数字化油田系统是近几年来随着信息技术的飞速发展，石油需求的急剧增加和经济信息全球化的逐步加深而出现的一项新技术。它在油田的信息交流和管理决策中发挥着越来越重要的作用，然而数字化油田系统的发展还并不十分完善，尤其在中国起步比较晚，油田数字化进程比较缓慢，与国外同期水平相比还具有很大的差距，而且数字化油田系统的实现需要大量的人力、物力和财力来支撑，所以寻求一种经济、高效、可行的数字化油田系统解决方案是十分必要的。
数字化油田系统概述
数字化油田是某油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。数字化油田系统是数字化油田的具体实现，其内容包括地质勘探、油气田开发、储运销售、油田管理等，是油田勘探开发研究过程的数字化；油田经营管理过程的数字化（ＥＲＰ）。
数字化油田系统为各个能源公司和其供应商之间实现信息交流和自动化操作提供了一种基于网络的解决方案，使油田操作管理中一些复杂的工作流程简单化并且使各个相关部门进行团队合作，从而合理有效的利用各种油田资源，提高资源利用率和经济效益。无论是勘探、钻井、开发、决策还是销售部门，利用油田数字化系统，可以大大的提高生产效率。因此数字化油田系统应具有以下特点：信息数据集成化、支持决策、跨区域跨部门、信息共享、数据安全可靠和海量数据存储能力。（见图1）
现在很多数模、试井、地理信息系统、油气藏动态分析、油藏经营管理系统等石油工程软件已经发展得比较完善，但是这些软件分析都是相对独立的，所有这些软件的相关数据得不到很好的综合利用。很多人认为石油工程信息技术的发展方向是将这些相对独立的系统集成起来以更好的进行综合分析和动态预测来支持决策和信息共享。数字化油田系统的产生和发展顺应了这一发展趋势，数字化油田系统是以系统集成、信息共享、分布式网络、安全稳定的数据为宗旨，以信息技术为支撑，油田信息为数据源，以互联网为传输媒介，以管理决策和信息共享为目标的现代化油田信息管理系统。我国的油田数字化系统起步比较晚，大多数还停留在以二层C/S模式的体系基础之上。而二层C/S体系结构本身的局限性是限制数字化油田系统发展的一个重要因素。因此寻求一种新的体系模式来开发数字化油田系统是十分必要的。
本文根据数字化油田系统特点、宗旨和目标提出了基于三层B/S结构的数字化油田系统解决方案并对其进行了详细的论证。它是Internet/Intranet技术和数据库技术结合的产物，具有良好的应用前景。
图1 数字化油田概览
三层B/S体系结构
三层B/S 结构即客户端浏览器（表示层）/Web服务器（应用层）/数据库(Browser/Server/Database)三层结构，在传统两层模式的基础上增加了应用服务这一级。三层结构的划分，使逻辑上更加独立，每个功能模块的任务更加清晰。在表示层客户通过Web浏览器向中间Web应用服务器发出HTTP请求，Web应用服务器通过对客户端的请求进行身份验证然后对于合法的用户请求进行处理并与数据库进行连接进而获取或保存数据并将从数据库获得的数据返回到客户端浏览器。表示层是前端用户的接口，它通过用户界面与用户进行人机对话，由于客户端使用Web浏览器与应用服务器进行对话而无其他特殊要求，所以客户端是真正的“瘦客户端”而且通过与Web网络相连接使其具有跨区域跨部门的特点。中间应用层是三层B/S结构的核心，它主要完成对业务规则的控制和对数据库的访问等工作。数据库服务器中安装的数据库应用程序负责数据的定义、查询、更新和删除等操作并维护数据库的安全性和完整性。三层B/S结构组成如图2所示：
三层B/S结构的应用层，将界面层和业务逻辑层按照客户端和应用服务器相分离。这样使三层结构相互彼此独立，任意一层的改动都不需要另外两层做附加的处理。而且随着用户需求的改变只需在应用服务层的业务处理程序进行更新即可。三层结构利于模块化设计，用户端不必进行大量的数据计算处理，这些工作将集中于应用服务层进行处理，开发人员只需对应用服务层进行维护而不需对每个客户端进行逐一管理。另外，三层B/S结构各层独立管理，能严格地控制信息访问，信息传递中采用数据加密技术，可减低信息失密的风险，有效地提高系统安全性[2]。因此将三层B/S结构应用与数字化油田具有以下优点：
1.易维护性可扩展
基于三层B/S结构每层相互独立，将处理功能全部移植给服务器端，用户只需要将请求发送给服务器，服务器将会对用户的请求发出反应。基于三层B/S结构软件系统的部署、升级维护和数据备份只需在服务器完成，客户端无需做应用软件的安装和调试，100%实现了客户端的“零维护”，极大地降低了系统总体维护成本。而且对于人员的分工更加明确。客户端用户只是获取或请求信息，系统管理员负责应用服务器的管理，而数据库管理员只需对数据库进行维护即可。这样不仅具有较高的效率而且节省人力物力，使每一位员工可以更加专心与本职工作。这对于石油系统结构复杂，人员、部门多系统维护难的一大难题无疑是一种很好的选择。
2.信息共享
由于所有的客户端的信息请求操作都是针对于同一个数据库服务器的，所有用户的信息数据都会保存在数据库服务器上。这样一个客户端通过向服务器发出请求，经过身份验证以后就可以获得它本身能力之外的数据信息，实现了真正的数据共享。
3.信息数据安全可靠
所有信息数据都保存在服务器端，只有通过身份验证的客户端才有对数据进行访问的权利，确保了数据的安全性。
4.跨区域跨部门
三层Ｂ/Ｓ模式其基本思想是：利用Internet的Web模型作为标准平台，采用TCP/IP作为通信协议，所以无论客户身处何地只要通过客户端浏览器向服务器发出HTTP请求即可获得数据信息。这对于油田野外作业，各部门协同合作和油田跨区域管理是十分重要的。可以实现遥控指挥操作：无论操作或支持决策人员身在何处，只要通过Web浏览器就可以发出命令或请求，在当今信息社会这种快速反应策略无疑会给企业带来巨大的经济效益。
5.瘦客户端
所有客户端只需装上操作系统、网络协议、浏览器，用户就可通过浏览器向服务器发送HTTP请求，服务器处理完毕后再把结果传送给用户，因而对客户端没有什么特殊要求真正做到了“瘦客户端”。
6.增强企业对象的重复可用性
三层B/S模式可以将服务集中在一起管理，统一服务于客户端，从而具备了良好的容错能力和负载平衡能力。
数字化油田系统由集团公司――股份公司――油田――区域四级结构实现油田数字化的信息管理，所有业务逻辑都集中在集团公司管理和制定，油田公司各部门负责数据的录入和查询统计，用户的分布广泛，数据集中处理，因此在设计时充分考虑各种体系结构的优缺点，选择三层B/S Web模式进行开发实现是可行的。
三层B/S结构的数字化油田系统设计
1.系统网络结构图（见图3）
图3 网络结构图
2.系统结构图（见图4）
图4三层B/S模式数字化油田系统结构图
3.数据分析
国内石油公司的一般管理模式为：总公司→分公司→油气田→区块→油气藏→油气井……。每一级目录都有若干的属性，这些属性有一些基本数据组成，每一级属性都是以分布形式存在，具有明显的树形结构。总公司位于总目录的顶级（即根目录），顶级目录获得所有子目录的数据信息，对其进行数据分析进而做出总决策。而每一级子目录根据其权限可以获得权限内的数据信息。鉴于油田开发的特殊性同时每一级数据信息都可以以图形形式展示，使系统具有直观方便的可视化功能。（见图5）
图5 模块图
4. 总体结构（见图6）
5.系统业务流程图（见图7）
结束语
本文提出的三层B/S模式的系统结构已应用数字化油田系统中，实践证明其特点符合数字化油田系统的宗旨和目标，大大的加快了油田信息化的进程提高了油田的经济效益，是一种比较理想的油田数字化系统解决方案。与传统的C/S模式相比，本系统结构有明显的优势，具有较高系统效率，尤其适合于构造功能复杂的三层结构应用系统。总之，三层B/S结构是今后数字化油田系统的发展方向。