CN113202455A - 一种基于物联网的石油勘探方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油勘探技术领域，公开了一种基于物联网的石油勘探方法及系统，包括：数据采集模块、数据处理模块、区域划定模块、网格划分模块、采样模块、中央控制处理模块、地质分析模块、激光探测模块、生物分析模块、空气分析模块、报警模块、综合模块以及输出模块。本发明有效提高了石油勘探的智能化、安全性，保证石油与天然气的安全生产；使石油勘探更加安全、便捷；本发明的石油勘探效率高，且基于摄像、大数据挖掘以及相应取样设备进行自动化的取样、分析，减少了人的参与，避免了人的主观失误，提高了分析的效率；采用地质、生物以及激光进行共同石油勘探，提高了石油勘探的准确度。
Description
技术领域
本发明属于石油勘探技术领域，尤其涉及一种基于物联网的石油勘探方法及系统。
背景技术
目前：石油的勘探与开发为石油化工和石油炼制提供主要原料，是我国的基础产业和能源产业，为国民经济做出了巨大贡献。在石油的勘探和开发过程中，产生的危险化学成分主要包括液化石油气、天然气(甲焼)和稳定轻烃等，这些均属于易燃易爆的有毒气体。物联网是通过一系列传感设备，利用相关数据采集与传输协议，把所有物体与互联网相连，进行数据通信和交互，以实现物与物、物与人、人与人等所有实体间信息交互与共享，方便系统管理、实体识别和控制。在石油行业，物联网已经广泛应用在整个产业链中，物联网是石油行业数字化和智能化的基础。通过对国外石油企业的调查发现，世界各大石油公司都已经开始了物联网在油田中的应用实践，并取得了良好的效果。
现有的石油勘探方法主要采用地震勘探法或其他钻井勘探方法，需要大量人工的参与，不安全，且勘探不准确。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有勘探方法需要大量人工的参与，不安全，智能化程度不高，且勘探不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的石油勘探方法及系统。
本发明是这样实现的，一种基于物联网的石油勘探方法，所述基于物联网的石油勘探方法包括：
步骤一，通过数据采集模块进行待勘探区域相关数据的采集；通过数据处理模块对采集的数据进行去重、分类预处理；通过区域划定模块基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
步骤二，通过网格划分模块基于勘探区域的环境数据进行网格划分；通过采样模块基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
步骤三，通过中央控制处理模块利用单片机或控制器控制地质分析模块基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；通过激光探测模块利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
步骤四，通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；通过空气分析模块基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
步骤五，通过报警模块基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；通过综合模块基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
步骤六，通过输出模块将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
进一步，步骤三中，所述基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源包括：
获取采集的各网格取样点的纵向岩石样本，利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源。
进一步，所述利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源包括：
将所述纵向岩石样本划分为多个单位厚度层段；对每个所述单位厚度层段内的所述纵向岩石样本的粗颗粒厚度进行统计，根据所述统计的结果得到粗颗粒厚度与单位层段厚度的比值；利用所述比值及所述纵向岩石样本的粒度，确定是否存在石油资源。
进一步，步骤四中，所述通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析包括：
(1)对表层土壤样本、动植物化石进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌；采用实时荧光定量PCR方法测定采集的表层土壤样本、动植物化石中丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
(2)将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据标绘于勘探区的地图上；
(3)将相关丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据绘制成等菌线，得到丁烷氧化菌和甲烷氧化菌的总菌、活菌异常；得到异常分析结果。
进一步，步骤(1)中，所述对表层土壤样本进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌包括：
首先，将表层土壤样本进行干燥、粉碎，向粉碎后的土壤样本中加入缓冲液和0.5～5％的电解质，振摇、沉淀；移去上层溶液，去除颗粒杂质，得到含丁烷氧化菌的菌液；
其次，利用0.15mm孔径的滤膜对得到的菌液进行抽滤；在滤液中加入无水乙醇和核酸助沉剂，离心并弃上清后，得到第一沉淀；将滤膜所截留的活菌取下放入离心管中，加入缓冲液对其进行清洗，弃滤膜；离心并弃上清，得到第二沉淀。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于物联网的石油勘探方法的基于物联网的石油勘探系统，所述基于物联网的石油勘探系统包括：
数据采集模块、数据处理模块、区域划定模块、网格划分模块、采样模块、中央控制处理模块、地质分析模块、激光探测模块、生物分析模块、空气分析模块、报警模块、综合模块以及输出模块；
数据采集模块，与中央控制处理模块连接，用于进行待勘探区域相关数据的采集；
数据处理模块，与中央控制处理模块连接，用于对采集的数据进行去重、分类预处理；
区域划定模块，与中央控制处理模块连接，用于基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
网格划分模块，与中央控制处理模块连接，用于基于勘探区域的环境数据进行网格划分；
采样模块，与中央控制处理模块连接，用于基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
中央控制处理模块，与数据采集模块、数据处理模块、区域划定模块、网格划分模块、采样模块、地质分析模块、激光探测模块、生物分析模块、空气分析模块、报警模块、综合模块以及输出模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
地质分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；
激光探测模块，与中央控制处理模块连接，用于利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
生物分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；
空气分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
报警模块，与中央控制处理模块连接，用于基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；
综合模块，与中央控制处理模块连接，用于基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
输出模块，与中央控制处理模块连接，用于将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
进一步，所述数据采集模块包括：
地质数据采集单元，用于采集待勘探区域的当前地质、环境数据；
历史数据采集单元，用于采集待勘探区域的相关地质发展史及其他相关数据；
环境图像数据采集单元，用于利用摄像设备获取勘探区域的相关图像数据。
进一步，所述采集样品的种类包括：空气、岩石或动植物化石以及表层土壤。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述基于物联网的石油勘探方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述基于物联网的石油勘探方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明有效提高了石油勘探的智能化、安全性，保证石油与天然气的安全生产；使石油勘探更加安全、便捷；本发明的石油勘探效率高，且基于摄像、大数据挖掘以及相应取样设备进行自动化的取样、分析，减少了人的参与，避免了人的主观失误，提高了分析的效率；采用地质、生物以及激光进行共同石油勘探，提高了石油勘探的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于物联网的石油勘探方法流程图。
图2是本发明实施例提供的利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源的方法流程图。
图3是本发明实施例提供的通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的对表层土壤样本进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的基于物联网的石油勘探系统结构示意图；
图中：1、数据采集模块；2、数据处理模块；3、区域划定模块；4、网格划分模块；5、采样模块；6、中央控制处理模块；7、地质分析模块；8、激光探测模块；9、生物分析模块；10、空气分析模块；11、报警模块；12、综合模块；13、输出模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的石油勘探方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的石油勘探方法包括：
S101，通过数据采集模块进行待勘探区域相关数据的采集；通过数据处理模块对采集的数据进行去重、分类预处理；通过区域划定模块基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
S102，通过网格划分模块基于勘探区域的环境数据进行网格划分；通过采样模块基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
S103，通过中央控制处理模块利用单片机或控制器控制地质分析模块基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；通过激光探测模块利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
S104，通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；通过空气分析模块基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
S105，通过报警模块基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；通过综合模块基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
S106，通过输出模块将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
步骤S103中，本发明实施例提供的基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源包括：
获取采集的各网格取样点的纵向岩石样本，利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源。
如图2所示，本发明实施例提供的利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源包括：
S201，将所述纵向岩石样本划分为多个单位厚度层段；
S202，对每个所述单位厚度层段内的所述纵向岩石样本的粗颗粒厚度进行统计，根据所述统计的结果得到粗颗粒厚度与单位层段厚度的比值；
S203，利用所述比值及所述纵向岩石样本的粒度，确定是否存在石油资源。
如图3所示，步骤S104中，本发明实施例提供的通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析包括：
S301，对表层土壤样本、动植物化石进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌；采用实时荧光定量PCR方法测定采集的表层土壤样本、动植物化石中丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
S302，将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据标绘于勘探区的地图上；
S303，将相关丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据绘制成等菌线，得到丁烷氧化菌和甲烷氧化菌的总菌、活菌异常；得到异常分析结果。
如图4所示，本发明实施例提供的对表层土壤样本进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌包括：
S401，将表层土壤样本进行干燥、粉碎，向粉碎后的土壤样本中加入缓冲液和0.5～5％的电解质，振摇、沉淀；移去上层溶液，去除颗粒杂质，得到含丁烷氧化菌的菌液；
S402，利用0.15mm孔径的滤膜对得到的菌液进行抽滤；在滤液中加入无水乙醇和核酸助沉剂，离心并弃上清后，得到第一沉淀；将滤膜所截留的活菌取下放入离心管中，加入缓冲液对其进行清洗，弃滤膜；离心并弃上清，得到第二沉淀。
如图5所示，本发明实施例提供的基于物联网的石油勘探系统包括：
数据采集模块1、数据处理模块2、区域划定模块3、网格划分模块4、采样模块5、中央控制处理模块6、地质分析模块7、激光探测模块8、生物分析模块9、空气分析模块10、报警模块11、综合模块12以及输出模块13；
数据采集模块1，与中央控制处理模块6连接，用于进行待勘探区域相关数据的采集；
数据处理模块2，与中央控制处理模块6连接，用于对采集的数据进行去重、分类预处理；
区域划定模块3，与中央控制处理模块6连接，用于基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
网格划分模块4，与中央控制处理模块6连接，用于基于勘探区域的环境数据进行网格划分；
采样模块5，与中央控制处理模块6连接，用于基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
中央控制处理模块6，与数据采集模块1、数据处理模块2、区域划定模块3、网格划分模块4、采样模块5、地质分析模块7、激光探测模块8、生物分析模块9、空气分析模块10、报警模块11、综合模块12以及输出模块13连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
地质分析模块7，与中央控制处理模块6连接，用于基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；
激光探测模块8，与中央控制处理模块6连接，用于利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
生物分析模块9，与中央控制处理模块6连接，用于基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；
空气分析模块10，与中央控制处理模块6连接，用于基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
报警模块11，与中央控制处理模块6连接，用于基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；
综合模块12，与中央控制处理模块6连接，用于基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
输出模块13，与中央控制处理模块6连接，用于将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
本发明实施例提供的数据采集模块1包括：
地质数据采集单元，用于采集待勘探区域的当前地质、环境数据；
历史数据采集单元，用于采集待勘探区域的相关地质发展史及其他相关数据；
环境图像数据采集单元，用于利用摄像设备获取勘探区域的相关图像数据。
本发明实施例提供的采集样品的种类包括：空气、岩石或动植物化石以及表层土壤。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的石油勘探方法，其特征在于，所述基于物联网的石油勘探方法包括：
步骤一，通过数据采集模块进行待勘探区域相关数据的采集；通过数据处理模块对采集的数据进行去重、分类预处理；通过区域划定模块基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
步骤二，通过网格划分模块基于勘探区域的环境数据进行网格划分；通过采样模块基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
步骤三，通过中央控制处理模块利用单片机或控制器控制地质分析模块基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；通过激光探测模块利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
步骤四，通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；通过空气分析模块基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
步骤五，通过报警模块基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；通过综合模块基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
步骤六，通过输出模块将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
2.如权利要求1所述基于物联网的石油勘探方法，其特征在于，步骤三中，所述基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源包括：
获取采集的各网格取样点的纵向岩石样本，利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源。
3.如权利要求2所述基于物联网的石油勘探方法，其特征在于，所述利用所述纵向岩石样本的粒度数据确定勘探区域是否存在石油资源包括：
将所述纵向岩石样本划分为多个单位厚度层段；对每个所述单位厚度层段内的所述纵向岩石样本的粗颗粒厚度进行统计，根据所述统计的结果得到粗颗粒厚度与单位层段厚度的比值；利用所述比值及所述纵向岩石样本的粒度，确定是否存在石油资源。
4.如权利要求1所述基于物联网的石油勘探方法，其特征在于，步骤四中，所述通过生物分析模块基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析包括：
(1)对表层土壤样本、动植物化石进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌；采用实时荧光定量PCR方法测定采集的表层土壤样本、动植物化石中丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的总菌数量和活菌数量；
(2)将获得的丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据与采样点的经纬度数据标绘于勘探区的地图上；
(3)将相关丁烷氧化菌的总菌数据和活菌数据、甲烷氧化菌的总菌数据和活菌数据绘制成等菌线，得到丁烷氧化菌和甲烷氧化菌的总菌、活菌异常；得到异常分析结果。
5.如权利要求4所述基于物联网的石油勘探方法，其特征在于，步骤(1)中，所述对表层土壤样本进行处理，收集丁烷氧化菌及甲烷氧化菌包括：
首先，将表层土壤样本进行干燥、粉碎，向粉碎后的土壤样本中加入缓冲液和0.5～5％的电解质，振摇、沉淀；移去上层溶液，去除颗粒杂质，得到含丁烷氧化菌的菌液；
其次，利用0.15mm孔径的滤膜对得到的菌液进行抽滤；在滤液中加入无水乙醇和核酸助沉剂，离心并弃上清后，得到第一沉淀；将滤膜所截留的活菌取下放入离心管中，加入缓冲液对其进行清洗，弃滤膜；离心并弃上清，得到第二沉淀。
6.一种实施如权利要求1-5所述基于物联网的石油勘探方法的基于物联网的石油勘探系统，其特征在于，所述基于物联网的石油勘探系统包括：
数据采集模块、数据处理模块、区域划定模块、网格划分模块、采样模块、中央控制处理模块、地质分析模块、激光探测模块、生物分析模块、空气分析模块、报警模块、综合模块以及输出模块；
数据采集模块，与中央控制处理模块连接，用于进行待勘探区域相关数据的采集；
数据处理模块，与中央控制处理模块连接，用于对采集的数据进行去重、分类预处理；
区域划定模块，与中央控制处理模块连接，用于基于处理后的待勘探区域的相关数据划定大体的勘探区域；
网格划分模块，与中央控制处理模块连接，用于基于勘探区域的环境数据进行网格划分；
采样模块，与中央控制处理模块连接，用于基于网格划分结果、采集的相关勘探区域的图像数据以及预设的采集样品的种类、样品位置以及样品量进行各网格采样点采样；
中央控制处理模块，与数据采集模块、数据处理模块、区域划定模块、网格划分模块、采样模块、地质分析模块、激光探测模块、生物分析模块、空气分析模块、报警模块、综合模块以及输出模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
地质分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的相关样本对勘探区域的地质进行分析，确定是否存在石油资源；
激光探测模块，与中央控制处理模块连接，用于利用激光发射器、光电探测器对勘探区域的石油或相关资源进行探测；
生物分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的相关样本进行丁烷氧化菌及甲烷氧化菌的含量异常分析；
空气分析模块，与中央控制处理模块连接，用于基于采集的空气样本进行甲烷或相关有毒挥发气体分析；
报警模块，与中央控制处理模块连接，用于基于空气分析结果，当空气中含有有毒挥发气体时进行报警；
综合模块，与中央控制处理模块连接，用于基于地质分析结果、激光探测结果、生物分析结果以及空气分析结果确定石油勘探结果；
输出模块，与中央控制处理模块连接，用于将石油勘探结果标注在勘探区域的地图上进行可视化展示。
7.如权利要求6所述基于物联网的石油勘探系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：
地质数据采集单元，用于采集待勘探区域的当前地质、环境数据；
历史数据采集单元，用于采集待勘探区域的相关地质发展史及其他相关数据；
环境图像数据采集单元，用于利用摄像设备获取勘探区域的相关图像数据。
8.如权利要求7所述基于物联网的石油勘探系统，其特征在于，所述采集样品的种类包括：空气、岩石或动植物化石以及表层土壤。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1-5任意一项所述基于物联网的石油勘探方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述基于物联网的石油勘探方法。
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