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石油和天然气井场由于数据量大、种类繁多，因此可视化井场数据非常复杂。需要同时且经常实时地可视化各种数据源，以便在安全至关重要的环境中快速做出决策。可视化可以从多个地点在不同时间范围内积累大量数据集，有助于分析师解释这些复杂数据。

本指南探讨可用的编码语言和设备，以及图表的具体示例以及它们可以显示的数据类型和指标，以帮助数据科学家和决策者共同做出基于利润的决策。

SciChart – 一个跨平台图表库，可实现 Windows Presentation Foundation (WPF)、JavaScript 以及原生 iOS (Swift/Objective-C) 和 Android (Java/Kotlin)，基于代号为 Visual Xccelerator® 的专有 C++ 渲染引擎。这提供了 SciChart 众所周知的速度和性能，但另一个好处是，该引擎跨平台提供单一共享代码库，用于绘制高性能科学、金融和医疗图表和图形，并在 DirectX、OpenGL、Metal 和 WebGL 中提供硬件加速。

到目前为止，还没有可以在 Qt 中运行的纯 C++ 版本的 SciChart，但是，我们一直在努力为 SciChart 提供 Linux 支持。

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您应该使用哪种语言和平台？

您想要使用的编程语言和平台取决于具体用例。可以使用WPF和JavaScript上的高性能图表解决方案处理和显示数据集- 两者都允许在通用硬件上安装。JavaScript 的优势包括其作为基于浏览器的解决方案以及远程设备解决方案的多功能性，这意味着可以利用自定义、嵌入式或基于 Web 的部署。

然而，WPF 在性能方面具有先入为主的优势，但与 JavaScript 相比，其开发人员数量较少。对于现场测试工程师来说，通过手持设备访问非常重要，因为他们可能需要一种能够与石油和天然气数据仪表板的 JavaScript 版本同步的便携式设备。

选择哪一种可能很复杂——使用 WPF 具有性能优势，但 JavaScript 更灵活、用途更广泛。不过，只要有正确的数据可视化解决方案，两者都可行。

井场数据可视化

本指南概述的井场数据可视化可帮助决策者识别有助于健康、安全、合规、高效和盈利地管理石油或天然气井场的趋势、异常和见解。

时间序列图

时间序列图显示随时间变化的趋势或数值。折线图和条形图通常用于提供实时见解和历史数据分析，这对于了解运营指标的变化和识别模式非常有用。

折线图直观地显示数据随时间的变化，例如钻井深度、压力、流量和温度。通常在具有多个参数的复杂仪表板中，这些参数会绘制在同一图表表面上进行比较分析，需要注释、叠加和趋势线。

条形图用于实时监控，显示钻井速率或泥浆重量随时间的变化数据趋势，并能够从大量时间序列数据集中缩放和平移时间段。

井筒示意图

井筒示意图提供了井下安装的视觉表示，包括设备和组件，以及井场历史的跟踪信息。这些示意图跟踪了井场的历史，提供了井结构随时间变化的详细概述。通过保存准确且最新的示意图，操作员可以轻松参考过去的工作，并对未来的运营和维护工作做出明智的决策。

垂直井筒图显示套管柱、油管和相关井下设备，以查看井的结构和完井设计。通过加入 DAS 和 DTS，这些图可以显示实时数据或包含其他自定义叠加层。

偏差图显示井眼与垂直方向的偏差，用于定向钻井和仪表板以及井眼图。此数据可视化提供了井眼方向和结构的完整视图。

这种工具组合可帮助操作员避免潜在危险，更有效地到达目标地层，并优化钻井过程。

3D 井筒和储层模型

3D 井眼和油藏模型显示井眼轨迹、地质构造和周围区域，包括孔隙度、渗透率、流体饱和度和其他特性。通常，这包括具有 3D 轮廓的等值面，以表示各种特性，例如特定压力或饱和度水平、颜色编码或根据需要的进一步叠加数据。

地质和地球物理可视化

对地质结构和地层进行建模有助于决策者更好地了解地下环境，提高钻井精度，并最大限度地发挥当前和未来井眼的潜力。

精确的测井图旨在使钻井作业与现场的地质实际情况保持一致。显示沿井深的地球物理数据，电阻率、伽马射线和孔隙度测井图并排显示，使操作员能够识别不同的地层和流体接触面。

这种可视化有助于解释地下岩石和流体的特性，支持决策者对井筒部分、套管点和生产间隔进行战略性放置。

横断面是通过地震数据绘制的，它显示了地下的二维切片，显示了断层、井道和其他结构特征。它们帮助决策者和工程师了解各种地质特征与井筒之间的空间关系。

这些可视化支持定向钻井的规划过程，确保钻井轨迹避开问题区域，例如断层带。这不仅是一种避开问题区域的方法，还可以使瞄准生产地层变得更容易，从而支持有利可图的石油和天然气勘探。

地图与空间分析

如果您想优化井场的开采和输送流程，制图和空间分析图表可能是实现这一目标的一种方式。这包括热图和等高线图。通过更好地了解地质特征和环境条件之间的空间关系，决策者可以对诸如井位等因素做出明智的选择。

热图显示整个井场或油藏的温度、压力或生产率分布。操作员可以快速识别高产或低产区域，并进行操作调整以提高生产率。例如，显示压力变化的热图可以帮助确定可能需要额外干预以保持最佳开采率的区域。

等高线图以等高线表示等值区域。通过绘制等高线，这些地图可让操作员直观地看到坡度并识别整个场地的趋势。数据可视化可以显示等压、等高或等厚的地质区域。这些信息对于了解地下地质、规划井轨迹和调整钻井技术非常有价值。

生产和性能图表

初始产量 (IP) 和累计产量是性能数据的重要参考，可用于预测未来储量产量。通过分析 IP 和累计产量，决策者可以就资源分配、钻井优先级和长期油田开发做出明智的选择。

产量递减曲线显示随时间变化的产量，以估算储量产量。同时，性能图将钻井的实际产量与目标或模型进行比较，以突出偏差和优化机会。

安全与环境监测

安全和环境监测提供与排放和健康与安全事故相关的指标和警报。这些图表共同实现了对安全风险和环境问题的主动管理，这对于保持法规合规性和避免代价高昂的事故至关重要。

但有哪些选择呢？

警报直方图有助于识别安全事故中的模式并叠加到其他分析中。它们以直观的方式表示事故发生的频率和时间，帮助操作员查明重复出现的问题或值得关注的区域。

同时，环境监测仪表盘可实时显示排放数据和泄漏情况，并发出合规警报。法规违规警报（例如超过允许的排放水平）有助于迅速采取纠正措施，防止环境损害和潜在的法律处罚。

统计可视化

统计可视化使数据更加易于理解和可操作。收集到的见解可以更轻松地与利益相关者和决策者沟通，以帮助展示需要改进的领域。

直方图和条形图显示数据分布，例如压力范围的频率或钻进速率 (ROP) 值。了解压力等参数的分布对于确保井筒的结构完整性至关重要。例如，直方图可用于显示钻井过程中遇到的不同压力水平的频率，这有助于识别潜在的挑战或异常。

交互式数据探索工具

数字孪生和多元分析工具可同时探索多个变量之间的关系或比较同一井场的虚拟模型。

交互式仪表板可满足多个利益相关者的需求，通常是现场和远程，交互式仪表板可视化经过编译，可获得实时和审查分析。软件 UI 需要允许操纵图表表面、图例、工具提示、点击行为和跨表面的选择性同步。

垂直井场描绘需要同步和异步缩放和平移切换，同时需要仔细监控所有数据，不能因数据速率而出现故障，并且需要精确地在安全关键环境中进行实时决策。

选择 SciChart 的高性能大数据软件的好处是，您可以跨 WPF、移动 Android 和 JavaScript 进行构建，因为它具有跨平台兼容性。

其他图表解决方案难以满足科学领域的大数据需求。使用标准工具将使您与市场上的其他人一样。要解锁有助于提高盈利能力的新指标和叠加层，您需要 SciChart 在其石油和天然气数据仪表板中提供的定制级别。

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