EIS理论体系及其发展关键

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摘 要： 勘探信息数据库（eis）对油气藏深度勘探、勘探开发辅助决策支持系统和石油企业的信息化建设起着基础性的支撑作用。本文从理论上分析了EIS的内涵和技术体系，简要总结了EIS的发展现状及经验教训，指出EIS构建中的关键是数据库数据的高可靠性、高完备性和EIS系统界面的易交互性。

关键词： 勘探信息数据库(EIS)； 理论体系； 高可靠性； 高完备性； 易交互性

中图分类号： C931.6 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2010）08-0032-02

随着勘探开发形势的发展，油气资源的寻找变的越来越困难。目前油气储量的增加主要依靠现有油田的剩余油潜力和新的复杂地区的勘探（可合称为油气藏的深度勘探），这也意味着更高风险和更高资金的支出。另一方面，随着科技的进步，油气勘探行业的创新层出不穷（测井信息从模拟信息到数字信息再到成像信息；地震勘探从二维地震到三维再到四维等等），这些技术创新在解决储层结构和非均质性方面发挥了重要作用，但与此同时，技术创新以及新的勘探开发活动使数据呈几何指数增长，决策的过程更趋复杂，决策人群更趋多样化和远距离化。也就是说，对日益增加的海量数据的管理、开发和应用贯穿于油藏生命期的整个过程。因此，有效的勘探信息数据管理系统（Exploration Information System，EIS）能够极大的改善决策的质量和适时性，从而在很大程度上影响油气勘探的成败。

另外，数字地球、数字油田、数字城市的概念[1]成为信息化时代特殊的标志和各个组织的生存方式。作为一个基础数据管理系统，EIS在石油石化企业数字油田建设等企业信息化过程中有不可替代的作用。而且，计算机技术、人工智能技术、信号处理技术以及油田勘探开发新技术的发展为高质量EIS的构建提供了实现的手段。

本文着重从理论体系上分析EIS的内涵和实现的技术框架，简要总结EIS发展现状和发展中的一些经验教训，最后对EIS发展的关键进行阐述。

一、EIS的内涵

勘探信息（Exploration Information）是指包含储层性质在内的油气藏的储存方式、运动状态和其属性的表征信息，是自然过程和人类在对油气藏勘探、开发、管理、研究和利用过程中各种状态的客观表征。它既包括宏观的地层空间结构和年代分布，又包括微观沉积特征和相关的实验室研究数据，也包括储层的动态及流体变化信息；既反映了各种勘探方式的不同特征，又反映了勘探方法相互之间以及与储层物理性质、储层含油物性之间的联系和作用。因此，以适宜的方式利用勘探信息即是把油气藏形成过程中的演化、储存方式、勘探方式、本身性质、变化规律等特征转化为人类有意识的开发和利用自然的过程。

EIS是石油相关学科（包括地质学、勘探地球物理学、地球化学等）和信息学科（包括计算机软件硬件技术、人机交互技术、网络技术、信号处理技术、统计学等）相互融合应用和不断发展的产物。EIS的本质即是通过先进的计算机数据库管理系统和网络系统，对勘探信息进行可靠且有效的获取、存储、分析、综合、查询、更新、维护、显示、模拟、下载和相关统计分析，从而为油气田的勘探开发决策提供可靠、适时、方便的数据信息，是数字油田建设不可或缺的一部分，也是企业信息化的必然要求。EIS的载体是勘探信息。其特点是多类、多维、多源、多时态、多主题、多交叉等；其来源包括地质相关信息，岩芯描述及分析信息、重磁震化等地球物理勘探信息、钻井状况、测井信息、录井信息、完井信息、测试信息、油井日常生产记录、各种研究成果和报告等；其表现形式为数字型、文字型、图形类型；其数据类型分为定量型和定性型。勘探信息数据的这些复杂特征和属性都使高质量EIS的构建极其复杂。如何管理好、使用好勘探信息数据、适时得到对地下地层的构造和流体性质更为精细和准确认识，为勘探开发决策和企业信息化建设服务是EIS构建面临的主要任务。

由于油气藏的勘探开发是一个不断深入的过程，计算机技术也是不断发展的，因此EIS须不断的完善。

二、EIS实现的技术框架

构建EIS的框架包括勘探信息各属性数据之间关系的研究、数据的存储方式、人机交互界面的设计等3大模块。EIS框架主要体现在EIS的研究对象、任务和具体内容等几方面。EIS的研究对象是所有油气藏勘探开发过程中的相关数据、图形、文字信息以及它们之间相互关联的内容和形式。EIS的主要任务就是通过对勘探信息数据的研究，满足勘探信息的获取、分析、存储、管理、更新、统计、显示、传输等多方面的需要。

EIS的技术框架主要包括以下几个部分。

（一）勘探信息的整理与归类

由EIS内涵可知，勘探信息的基本属性是可靠的数据质量保证，而油气藏勘探开发过程中，必然有很多偶然或人为的因素使数据质量的可靠性失去保证，且勘探信息也存在单位不一致等因素，因此需要对勘探信息数据进行整理，使相同属性的数据能够有一致的单位和可靠的质量控制。勘探信息本身包含了很多的科学技术门类，呈现极其复杂的特征，因此要对这些信息进行适当的归类和寻找它们之间的关系，以选择它们适宜的关联方式。

（二）勘探信息的存储

随着计算机及微电子技术的发展，硬件的存储能力越来越大，很多时候基本不需要考虑存储容量问题。但对于EIS而言，信息的存储体系是不容忽视的。因为油气藏的勘探开发是持续的，且随着技术的进步，勘探信息数据持续增长和不断更新，而且还要进行不断备份。大型数据库和大型磁盘存储阵列的选择必然要适应勘探信息数据的这种性质。

（三）勘探信息的管理

EIS的目的是更好使勘探信息为油气的深度勘探服务，因此要开发友好界面的人机交互系统，实现对勘探信息数据的查询、分类排列、更新、备份、下载等管理操作。

（四）勘探信息的数据挖掘

EIS应该有丰富的数据挖掘功能。例如，统计分析能够提供客户对勘探开发基本程度和特征的把握；属性提取能够提供客户反映勘探信息数据多种特征的参数；计算机模拟通过改变各种条件和参数来研究勘探信息数据的变化，定量地揭示油藏勘探开发中中影响因素的相互关系以及变化趋势和可能结果，从而重现储层的地下状况和储层流体的变化状态；人工智能评价技术能够解决复杂的组合优化、多目标决策问题，对油气藏进行初步的评价和分析。

（五）勘探信息的计算机辅助绘图

计算机技术的进步能够使勘探信息的各种属性数据以图形的方式显示出来。计算机辅助绘图技术包括以下几个方面：①以EIS公用数据平台为基础，进行EIS中各种图形和属性数据的联合显示；②与GIS技术[2][3]相结合，提高勘探信息提取、转换和成图的自动化程度；③与三维图形显示技术结合，实现勘探信息数据的“虚拟现实”；④与人工智能方式相结合，以人机交互的形式提高勘探信息提取、转换和成图的自动化程度。

（六）勘探信息的宽带网络传输

勘探开发的深化和企业信息化发展的需要使得远程数据传递成为必然要求，信息技术的发展使远程数据得传输成为可能。勘探信息的传输既包括将野外采集的数据和室内处理后的数据向数据处理中心传输，也包括在室内进行远程数据查询、更新和下载。勘探信息传输主要通过Internet来实现，需要着重研究多源异构数据和海量空间数据的传输，因此，高速宽带网络传输体系和技术的研究是EIS发展过程中的必要一环。

（七）勘探信息的集成化

为最大程度发挥各种勘探信息技术和数据的作用，需要实现EIS集成化，使数据的管理、应用等各部分有机地组成一个整体，各个环节相互衔接，使其性能达到最佳。EIS集成的内容包括技术集成、网络集成、数据集成和应用集成。由于EIS既要管理和处理地层空间信息数据，还要管理地层及其所含流体的物理性质数据，因此需要研究EIS数据的适宜集成方式。

三、EIS发展现状及展望

勘探信息数据的激增、新的勘探开发技术的应用、计算机技术的发展和企业信息化的推动使EIS从最初的简单关系数据库到现今的基于GIS的复杂数据库[2][3]。国内外很多石油公司、油田企业都根据自己的特点建立了相应的EIS。胜利油田在长期的勘探数据中心建设及辅助支持系统研究过程中，自主开发了勘探信息数据管理系统GIS2000，并在全油田全面推广[4]；基于“依托勘探数据库、企业计算机网络，全面实现油气勘探生产信息编制、汇报和信息”的原则，大庆油田开发了多层结构的勘探开发信息数据库PEDIS，并开始在中石油内部推广[5][6] [7]。不同特色EIS在油田的广泛应用说明了EIS的巨大价值和广阔的未来。

在EIS建设过程中，有许多经验值得借鉴[8]：①EIS的构建要整体规划，管理严格；②数据库建设要有连续性；③相应软件的开发要精雕细凿。这些经验看似普通、简单，但要真正的吸纳并完整的应用于EIS的构建则是不容易做到的。

作为一个基础数据管理应用系统，EIS有其本身的内在属性。各具特色的先进技术和思想，都是为其本身属性能够更好地为油气的勘探开发服务。但在EIS的发展历程中，一些基本属性却往往受到忽视，以至于影响了EIS所应发挥的效用。这些基本属性包括以下几方面。

（一）高可靠性。作为一种基础数据库，EIS系统中数据应是高度可靠的，因此在EIS构建中需要严格管理和把握勘探信息数据的来源和整理过程，并完善对勘探信息数据进行质量控制的方法和技术体系，确保EIS系统的数据是完全准确的。

（二）高完备性。EIS的构建贯穿了油藏生命期的整个过程，涉及的数据既多且年代可能久远，数据的完备性和连续性难以做到，但却必须通过各种方法努力实现。

（三）易交互性。EIS构建的目的在于对勘探信息数据的高效应用，因此EIS系统在数据管理和应用方面的交互性需要更多的完善。

EIS系统中这些基本属性的实现是其未来发展的关键。

参考文献：

[1] 景民昌，刘振峰，数字地球、数字中国与数字油田[J].西安石油学院学报，2003.Vol（18）.6.

[2] 王子煜，油田地理信息系统的基本框架和实现[J].计算机应用研究，2004，21（5）.

[3] 李河，李舟波，GIS在油气勘探数据管理中的应用研究[J].计算机应用研究，2005.

[4] 周霞，油田勘探数据中心及辅助支持系统研究[J].计算机工程与应用，2003.

[5] 兰恩济，勘探生产信息系统（PEDIS）的开发和应用[J].数字化工，2004（12）.

[6] 申建利，刘永红，等，油气勘探生产信息系统介绍[J].油气井测试，2001，Vol（10）.

[7] 苟学敏，陈季高，等，基于GIS的油气勘探开发数据库建设[J].天然气工业，2002（5）.

[8] 高协为，姜传恩，中原油田勘探数据库建设管理[J].断块油气田，2001（7）.