□ 姜麗麗 張成亮

（黑龍江省測(cè)繪科學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱150081）

CORS系統(tǒng)在油田測(cè)量中的應(yīng)用

□ 姜麗麗 張成亮

（黑龍江省測(cè)繪科學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱150081）

隨著CORS技術(shù)飛速的發(fā)展，在油田測(cè)量領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景，本文介紹CORS系統(tǒng)在油田測(cè)量應(yīng)用的特點(diǎn)，敘述在油田井位、油田設(shè)施測(cè)量中的應(yīng)用，對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

CORS系統(tǒng)；井位測(cè)量；油田設(shè)施

文件編號(hào) 2095-7319（2014）04-0034-03

引言

隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)已完全成熟，大大提高了測(cè)繪成果的精度。但RTK也存在其自身的使用限制：由于是單基站作業(yè)模式，每次都要單獨(dú)架設(shè)基準(zhǔn)站，并且測(cè)量的精度和可靠性隨著作業(yè)半徑的增大而降低，具有一定的局限性。為了克服GPS RTK技術(shù)上的缺陷，近幾年，一種新的GPS技術(shù)——連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（CORS)，在全國(guó)各地陸續(xù)建立，它具有操作簡(jiǎn)便、成本低、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、覆蓋率廣等優(yōu)點(diǎn)，特別是CORS系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量功能的實(shí)現(xiàn)改變了傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)模式，較大的提高了測(cè)繪工作的效率。

CORS系統(tǒng)的建立較大的提高了測(cè)繪精度、速度與效率，降低了測(cè)繪勞動(dòng)強(qiáng)度和測(cè)繪成本，節(jié)省了各項(xiàng)測(cè)繪工程實(shí)施過程中的測(cè)量費(fèi)用；CORS系統(tǒng)可以對(duì)工程建設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效、長(zhǎng)期的變形監(jiān)測(cè)，對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行快速預(yù)報(bào)；CORS系統(tǒng)將對(duì)諸多領(lǐng)域如氣象、車船導(dǎo)航定位、物體位置的跟蹤、公安消防、基礎(chǔ)測(cè)繪、GIS應(yīng)用等提供精度達(dá)厘米級(jí)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)GPS定位服務(wù)，將極大地加快城市基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)；CORS系統(tǒng)將是城市信息化的重要組成部分，并由此建立起城市空間基礎(chǔ)設(shè)施的三維、動(dòng)態(tài)、地心坐標(biāo)參考框架，從實(shí)時(shí)的空間位置信息上面實(shí)現(xiàn)城市真正的數(shù)字化。使更多的部門和更多的人使用GPS高精度服務(wù)，它必將在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。由此帶給城市巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的，它將為城市進(jìn)一步提供良好的建設(shè)和投資環(huán)境。

1.CORS系統(tǒng)組成

以一個(gè)城市為例，建立連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)，由6個(gè)連續(xù)運(yùn)行的GNSS基準(zhǔn)站和1個(gè)數(shù)據(jù)處理中心組成，各基準(zhǔn)站與數(shù)據(jù)處理中心采用帶寬為2M的SDH數(shù)字電路進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)鏈非常穩(wěn)定，延時(shí)小于15毫秒。系統(tǒng)的基準(zhǔn)站設(shè)備采用Topcon公司最新的三星參考站產(chǎn)品NET-G3接收機(jī)，采用四饋源技術(shù)的CR-G3扼流圈天線，數(shù)據(jù)處理中心軟件為Topcon公司最新版本的GNSS參考站網(wǎng)系統(tǒng)軟件TopNETv8.1。

數(shù)據(jù)處理中心在實(shí)時(shí)獲取基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)后，可以提供實(shí)時(shí)GNSSRTK差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)，測(cè)繪單位可以使用其進(jìn)行單機(jī)網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)，并能大大提高工作效率。其主要用于國(guó)土測(cè)繪、城市規(guī)劃、地籍管理、工程建設(shè)、交通監(jiān)控、資源勘探、形變監(jiān)測(cè)、油田測(cè)繪、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等行業(yè)及領(lǐng)域，它是多功能、多用途的綜合服務(wù)系統(tǒng)，是城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，將為城市建設(shè)提供統(tǒng)一的空間定位基準(zhǔn)，并提供方便快捷的空間數(shù)據(jù)采集手段。

2.油田測(cè)量

2.1 圖根點(diǎn)布設(shè)

利用CORS系統(tǒng)在測(cè)區(qū)內(nèi)加密圖根點(diǎn)，圖根點(diǎn)選擇在展望好、利于長(zhǎng)久保存的地方，點(diǎn)位需滿足GPS RTK觀測(cè)條件，圖根點(diǎn)可采用埋石圖根點(diǎn)和不埋石圖根點(diǎn)。用于油田設(shè)施采用全站儀測(cè)量時(shí)的設(shè)站點(diǎn)，還可以用于CORS系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測(cè)，CORS系統(tǒng)測(cè)量圖根點(diǎn)體現(xiàn)以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：

（1）圖根點(diǎn)測(cè)量速度快、效率高，并且節(jié)省人力；

（2）圖根點(diǎn)選點(diǎn)靈活、隨機(jī)性強(qiáng)；

（3）減少測(cè)區(qū)布網(wǎng)層次，圖根點(diǎn)精度較高并且均勻。

2.2 油田井位測(cè)量

井位測(cè)量工作是油田勘探開發(fā)所有流程中最基礎(chǔ)的工作，也為井位設(shè)計(jì)和巖層深度確定可靠的依據(jù)，準(zhǔn)確測(cè)定井位至關(guān)重要。井位測(cè)量需測(cè)量井位中心，油井有多種結(jié)構(gòu)：游梁式抽油機(jī)井、異形游梁式抽油機(jī)井、矮式異相曲柄平衡抽油機(jī)井、直線式抽油機(jī)井、螺旋桿泵井、電泵井，油氣井、注水井、注聚井，因?yàn)橛途蚪Y(jié)構(gòu)不同測(cè)量方法不同，要準(zhǔn)確測(cè)量油井中心，部分油井需要測(cè)量偏心量。采用CORS站測(cè)量井位有如下特點(diǎn)：

（1）加快井位測(cè)量速度。不用架設(shè)基準(zhǔn)站，省去主站配置，以及找尋基站已知點(diǎn)的時(shí)間，只需帶一臺(tái)流動(dòng)站和手簿就可以進(jìn)行實(shí)測(cè)。測(cè)量單井時(shí)間減少，那么對(duì)于排井來說，縮短了初測(cè)和復(fù)測(cè)的周期，不僅不影響鉆井施工進(jìn)度，還能起到輔助加快的作用。

（2）提高井位測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量。CORS系統(tǒng)精度達(dá)到厘米級(jí)，可在距離基準(zhǔn)站較遠(yuǎn)的地方快速、實(shí)時(shí)地得到高精度的坐標(biāo)。所測(cè)得井口數(shù)據(jù)，不僅能為設(shè)計(jì)部門提供參考，也能為各建設(shè)部門提供精確的技術(shù)支持。

（3）減少技術(shù)人員。以前用RTK測(cè)量井位，甚至全站儀設(shè)站測(cè)量時(shí)，測(cè)量一口井，在不受任何外界環(huán)境影響的情況下，正常需要3～4人完成，而今，2人就可以完成，一人操作，一人現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢。

2.3 油田設(shè)施測(cè)量

油田建設(shè)多個(gè)聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站、注水站、聚物驅(qū)注站，聚合物配注站、蒸汽驅(qū)注汽站、含油污水深度處理站、轉(zhuǎn)油放水站等。這些站有大型貯存設(shè)備、油水分離設(shè)備、加熱設(shè)備、過濾罐、貯水池、污油池等，利用CORS系統(tǒng)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行位置形狀測(cè)量。由于有些油田設(shè)備較高，結(jié)構(gòu)受限制，采用CORS系統(tǒng)測(cè)量受到限制，或影響衛(wèi)星信號(hào)接收的遮蔽地帶，還得借助于全站儀設(shè)站進(jìn)行油田設(shè)備測(cè)量。

2.4 CORS系統(tǒng)測(cè)量精度分析

為了保證油田測(cè)量精度，對(duì)利用CORS系統(tǒng)測(cè)量圖根點(diǎn)、井位、油田設(shè)施進(jìn)行檢查，以油田一個(gè)采油廠為例，對(duì)CORS系統(tǒng)測(cè)量的圖根點(diǎn)、井位、油田設(shè)施進(jìn)行檢查及精度分析。

（1）圖根點(diǎn)測(cè)量精度

一是量邊檢查。采用全站儀對(duì)相鄰埋石圖根點(diǎn)邊長(zhǎng)測(cè)量平距，將其與CORS系統(tǒng)測(cè)量相鄰埋石圖根點(diǎn)坐標(biāo)反算距離進(jìn)行比較，對(duì)相鄰圖根點(diǎn)檢查90條邊，計(jì)算邊長(zhǎng)誤差，其中最小誤差為0.4cm，最大誤差為3.9cm，測(cè)量邊長(zhǎng)中誤差為±2.6cm。

二是利用不同時(shí)段分別采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)。將不同時(shí)段采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以發(fā)現(xiàn)粗差，計(jì)算測(cè)量中誤差，共復(fù)測(cè)圖根點(diǎn)180個(gè)，測(cè)量中誤差為±2.4cm。

（2）井位測(cè)量的精度分析

采用全站儀設(shè)站對(duì)井位進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量，與采用CORS測(cè)量井位坐標(biāo)數(shù)據(jù)比對(duì)檢查，檢查游梁式抽油機(jī)井85個(gè)，螺旋桿泵井34個(gè)，電泵井18個(gè)，注水井23個(gè)，共計(jì)檢查150個(gè)，計(jì)算全站儀設(shè)站測(cè)量井位坐標(biāo)數(shù)據(jù)與CORS測(cè)量井位坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差計(jì)算，測(cè)量點(diǎn)位中誤差為±3.2cm。

（3）油田設(shè)施測(cè)量精度分析

對(duì)油田設(shè)施按量邊和全站儀設(shè)站測(cè)量?jī)煞N方式進(jìn)行抽樣檢查，檢查10個(gè)聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站、注水站等站點(diǎn)的油田設(shè)備，共量邊總數(shù)185條邊。將外業(yè)實(shí)地鋼尺量邊長(zhǎng)與CORS系統(tǒng)測(cè)量坐標(biāo)反算的邊長(zhǎng)進(jìn)行比較，最小誤差為2.6cm，最大誤差為6.3cm，邊長(zhǎng)中誤差為±4.9cm。全站儀設(shè)站坐標(biāo)檢查，共檢查點(diǎn)位總數(shù)235個(gè)，將利用全站儀設(shè)站檢查點(diǎn)位坐標(biāo)與CORS系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)位坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算點(diǎn)位中誤差為±4.4cm。

從上述檢查可以看出，無論點(diǎn)位測(cè)量檢查，還是量邊檢查，利用CORS系統(tǒng)測(cè)量圖根點(diǎn)、井位位置、設(shè)備外圍輪廓點(diǎn)與全站儀測(cè)量的點(diǎn)位精度相近，分析產(chǎn)生誤差原因有2點(diǎn)：一是RTK置中誤差，即RTK的相位中心和點(diǎn)位中心不在同一鉛垂上（主要的）；二是由于RTK信號(hào)漂移等引起飛點(diǎn)（極個(gè)別的）。去掉粗差，計(jì)算圖根點(diǎn)、井位、油田設(shè)備點(diǎn)位中誤差和量邊中誤差滿足《工程測(cè)量規(guī)范》（BG50026-2007）、《石油天然氣井位測(cè)量規(guī)范》（SY/T5518-2010）相關(guān)技術(shù)要求，并且精度略高于常規(guī)測(cè)量方法，因此采用CORS系統(tǒng)進(jìn)行油田測(cè)量方法是行之有效。

3.結(jié)束語

CORS技術(shù)是當(dāng)前測(cè)量行業(yè)出現(xiàn)的新技術(shù)和發(fā)展的必然趨勢(shì)，它能提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，能降低各種費(fèi)用的投入。我國(guó)部分油田采用CORS系統(tǒng)進(jìn)行油田測(cè)量，在使用過程中能準(zhǔn)確進(jìn)行井位及油田設(shè)施測(cè)量，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，比傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)有了一定的提高。未來CORS技術(shù)的發(fā)展是具有非常廣闊的空間，在我國(guó)的推廣和應(yīng)用也是前景廣闊，只要我們堅(jiān)持不懈，積極推廣使用，就一定能夠讓它更好地為我們服務(wù)，發(fā)揮最大的效用。

【1】蘇艷紅.單基站CORS系統(tǒng)在勝利油區(qū)石油天然氣井位測(cè)量中的應(yīng)用[J].山東國(guó)土資源，2011（5）.

【2】孫婧.CORS系統(tǒng)在油田井位測(cè)量中應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2012（12）.

【3】何玉晶.CORS主要理論方法的比較分析[J].測(cè)繪與空間地理信息，2011，34（2）:70-72.

姜麗麗（1978年——）女，碩士研究生，黑龍江鶴崗市人，畢業(yè)于武漢大學(xué)，主要研究方向測(cè)繪工程與地理信息系統(tǒng)。

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