门户

力控pSpace可以为企业在创建基于Inter/Intra的网络信息门户时提供完整的软件解决方案，同时支持PDA掌上终端访问力控的WEB服务器。

对pSpaceTM Server的数据进行Web管理有以下几种方式：

使用IIS作为Web管理服务器，将通用流程画面转换为Web网页，整个系统与WIN系统无缝集成，基于WEB组态的工具控件包通过相应的检索便可以进行查询，能够直接生成WEB页面；

使用组态软件创建Web服务器和Web网页然后发布；

用户使用pSpaceTM Visual ActiveX自行创建Web服务器和Web网页；

用户可以使用自己熟悉的网站开发工具如：FrontPage、Dreamweaver、ASP等创建主页，设立网站，并在网页中嵌入pSpace Visual ActiveX中的控件建立pSpaceTM Server的数据显示。

特点如下：

Web页面与过程画面的高度同步

pSpace Web Server实现了服务器端与客户端画面的高度同步, 在浏览器上可以同时浏览多个过程画面, 看到的图形界面与通用组态软件生成的过程画面效果完全相同，数据采用变化传输的方式，具有更快的运行与数据更新速度。

企业级Web服务器

pSpace Web Server专为构建企业级Web服务器而设计，具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性，力控Web Server支持多达500的客户端的同时访问。

完善的安全机制

pSpace Web Server提供完善的安全管理机制。

只有授权的用户才能修改过程参数。

使用pSpace Web Server时，管理员尽可安心，不必担心非法或未授权的修改。

客户端

力控实时历史数据库管理系统提供了基本的客户端组态工具，开放的接口可以高级应用中的资产管理、设备诊断等管理客户端的开发，每个客户端应用软件都可以与pSpace Server运行在同一台计算机上，也可以分布式地运行在其它网络结点机上。

1）管理工具Admin

pSpace系统配置工具。

包括：在线配置数据库点、采集接口、监控服务器和采集器状态，启、停远程服务等。

2）Forcecontrol组态软件

完成生产调度系统的实时监控，曲线分析、生产报表、报警、事件等。

3）Excel Add-In：Excel加载宏，完成功能包括：

查询原始数据；

查询当前数据；

利用索引点查询过滤数据；

查询数据的采样值；

查询统计值（最小值、最大值、平均值、标准方差、累计值、计数值）；

显示、导入、导出标签；

导入、导出数据；

显示、导入、导出消息；

显示采集接口；

4）pBatch

批量生产工艺数据的检索和表示，可跟踪与批量生产相关的各种信息。

5）Alarm Server

报警服务器。

6）SNMP Agent：

网络管理工具，可以在线诊断网络设备。

上层应用工具

报表工具：

可以在力控®的万能报表工具中获取实时数据库的各种过程数据，完成数据的查询与计算；建立易用、灵活、强大的报表系统。

设备运行诊断工具：

生产设备运行诊断工具可以方便地了解运行设备故障事件发生的时间、地点、状态和原因，从而降低设备维护成本。

趋势组记录工具：

提供了非常丰富的趋势记录功能，实时趋势和历史趋势记录允许趋势曲线多层重叠，可以通过颜 分好数据和坏数据，可以显示数据的采样周期、数值精度和曲线变化情况。

图形分析工具：

包括直方图、饼图、面积图等十种图形分析工具，非常方便数据的显示与比较。

图形具有透明性，从而更加容易地观察到数据之间的差别。

趋势曲线放大镜：

利用趋势曲线的放大镜工具，可以放大任何时间的实时和历史曲线，非常方便地分析时间序列的数据。

通过趋势曲线的滚动按钮，可以前后滚动查看趋势曲线的变化情况。

成本核算工具：

内嵌成本核算模板工具，包括核算体系（生产基本单位核算、财务核算及其报表）、预算和考核体系、信息实时查询（收率、消耗、能耗等）、成本统计报表。

质量分析工具：

提供质量分析模板工具，将生产过程的实时数据和质量点的采样数据进行比较，在线进行评估，以便生产管理人员及时掌握各个产品的质量数据。

长期保存质检数据，便于质量分析。

安全性及用户管理

网络安全

在进行项目设计时，在数据采集站可进行双网卡配置以保证生产网和管理网的物理隔离，DA SERVER采集站软件设计中可以保证数据单项传输，防止管理网的干扰生产网。

用户管理

实时数据库提供了完备的安全保护机制，以保证生产过程的安全可靠，用户管理具备多个级别，并可根据级别限制对重要工艺参数的修改，以有效避免生产过程中的误 *** 作。

实时数据库提供了安全区的概念，同级别，不同安全区的数据不可以互相 *** 作，保证了数据的分布式的管理。

提供基于远程的用户管理，增加更多的用户级别及安全区，管理所有用户的远程登陆信息。

加密管理：

支持工程加密，用户可以通过加密锁自己定义工程密码，没有此加密锁任何非法用户无法侵入，保护了自己的工程结构；

*** 作事件：

可以详细的记录 *** 作事件和系统事件，方便事故追忆；

开机自动运行设置、有效的屏蔽系统键盘，可以防止非法用户入侵；

数据采集器DA SERVER

DA SERVER 是Server 与各种数据源之间的接口，DA SERVER具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓冲功能，DA SERVER可以和Server运行在同一服务器内，也可以运行在不同的前端机上，通过TCP/IP与Server通信。

DA SERVER主要有以下几种：

DA SERVER：专用的数据采集服务器，通过它中心服务器可以采集各种DCS、PLC、FCS等I/O设备的数据，DA SERVER可以集成HMI/SCADA组态软件的数据采集接口，对于已经安装运行了组态软件的SCADA工作站，通过该数据采集器可以很方便地将SCADA数据采集到Server中。

MOPC：通过该数据采集器，Server可以采集其他各种第三方的OPC Server的数据。

性能

支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮巡拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM网络等方式和设备进行通讯；

开发环境下具备在线诊断设备通讯功能，可以动态的打开、关闭设备，通讯故障后具备自动恢复功能；

支持控制设备和控制网络冗余，控制设备进行切换时，通讯会自动切换；

支持多种协议的设备挂在一条通讯链路上与DA SERVER进行通讯，方便电台等远程通讯；

支持与设备采取主从、主主、从主等多种交互机制来进行通讯，比如对MODBUS标准协议设备，支持主与从2种方式与设备通讯；

可以采集带时间戳的数据，毫秒级数据采集速率，实现历史数据向实时数据库的回插功能，可以采集记录仪、录波器数据，支持SOE，完成事件监视。

支持的设备种类

支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯；也可以按照用户提出的通信协议和硬件接口，在较短时间内开发新的驱动程序。

无所不在的移动通讯

所有设备的驱动程序支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备进行通讯，DA SERVER节点与其远程DA SERVER节点也可以进行移动通讯；

DA SERVER移动数据服务器与远程设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用；

支持设备主动通过GPRS上传数据的方式进行数据传输。

典型企业信息化应用

胜利油田油气集输公司是胜利油田从事油气集输的专业化生产企业，主要担负胜利油田原油外输、天然气生产集输及轻烃生产任务。

管理着9个气田，187口气井，24座集配气站，总长240公里的天然气输气管道和220公里的输油管道，8座大中型输油站库，2座压气站和3套轻烃回收装置。

所辖13个三级单位，具有点多、线长、面广、易燃易爆、高温高压的特点。

该系统对油田的原油库和压气站等身产装置进行网络信息处理。

该信息系统集成了多种设备，信息集成使用了OPC、DDE、ODBC、PROFIBUS、MODBUS、RS485等多种网络采集方式进行数据处理，是一个典型的分布式采集，集中管理的大型网络信息化系统。

胜利油田原油库控制系统主要选用了SIEMENS 控制系统，在压气站中， 50万岗位使用Honeywell的S9000型号的DCS控制系统；SW64岗位是美国库伯公司的RR控制器；二次增压岗位使用日本Omron的控制器；离心机岗位是横河CS1000型号的DCS控制系统；配气岗位是美国SIXNET公司的ST-GT-1210控制器；热煤炉岗位控制系统是三菱的PLC；配电岗位设有许继的配电保护及监控系统。

pSpace在应用中有效的集成了以上系统，从监测和考核原材料及水、电、气、风的用量入手，减少能耗物耗，对优化生产过程，提高生产运行效率起到了关键的作用。

典型先进控制方案

pSpace支持与国外的各种数据库进行数据交互，比如INFOPLUS、PI、PHD等，通过pSpace SERVER可以在国内外的各种平台上进行上层应用、专家诊断、先进控制等，下面是一个电厂设备诊断的应用，pSpace SERVER通过各种接口将现有SIS系统、小神探系统、新增的断路器和各种辅机监测系统集成为一个整体，其中，状态检修系统需要的绝大部分实时数据都取自SIS系统的PI实时数据库，因此，PI数据库和力控实时数据库之间的接口是整个系统集成的关键，接口Gateway的性能将直接决定整个状态检修系统的性能。

以Oracle数据库作为数据库服务器。

中心管理系统LINUX *** 作系统为平台，以Oracle数据库作为数据库服务器，进行统一的数据服务与管理，结合加油站本地小型数据库，利用数据定时、不定时上传与下载、系统广播等机制，实现数据的统一，各个子系统功能的相互独立。

加油站，通常指的是为汽车和其它机动车辆服务的、零售汽油和机油的补充站，一般为添加燃料油、润滑油等。

合肥辰工科技有限公司是安徽省科技厅认定的科研单位、高新技术企业及安徽省信息产业厅认定的软件企业。主要从事石油行业的技术服务；石油行业工程软件及设备的研发与销售；大型工程及科学计算、仿真软件的研发与销售，是一家发展中的高科技企业。

公司荣誉

获先进集体、软件企业、优秀软件企业、高新技术企业称号

获合肥市科研项目一项、科技部创新基金项目一项

获软件著作权登记证十三项

获省软件产品登记证书四项、省级优秀软件产品证书三项、国家级优秀软件产品证书一项

通过安徽省科技厅组织的科技成果鉴定项目二项

获“安徽省计算机界十件大事”荣誉称号项目一项

获安徽省科技进步一等奖项目一项

主导产品

辰工试井分析系统（含常规试井分析、早期试井分析、DST试井分析、间歇采油及提捞井试井分析、试井设计及产能评价与预测、数值试井分析、凝析气试井分析共七个模块）；辰工射孔优化系统；辰工凝析气试井分析系统；辰工热采井试井分析软件；辰工油气两项井筒垂直管流计算软件辰工注水井分层流量调配软件；辰工高效测调仪；辰工石油勘探绘图平台软件。

其中：

1试井系列软件，含常规试井分析、早期试井分析、DST试井分析、间歇采油及提捞井试井分析、缝洞型油藏试井分析、试井设计及产能评价与预测、凝析气试井分析、页岩气、煤层气试井分析、水平井多段压裂优化及热采试井分析共十个模块。

2录井系列软件，含辰工自动预警软件系统、辰工WITSML数据发布系统、辰工综合录井系列软件、辰工石油勘探绘图平台软件、辰工录井远程实时传输监控系统、辰工水平井三维地质导向系统。

3射孔系列软件，含常规射孔、复合射孔和负压射孔三个模块。

4石油及天然气开发系列软件，含辰工生产数据分析软件、辰工数值试井分析软件、辰工(区块)油藏数值模拟软件、自适应精细历史拟合一体化平台、辰工油藏工程及节点分析软件、辰工压裂改造软件。

5其他软件，含辰工地热发电优化设计软件、辰工井筒及地层温度计算软件、辰工注水井测调仪。

万晓明1，2　张康寿1，2　李锐1，2　简晓玲1，2

（1广州海洋地质调查局 广州 510760；2国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州 510760）

第一作者简介：万晓明（1984—），男，助理工程师，主要从事储层地震反演研究工作，Email:daozhong09@163com。

摘要 随着油气等资源勘探开发技术的不断发展，出现了诸多地球物理、地质等专业性软件。这些软件一般都具有很强的专业性、针对性，且各具特色。为了更高效、快捷地解决油气、水合物等矿产资源勘探项目中的难点，充分利用这些先进的技术手段是非常必要的。因此，不少科研院所引进了相应的地质、地球物理等专业软件系统。本文主要研究、探讨了多套常用主流的地球物理软件系统在油气、水合物勘探中的联合应用问题，并得出了相应的技术流程。

关键词 地球物理 资源勘探 软件系统 联合应用

1 地球物理软件特点

随着油田勘探技术的不断进步和勘探目标的日益深化，地质目标从寻找大构造发展到寻找微幅度构造和非常规的的隐蔽油气藏［1］。这增大了油藏的不确定性，降低了勘探成功率。石油工业是一个高风险、高投入、高技术含量的产业［2］。提高油藏的预测准确性，扩大可采储量，是降低油气勘探、开采成本的重要有效途径［3］。而油藏及其储量准确的预测高度依赖于高新技术的应用。地球物理等专业软件系统是石油勘探开发技术的载体和具体体现，它起到了核心作用［2］。因此，随着整个石油行业的发展和需求，石油勘探技术和相应的专业软件系统也取得了巨大的发展。

世界石油勘探已由20世纪70年代的规模取胜，80年代的成本取胜，发展到现在的技术取胜［3］。近年来，国内外石油勘探开发软件系统不断更新，其类型繁多，规模各不相同［2］。归纳起来，众多软件系统都具有以下特点：

11 先进性

先进性主要表现在以下方面：①基于先进的信息技术基础和应用环境，如支持先进的网络、高配置、高性能计算和可视化环境；②支持网络分布式计算和并行计算环境（例如Jason地震反演软件系统）；③采用高性能三维可视化或虚拟现实技术，实现交互、灵活、高效、沉浸式数据浏览、质量控制、交互分析、交互建模等功能。采用先进的软件技术，如面向对象技术、并行计算技术、软件架构技术、组件技术、Web技术等。支持和提供先进的应用功能和性能，支撑石油物探中地震采集设计、数据处理、分析解释、油藏描述等各种应用功能的集成［2］。④在功能实现方面采用先进的、优化的算法，并运用多种学科的前沿技术及理论。

12 一体化

“一体化”即“集成化”。该特点主要是针对主流大型的地球物理软件系统，其具体体现在数据管理一体化和功能模块集成化两个方面。一般在大型软件平台中都采用统一的数据管理系统，如Landmark软件系统中的Oricle数据库，该数据库统一管理了井坐标、分层、曲线、井斜轨迹等一切井数据。而其功能模块则分门别类、成树形结构的集成在系统平台中。

13 更新快

在油气勘探不断深入的过程中，会出现一系列问题，也会取得新的技术和成果。为了更快捷有效地解决这些问题，利用新的技术理论，地球物理软件系统也在不断革新技术，优化自身的功能。同时，根据用户的反馈意见，来优化、完善软件的 *** 作。因此，众多软件系统不断地推出升级版本，部分软件公司甚至每年都会推出最新技术的软件产品。

14 技术特色

在国内软件市场，大型进口软件占主导地位。国外大型专业技术服务公司都有支持自己核心业务的商品化大型应用软件系统，其特点是：系统庞大，专业功能模块齐全。同时，发展核心技术和特色技术，解决特殊需求，提高核心竞争力。除此，国内外还有很多小规模的软件公司从事地球物理软件的开发，其特点是：软件系统相对较小，主要解决油气勘探中的某一类问题，含专业特色技术，且技术特色明显［2］。

15 智能化

智能化是现代信息技术应用的又一个特征。各种软计算技术广泛应用于专业技术应用和信息管理、决策支持中，如人工智能、专家系统、人工神经网络等技术，广泛应用于数据处理分析和决策支持中。在软件理论基础和内部算法方面，石油物探应用软件广泛应用了模式识别、人工神经网络、模拟退火、地质统计、支持向量机等软计算技术，大大增强了数据处理和分析解释、设计和决策过程的智能化［2］。在软件 *** 作方面，石油物探软件系统也在不断地简化流程，或是将 *** 作流程直接嵌入到系统界面上，用户可以按照系统提示进行 *** 作使用。同时，还减少了数据处理、运算以及分析过程中的参数设置，将非敏感、非关键参数进行删除或并置。

2 软件系统介绍

21 Geoframe地震解释系统

该软件系统为集综合数据管理、测井资料处理解释、地震资料综合解释、地质综合研究以及工业图件编制等功能为一体的系统平台。GeoFrame平台整合了目前国际石油勘探开发领域的先进技术，包括综合数据库管理、成像测井处理解释、三维可视化技术、储层横向预测技术等，基于这个平台，地学研究人员一方面可以对勘探开发生产过程中的各类综合数据进行管理，另一方面可以针对地质目标开展精细测井评价、地质研究、构造描述、储层预测以及油气藏综合评价等工作［4］。

作为综合性的地学平台，GeoFrame软件系统功能强大，大量的油气勘探工作都可以通过它来完成。但是，每种软件系统都具有其独特的核心技术和特色技术。GeoFrame软件系统最为人熟知、应用最为广泛的是其构造解释功能，这也是其核心技术之一。

22 Jason地震反演系统

Jason软件一直是基于地震反演理论来进行精细油藏描述的行业创始人和领先者，保持在行业内绝对的技术领先优势，并通过多项高端专利技术的运用引领着行业发展方向。Jason地学工作平台软件能够在油气勘探不同阶段、储量评估和资源评价方面，充分发挥地震资料的空间可预测能力。从而为岩性油藏精细描述、有利储层空间分布特征、流体接触关系评判，提供客观的评价结果［5］。

Jason推出的功能模块繁多，其核心模块有：InverTraceplus（约束稀疏脉冲反演）、RockTrace（叠前AVO/AVA同时反演）、StatMod MC（叠后地质统计学反演）、RockTrace PS（叠前PP+PS联合同时反演）、RockMod（叠前地质统计学反演）、Largo（岩石物理建模）、FFP（Facies ＆ Fluids Probabilities岩相流体概率解释分析）。

约束稀疏脉冲反演、叠前AVO/AVA同时反演技术应用比较广泛，不少类似的反演软件中都涵盖了这些功能。叠前PP+PS联合同时反演以及FFP岩相流体概率解释分析技术应用相对较少。其主要原因是目前横波资料相对较少，而FFP技术相对较新，这两点极大影响了以上技术的应用与推广。

StatMod MC叠后地质统计学反演与RockMod叠前地质统计学反演两大技术目前在Jason软件中得到了很好的体现。叠后地质统计学反演应用马尔科夫链-蒙特卡罗模拟算法，将地质统计学与地震反演技术结合起来，并综合运用多个数据源（地震、地质、测井）的信息，从而能够获得高分辨率的储层模型，并为不确定性分析和风险性评估提供依据，该技术在油田开发阶段已经得到了很好的应用，并取得了良好的效果。叠前地质统计学反演技术将分角度叠加的多数据体反演与地质统计学反演集成到同一反演引擎中，其构建的油藏地质模型无论在细节上还是在精度上均达到前所未有的高度，该项技术是Jason地学工作平台新增的特色模块［6］。

23 Petrel油藏建模系统

Petrel勘探开发一体化油藏综合描述软件。Petrel软件作为目前国际上流行的一种微机版三维建模软件，把地震解释、构造建模、岩相建模、油藏属性建模和油藏数值模拟于一体，为地质学家、地球物理学家，岩石物理学家，油藏工程人员提供一个共享的信息平台。Petrel的强大功能提高了对油藏内部细节的认识，能精确描述油藏属性的空间分布、计算其储量、比较各风险开发模型、设计井位和钻井轨迹、无缝集成油井生产数据和油藏数模结果、发现剩余油藏和隐蔽油藏，从而极大地降低开发成本。Petrel以更快、更精确、更为经济的技术手段满足了精细地质研究对软件的需求［7］。

Petrel软件系统所涵盖的主要功能模块有：3D visualization（三维可视化）、Well correlation（井相关小层对比）、Seismic volume rendering and extraction（地震数据叠后处理）、Structure Modeling（精细构造建模）、Facies Modeling（相建模）、Petrophysical modeling（油藏属性建模）、Data analysis（数据分析）、Volume calculation（体积计算）等等。其中Petrel软件的核心功能是深度域测井尺度上的建模技术。通过构造、沉积相、岩相以及各种属性（如：孔渗、含油气性等）的精细建模，最终描述出油藏的空间分布及其储量。在辅助功能方面，Petrel软件也独具特色，如地震数据叠后处理中的蚂蚁追踪技术、属性提取技术。

24 其他软件系统：OpendTect、FracPM及TrapTesTer软件系统

除了大型地球物理软件系统以外，国内外还存在很多小规模的软件公司研发的小型软件系统。这类软件系统一般都具有很强的针对性，主要是解决油气勘探中的某一种类型的问题，软件中所具有的功能模块相对较少，但其极具专业特色。所以，在油气勘探中它们也发挥着举足轻重的作用。

文中主要介绍以下三种特色软件：OpendTect、FracPM及TrapTesTer软件。

（1）Opendtect软件：该系统是三维可视化的地震属性分析及层序地层学解释系统。它也是在一个开放源环境下的地震解释软件系统。利用地震属性及先进的可视化技术，如多卷数据的立体显示和透视图显示等对地震数据进行处理和解释。除此，还可以运用第三方免费插件［8］。

目前该软件主要技术有：Dip-steering（倾角控制）、Seismic Spectral Blueing（地震频蓝化）、NN+Attribute Set（目标体识别及成像处理技术）、SSIS（层序地层学解释系统）以及CCB（油-气-水界面检测技术）等。在这些技术当中，经常应用的是倾角控制、气烟囱等目标识别成像以及最具特色的层序地层学解释系统。

（2）FracPM软件：它是断裂储层预测、成像系统软件。该软件通过地震张量场、地震几何属性等地震属性，结合图像处理技术进行断裂成像。它具有先进的用户界面、完善的数据库、强大的可视化等显示工具和完备的数据I/O接口，且采用了QT界面技术，是基于Windows的软件产品［9］。

FracPM软件包括6个模块，分别是：高级几何属性、地震滤波及边缘检测、裂缝分析、裂缝预测、地震可视化和基础模块。

（3）TrapTesTer软件：TrapTesTer软件是英国Badleys公司研制的断层定量封堵分析软件系统，它可为地质学家提供了一个从地震解释、地质建模到圈闭评价的软件平台。利用它可以研究断层的侧向封堵性、预测断块圈闭的可能烃柱高度和进行圈闭完整性评价。还可以研究过断层的流体流动特性，合理地划分开发单元和模拟油藏性质，研究断层重新活动的可能性，即断层的垂向封堵性及断层控制油气成藏的风险。该软件在国内外油气勘探开发过程得到了广泛应用并取得了良好的应用效果［10］。

该软件主要有以下几大功能：构造解释的质量控制、构造分析、断层封堵性分析、传导性成图、3D应力分析以及裂缝建模。其核心、特色性的技术是断层封堵性分析。

3 联合应用分析

31 联合应用的指导原则

（1）针对研究课题中的每一类问题选择适合的地球物理软件。不同的地球物理软件系统均有自身的适用条件、适用范围，同时也具有各自的优缺点以及技术特色。因此，在解决问题时，选择正确、适合的应用软件是准确、有效解决问题的必要条件之一。如，在Jason地震反演软件中，有多种反演方法可选，但不同的反演方法其适用条件均不相同。若误选了反演方法，其得出的结果固然是不可信的。

（2）选择应用更具技术特色的软件。在诸多情况下，相同的问题可能通过不同的软件系统解决，此时选择具有技术特色的软件能获得更好的解决效果。如果难以确定所选用的软件系统时，可以比较不同软件系统所解决问题的效果，择优应用。例如，大多数软件都具备地震属性提取功能，然而不同的软件提取属性的种类各不相同，同时针对同一属性不同软件采用的算法也有所差异。

（3）考虑地球物理软件相关技术模块应用的广泛性。某一软件技术若能被广泛采用，在某种程度上可以表明其技术具有一定的先进性或特色性，同时也可以说明该技术相对成熟。通过对比研究发现，Geoframe软件系统中使用率最高的是构造解释功能，Jason地震反演软件被人熟知的是多方法地震反演技术，Petrel建模平台软件的核心技术是多属性建模，但其辅助模块属性提取、蚂蚁体等技术也是油气勘探中常用的技术手段。另外，在功能相对单一的小型软件系统中Opendtect地震资料预处理、气烟囱识别、层序地层学研究技术、FracPM裂缝预测技术、TrapTesTer断层封堵性技术也是解决油气勘探相关问题不可或缺的技术手段。

32 联合应用技术流程

结合多软件联合应用的指导原则和各类软件的技术特色，在此对其详细的技术流程进行分析和探讨。

在常规的油气地球物理勘探中，构造精细解释、储层预测以及成藏综合研究是必不可少的。在油田开发期，油藏精细描述、剩余油预测也是其常规工作。根据以上研究任务，文中总结了一套研究思路（如图1）。

图1 常规研究流程

Fig1 Conventional research process

结合不同地球物理软件系统的技术特色、特点和上述研究思路中所涉及的研究工作，将各软件系统的技术进行搭接和匹配。首先，构造精细解释、储层反演预测、油藏精细建模三大研究任务常被采用的技术分别是Geoframe构造解释技术（或Landmark解释模块），Jason叠前、叠后地震反演技术，Petrel油藏建模技术。其次，基于各大项研究任务的基础性、辅助性工作同样需要选择合理的软件技术模块。

地震资料叠后常规处理是构造解释等重点研究工作的前期工作之一。地震资料叠后常规处理工作主要包括有：地震资料去噪、提频、重采样、道增益、相干体等。不少软件均可完成以上常规处理工作，但就处理效果和软件技术特色而言，OpendTect提出的倾角/方位角控制处理（Dip⁃Steering）技术更具优势。该技术是通过平滑的3D傅立叶变换技术扫描并计算地震所有采样点的三维空间倾角、方位角，获得带有倾角、方位角信息的数据体，配合使用OpendTect提供的特有的中值滤波（Median Filter）、相似性（Similarity）等叠后地震处理技术，对地震资料进行中值滤波和断层加强。由于使用了带有空间信息的Steering数据体，不存在滤波尾巴，大幅度减少随机扰动，改善同相轴的横向连续性，增强断面反射，从而达到提高地震信噪比、改善地震品质、清晰断层成像的目的（图2～5）［8］。

图2 原始地震剖面

Fig2 Original seismic profile

图3 中值滤波及断层加强处理后剖面

Fig3 Seismic profile after Median Filtering and Fault Strengthening

图4 原始地震沿层相干切片

Fig4 Original seismic coherency slice

图5 处理后地震沿层相干切片

Fig5 Seismic coherency slice after processing

岩石物理分析是储层地震反演工作的基础和依据。Jason地震反演软件中的Largo模块是业界唯一将测井数据分析和岩石物性建模结合在地震解释系统中的软件。Largo将油层物理、岩石物理和JGW地震反演联系在一起，并且能够进行质量控制［6］。

除此，还有许多补充性的配套研究工作。例如，属性提取、裂缝预测、层序地层学研究、断层封堵性研究，等等。属性分析可以与储层反演相互结合，为储层预测提供更有力的证据。Petrel软件的Volume Attribute模块提供的属性种类齐全，包括了能量、频率、极性、信号嘈杂程度等三十多种属性。

裂缝预测是在致密储层中寻找甜点的有效手段。Petrel软件的曲率属性以及蚂蚁体追踪技术可以预测地震尺度上的裂缝。针对小尺度裂缝，FracPM软件利用成像测井、岩心等数据分析裂缝的密度、走向等信息，获取井点裂缝密度曲线，在此基础上构建裂缝信息与地震属性之间的关系，从而实现裂缝的定量预测［9］。

层序地层学研究目前能借助的地球物理软件只有OpendTect。该软件的层序地层解释系统（Sequence Stratigraphic Interpretation System）是OpendTect 中最具特色的功能模块，也是目前国内外商业软件中唯一通过地震资料开展层序地层学研究的地震解释系统。该系统以地震数据驱动的方式通过对沉积旋回韵律体的全三维自动追踪、Wheeler域自动转换实现层序地层学研究［8］。

断层封堵性是预测断块圈闭的可能烃柱高度和进行圈闭完整性评价的重要因素。相对其他软件而言，TrapTesTer软件在断层封堵性研究过程中所分析数据较多，考虑到的参数也不少，所得的分析结果相对更为可信。

结合上述分析给出与研究思路相对应的多软件联合应用技术流程图（图6）。

图6 多软件系统联合应用技术流程图

Fig6 Technology flow chart of multi⁃software systems joint application

上述技术流程简单地体现了多软件的联合应用。例如，在Jason的反演成果基础上，利用Petrel进行三维地质建模，可以进一步融合录井、测井、地震、反演成果、属性预测成果等各种资料，为研究人员提供了一个便捷的综合分析平台，同时进一步精细预测了储层的空间展布特征，提高储层预测定量化的程度［11，12］。图7和图8是某研究区的应用效果，其结果表明在Jason反演成果的基础上进行建模，其预测精度有明显的提高。

图7 反演GR参数连井剖面

Fig7 Well⁃to well profile of GR parameter inversion

图8 三维GR模型连井剖面

Fig8 Well⁃to well profile of3D GR model

在实际研究过程，各种技术手段的应用是复杂多变的。不同的技术可能交叉应用，相同技术也可能并行对比使用。总之，地球物理软件技术的应用是应所研究的任务和问题而生，也是应它而变的。

4 认识与讨论

总结上述研究，得到以下几点认识：①地球物理软件系统升级迅速，及时掌握软件技术的更新动态，清楚其适用条件、适用范围的变化是准确选择合理的技术手段的必要条件之一。②多软件技术的联合应用是十分复杂的，各种研究技术手段可能会相互交叉或并行使用。那么，多软件联合应用的技术流程也是复杂多变的，同时也是需要在项目研究不断深入、软件技术不断运用的过程中逐渐完善的。③加强对主流软件、特色软件的了解，充分发挥软件资源的作用，加强多地球物理软件的联合应用，更有利于解决生产、研究中所遇到的问题和困难，提高解决问题的效率和效果。

参考文献

［1］杨平，刘云武，金成志2003岩性圈闭预测方法及应用［J］大庆石油地质与开发，22（3）：10-12

［2］赵改善2010地球物理软件技术发展趋势与战略研究勘探地球物理进展，33（2）：77-91

［3］杨红霞，赵改善200121世纪的地震数据处理系统石油物探，40（4）：126-139

［4］梁劲Jason反演软件论证报告内部资料

［5］斯伦贝谢公司GeoFrame软件介绍资料

［6］辉固公司Jason软件介绍资料

［7］斯伦贝谢公司Petrel软件介绍资料

［8］德康泰克科技（北京）有限公司OpendTect软件介绍资料

［9］北京博达瑞恒科技有限公司FracPM软件介绍资料

［10］吉泰伟业科技有限公司TrapTesTer软件介绍资料

［11］张春雷，熊琦华，张一伟2001随机模拟技术在油田勘探阶段油藏描述中的应用石油大学学报（自然科学版），25（1）：59-62

［12］段林娣2007高含泥薄层砂岩储层精细预测研究［D］北京：中国地质大学（北京）

Joint Application of Multi-software Systems in the Oil and Gas Exploration

Wan Xiaoming1，2，Zhang Kangshou1，2，Li Rui1，2，Jian Xiaoling1，2

（1Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760；2Key laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）

Abstract：With the continuous development of the technology of oil and gas exploration and exploitation，there has been a lot of geophysical，geological and other professional softwaresGenerally，the softwares are highly professional，targeted，and also distinctiveIn order to resolve the difficulties more conveniently and efficiently in the oil and gas，hydrates and other mineral resources exploration projects，it is necessary to take full advantage of these advanced techniquesSo，many research institutes introduce the corresponding geological，geophysical and other professional software systemsThis paper studied and discussed the joint application of several major and commonly used geophysical software systems in the oil and gas，hydrates exploration，and obtained the corresponding technical processes

Key word：Geophysics；Resource exploration；Software system；Joint application

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