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摘 要：为提高油气行业各阶段数据分析效率,基于 ECharts、Geotoolkit 等工具设计研发了数据可视化组件,组件类型 覆盖勘探、开发、钻完井等专业。并通过勘探开发数据可视化平台对组件进行统一管理,实现了组件的标准化、规范化的全生 命周期管理,有效提升油气行业数据可视化分析效率。
Practice of Professional Graphic Tool Platform for Exploration and Development Based on Data Visualization Technology
HOU Mingyu, LI Wenyi, HU He, WANG Di
(Cnooc Research Institute Co., Ltd., Beijing 100028)
【Abstract】：To improve the efficiency of data analysis at all stages of the oil and gas industry, we designed and developed data visualization components based on tools such as ECharts and Geotoolkit, covering exploration, development, drilling and completion. In addition, the exploration and development data visualization platform is used to manage the components in a unified manner, realizing the standardization and standardized full life cycle management of the components, and effectively improving the efficiency of data visualization analysis in the oil and gas industry.
【Key words】：data visualization;ECharts;Geotoolkit
0 引言
数据可视化技术作为一门新兴学科技术,通过将 数据映射为可视化图形,为人们理解数据、发现数据 规律提供了一种高效的途径。目前,数据可视化应用 软件的实现大都基于 C/S 结构,这些软件往往专业性 强、用途单一、可扩展性较弱 [1]。作为互联网主流技术 之一, Web 前端技术不仅为基于浏览器 / 服务器结构 (Browser/Server, B/S)的数据可视化系统实现提供了 良好的跨平台性、易扩展性以及丰富的交互性,而且为 数据的可视化展示提供了互联网平台,使得数据具有良 好的访问性以及较强的理解性,采用 Web 前端技术实 现数据可视化已经成为一种趋势 [2]。
油气行业的勘探、开发、生产等各阶段均会生成大量数据,由于行业特殊性,部分专业涉及的数据及图件 具有较强的专业性,成图逻辑区别于常规数据可视化逻 辑,往往具有特定的业务逻辑和业务对象。因此勘探开 发数据可视化的实现能够有效地提升工作效率。
1 需求分析
为积极响应国家产业信息化变革及股份公司数字化 转型升级、适应业务一体化需求,中海油进行了勘探开 发一体化协同研究平台建设。勘探开发一体化协同研究 平台建设项目是集团公司“数字化转型顶层设计”和有 限公司“智能油田滚动规划”中的重点信息化项目。同 时也是研究总院“十四五”信息化建设总体架构重要组 成部分及重点建设项目。
基于数据可视化技术研发的勘探开发数据可视化平台,能够有效帮助科研人员进行数据分析工作,提升科 研工作效率,辅助油田信息化建设。
根据油气生产中勘探、开发、钻完井等专业的可视 化需求,勘探开发数据可视化平台将可视化组件分为单 井图类、专业图版类、三维图类、管柱图类、平面图类、 地震图类等共 6 大类,对不同类别的组件进行分类展示。
2 系统设计
2.1 技术路线
系统前端采用 Vue 作为前端技术框架,用于构建交 互式的 Web 界面。封装 Vue 组件与调用层通过 HTML5 的 PostMessage 消息进行交互,如图 1 所示。
ECharts 是使用 JavaScript 实现的开源可视化库, 是一款非常优秀的前端可视化框架。可以兼容当前绝大 部分浏览器,流畅的运行在 PC 和移动设备上 [3]。
Geotoolkit 是 INT 公司旗下的一款产品。GeoToolkit 允许开发人员利用高层次的工具,能够快速部署先进的 数据可视化和分析应用。石油企业服务提供商和软件厂 商依靠 GeoToolkit 图形地球科学来提供应用与开发 [4]。 本文采用的是 Geotoolkit.JS 和 Geotoolkit3D.JS 开发库,包括有 Carnac、WellLog、Seismic 和 Contour 组件 如图 2 所示。
2.2 接口说明
数据可视化 Web 组件是以 HTML5 技术为核心结 合 JavaScript、CSS 开发的一款显示地质图形的 Web 组件。该组件发布以后,用户可以通过浏览器访问进行 地质图形的操作。
调用层是通过 HTML5 的消息向组件传递“信息” 来实现组件的调用,目前组件定 4 类消息—数据加载、 组件生成图片、组件暂存、组件回显。
组件初始化页面,监听父组件的 Message 消息,根 据父组件传递的消息调用相应的功能。
3 系统实现
系统通过 Geotoolkit 工具包和 ECharts 来实现可 视化组件的研发。其中 ECharts 主要用于研发图表、 图版类型的组件,例如相渗曲线图、C-M 图、岩性三角 图等。Geotoolkit 主要用于研发专业性较强的组件,例 如测井曲线图、井身结构图、地震剖面图等。下面将以 几个组件为例,介绍组件功能及数据调用交互情况。 3.1 单井图类
3.1.1 功能描述
(1)支持图件模板定制保存 ;(2)可任意删除和新 增图道,包括测井曲线道和非曲线道。支持各图道左右 顺序的任意拖动调整 ;(3)测井曲线道支持多曲线组 合显示。支持测井曲线左右刻度值设置、支持测井曲线 颜色、粗细、线型的设置 ;(4)默认比例尺为 1 ：200. 支持垂向比例尺的修改 ;(5)图件默认显示深度范围为 井口到井底。支持图形显示井段的设置 ;(6)支持测井 解释成果图展示 ;(7)支持成果图件导出 PNG 格式。
3.1.2 数据调用
单井图数据接口以JSON 数据为组件接口数据结 构, JSON 结 构 主 要 包 括 三 部 分 ：WellBlockMeta、 CurveBlockMeta、CurveData。(1) WellBlockMeta— 测井曲线原数据描述,起始深度、截止深度、空值三项 值 ;(2) CurveBlockMeta— 曲线道描述,曲线 KEY\ 单 位 \ 描述(备注) ;(3)CurveData— 曲线道数据, 主要分三大类数据,一类(比如 ：GR、AC) ：深度 + 值 ;二 类(比如 ：岩性) ：顶深 + 底深 + 文本(比如 ：沉积相) ; 三类(比如 ：图例) ：顶深 + 底深 + 图例代码。
3.2 地震图类组件
3.2.1 功能描述
(1)地震剖面、井位、对应井测井曲线、断层、层位 ;(2)支持选定井展示测井曲线 ;(3)支持断层和层 位的显示及隐藏 ;(4)支持成图数据的 Excel 导出及图 件数据修改后的入库 ;(5)支持成果图件导出 PNG 格 式到本地电脑。
3.2.2 数据调用
三维地震图数据接口以JSON 数据为组件接口数据 结构,JSON 结构主要为 Data。
Data—井筒轨迹数据。
3.3 相渗曲线图组件
3.3.1 功能描述
(1)层位、含水饱和度、气相相对渗透率,输出曲
线图 ;(2)支持成图数据的 Excel 导出及图件数据修改 后的入库 ;(3)支持成果图件导出 PNG 格式到本地。
3.3.2 数据调用
ECharts 图数据接口以JSON 数据为组件接口数据 结构,JSON 结构主要包括两部分 ：ChartTitle、Series。
ChartTitle—图标标题。
Series—曲线数据,系列数组。
3.4 二维等值线图组件
3.4.1 功能描述
(1)能够输如通用数据文件格式,如标准 ASCII、XLS 等格式, 数据导入时, 可进行数据分列(可参考 Excel,数据分列) ;(2)支持成图数据的 Excel 导出及 图件数据修改后的入库 ;(3)支持成果图件导出 PNG 格式到本地电脑。
3.4.2 数据调用
二维等值线图数据接口以JSON 数据为组件接口数 据结构,JSON 结构主要为 Data。
Data — 二维等值线图数据。
3.5 三维等值线图组件
3.5.1 功能描述
(1)输入数据格式要求 ：地震解释的成果是什么形
式存放在数据湖的(比如从数据湖选构造图)、ASCII、 Zmap 等 ;(2)等值线图网格化功能 ;(3)图例编辑、 比例尺编辑、坐标轴编辑、等值线间距编辑及等值线文 字大小编辑 ;(4)鼠标靠近,可以进行参数信息拾取显 示 ;(5)支持成图数据的 Excel 导出及图件数据修改后 的入库 ;(6)支持成果图件导出 PNG 格式到本地电脑。
3.5.2 数据调用
三维等值线图数据接口以JSON 数据为组件接口数 据结构,JSON 结构主要为 Data。
Data—等值线数据。
3.6 岩性三角图组件
3.6.1 功能描述
(1) 支持支石英含量百分比 Q、长石含量百分比 F、
岩屑含量百分比 R 三对多组值, 输出三角图 ;(2) 支持 成图数据的 Excel 导出及图件数据修改后的入库 ;(3) 支持成果图件导出 PNG 格式到本地电脑。
3.6.2 数据调用
(1) ECharts 图数据接口以JSON 数据为组件接口 数据结构, JSON 结构主要包括两部分 ：chartTitle 和 Series ;(2)chartTitle— 图标标题 ;(3)Series— 曲 线数据,系列数组。
3.7 防砂图版组件
3.7.1 功能描述
(1) 支持岩心粒度分析数据、黏土含量数据, 输出上图 ;(2)支持成图数据的 Excel 导出及图件数据修改 后的入库 ;(3)支持成果图件导出 PNG 格式到本地电脑。
3.7.2 数据调用
ECharts 图数据接口以JSON 数据为组件接口数据 结构,JSON 结构主要为 Data。
Data—曲线数据。
4 结语
油气行业存在大量的数据可视化需求,本平台通过 对勘探、开发、钻完井等专业涉及的可视化组件进行 研发并统一集成,能够提供一整套的可视化技术解决 方案,实现组件的生产、发布、注册、管理、共享等功 能,实现组件的标准化、规范化的全生命周期管理,从 而缩短软件开发周期、提升软件开发质量、降低软件开 发成本、增强信息服务能力、促进信息专业化应用。
参考文献
[1] 张燕.基于ECharts对视听大数据可视化的实现[J].山西电 子技术,2022(6):56-58.
[2] 敬国伟,黄大池.基于ECharts的数据可视化研究[J].西部广 播电视,2022.43(20):227-230+234.
[3] 王蕾,王魁生.ECharts在井眼轨迹可视化系统中的应用[J]. 现代计算机,2021(25):97-101.
[4] 韩家新,刘彦伯.基于Web的油藏信息图形显示研究[J].软件 导刊,2013.12(10):166-167.
[5] 袁旭,韩家新,刘彦伯.GeoToolkit在Web环境下的应用研究 [J].福建电脑,2014.30(2):160-161.
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