石油和天然氣井場由于數據量大、種類繁多，因此可視化井場數據非常復雜。需要同時且經常實時地可視化各種數據源，以便在安全至關重要的環境中快速做出決策。可視化可以從多個地點在不同時間范圍內積累大量數據集，有助于分析師解釋這些復雜數據。

本指南探討可用的編碼語言和設備，以及圖表的具體示例以及它們可以顯示的數據類型和指標，以幫助數據科學家和決策者共同做出基于利潤的決策。

SciChart – 一個跨平臺圖表庫，可實現 Windows Presentation Foundation (WPF)、JavaScript 以及原生 iOS (Swift/Objective-C) 和 Android (Java/Kotlin)，基于代號為 Visual Xccelerator® 的專有 C++ 渲染引擎。這提供了 SciChart 眾所周知的速度和性能，但另一個好處是，該引擎跨平臺提供單一共享代碼庫，用于繪制高性能科學、金融和醫療圖表和圖形，并在 DirectX、OpenGL、Metal 和 WebGL 中提供硬件加速。

到目前為止，還沒有可以在 Qt 中運行的純 C++ 版本的 SciChart，但是，我們一直在努力為 SciChart 提供 Linux 支持。

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您應該使用哪種語言和平臺？

您想要使用的編程語言和平臺取決于具體用例。可以使用WPF和JavaScript上的高性能圖表解決方案處理和顯示數據集- 兩者都允許在通用硬件上安裝。JavaScript 的優勢包括其作為基于瀏覽器的解決方案以及遠程設備解決方案的多功能性，這意味著可以利用自定義、嵌入式或基于 Web 的部署。

然而，WPF 在性能方面具有先入為主的優勢，但與 JavaScript 相比，其開發人員數量較少。對于現場測試工程師來說，通過手持設備訪問非常重要，因為他們可能需要一種能夠與石油和天然氣數據儀表板的 JavaScript 版本同步的便攜式設備。

選擇哪一種可能很復雜——使用 WPF 具有性能優勢，但 JavaScript 更靈活、用途更廣泛。不過，只要有正確的數據可視化解決方案，兩者都可行。

井場數據可視化

本指南概述的井場數據可視化可幫助決策者識別有助于健康、安全、合規、高效和盈利地管理石油或天然氣井場的趨勢、異常和見解。

時間序列圖

時間序列圖顯示隨時間變化的趨勢或數值。折線圖和條形圖通常用于提供實時見解和歷史數據分析，這對于了解運營指標的變化和識別模式非常有用。

折線圖直觀地顯示數據隨時間的變化，例如鉆井深度、壓力、流量和溫度。通常在具有多個參數的復雜儀表板中，這些參數會繪制在同一圖表表面上進行比較分析，需要注釋、疊加和趨勢線。

條形圖用于實時監控，顯示鉆井速率或泥漿重量隨時間的變化數據趨勢，并能夠從大量時間序列數據集中縮放和平移時間段。

井筒示意圖

井筒示意圖提供了井下安裝的視覺表示，包括設備和組件，以及井場歷史的跟蹤信息。這些示意圖跟蹤了井場的歷史，提供了井結構隨時間變化的詳細概述。通過保存準確且最新的示意圖，操作員可以輕松參考過去的工作，并對未來的運營和維護工作做出明智的決策。

垂直井筒圖顯示套管柱、油管和相關井下設備，以查看井的結構和完井設計。通過加入 DAS 和 DTS，這些圖可以顯示實時數據或包含其他自定義疊加層。

偏差圖顯示井眼與垂直方向的偏差，用于定向鉆井和儀表板以及井眼圖。此數據可視化提供了井眼方向和結構的完整視圖。

這種工具組合可幫助操作員避免潛在危險，更有效地到達目標地層，并優化鉆井過程。

3D 井筒和儲層模型

3D 井眼和油藏模型顯示井眼軌跡、地質構造和周圍區域，包括孔隙度、滲透率、流體飽和度和其他特性。通常，這包括具有 3D 輪廓的等值面，以表示各種特性，例如特定壓力或飽和度水平、顏色編碼或根據需要的進一步疊加數據。

地質和地球物理可視化

 對地質結構和地層進行建模有助于決策者更好地了解地下環境，提高鉆井精度，并最大限度地發揮當前和未來井眼的潛力。

精確的測井圖旨在使鉆井作業與現場的地質實際情況保持一致。顯示沿井深的地球物理數據，電阻率、伽馬射線和孔隙度測井圖并排顯示，使操作員能夠識別不同的地層和流體接觸面。

這種可視化有助于解釋地下巖石和流體的特性，支持決策者對井筒部分、套管點和生產間隔進行戰略性放置。

橫斷面是通過地震數據繪制的，它顯示了地下的二維切片，顯示了斷層、井道和其他結構特征。它們幫助決策者和工程師了解各種地質特征與井筒之間的空間關系。

這些可視化支持定向鉆井的規劃過程，確保鉆井軌跡避開問題區域，例如斷層帶。這不僅是一種避開問題區域的方法，還可以使瞄準生產地層變得更容易，從而支持有利可圖的石油和天然氣勘探。

地圖與空間分析

如果您想優化井場的開采和輸送流程，制圖和空間分析圖表可能是實現這一目標的一種方式。這包括熱圖和等高線圖。通過更好地了解地質特征和環境條件之間的空間關系，決策者可以對諸如井位等因素做出明智的選擇。

熱圖顯示整個井場或油藏的溫度、壓力或生產率分布。操作員可以快速識別高產或低產區域，并進行操作調整以提高生產率。例如，顯示壓力變化的熱圖可以幫助確定可能需要額外干預以保持最佳開采率的區域。

等高線圖以等高線表示等值區域。通過繪制等高線，這些地圖可讓操作員直觀地看到坡度并識別整個場地的趨勢。數據可視化可以顯示等壓、等高或等厚的地質區域。這些信息對于了解地下地質、規劃井軌跡和調整鉆井技術非常有價值。

生產和性能圖表

初始產量 (IP) 和累計產量是性能數據的重要參考，可用于預測未來儲量產量。通過分析 IP 和累計產量，決策者可以就資源分配、鉆井優先級和長期油田開發做出明智的選擇。

產量遞減曲線顯示隨時間變化的產量，以估算儲量產量。同時，性能圖將鉆井的實際產量與目標或模型進行比較，以突出偏差和優化機會。

安全與環境監測

安全和環境監測提供與排放和健康與安全事故相關的指標和警報。這些圖表共同實現了對安全風險和環境問題的主動管理，這對于保持法規合規性和避免代價高昂的事故至關重要。

但有哪些選擇呢？

警報直方圖有助于識別安全事故中的模式并疊加到其他分析中。它們以直觀的方式表示事故發生的頻率和時間，幫助操作員查明重復出現的問題或值得關注的區域。

同時，環境監測儀表盤可實時顯示排放數據和泄漏情況，并發出合規警報。法規違規警報（例如超過允許的排放水平）有助于迅速采取糾正措施，防止環境損害和潛在的法律處罰。

統計可視化

統計可視化使數據更加易于理解和可操作。收集到的見解可以更輕松地與利益相關者和決策者溝通，以幫助展示需要改進的領域。

直方圖和條形圖顯示數據分布，例如壓力范圍的頻率或鉆進速率 (ROP) 值。了解壓力等參數的分布對于確保井筒的結構完整性至關重要。例如，直方圖可用于顯示鉆井過程中遇到的不同壓力水平的頻率，這有助于識別潛在的挑戰或異常。

交互式數據探索工具

數字孿生和多元分析工具可同時探索多個變量之間的關系或比較同一井場的虛擬模型。

交互式儀表板可滿足多個利益相關者的需求，通常是現場和遠程，交互式儀表板可視化經過編譯，可獲得實時和審查分析。軟件 UI 需要允許操縱圖表表面、圖例、工具提示、點擊行為和跨表面的選擇性同步。

垂直井場描繪需要同步和異步縮放和平移切換，同時需要仔細監控所有數據，不能因數據速率而出現故障，并且需要精確地在安全關鍵環境中進行實時決策。

選擇 SciChart 的高性能大數據軟件的好處是，您可以跨 WPF、移動 Android 和 JavaScript 進行構建，因為它具有跨平臺兼容性。

其他圖表解決方案難以滿足科學領域的大數據需求。使用標準工具將使您與市場上的其他人一樣。要解鎖有助于提高盈利能力的新指標和疊加層，您需要 SciChart 在其石油和天然氣數據儀表板中提供的定制級別。

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