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摘 要：在进行石油天然气勘探时，人们越来越关注如何进行快速、精确和有效的测量。随着GPS测量技术的快速发展，GPS-RTK技术已经取得了巨大的突破。就目前而言，GPS-RTK是进行地形测量和施工放样等采用的主要方法之一，该技术已经在地籍测绘、铁路、公路和长输管道等领域中取得了许多成功的应用。下面将着重对这项新技术的诸多优点及工作方法进行阐述，并以石油天然气井位测量为例，探讨这项技术在石油天然气勘探中的应用情况，期望给我国石油天然气行业中的其它测量工作提供一些有益的参考。
关键词：石油天然气；GPS-RTK技术；井位测量；测量技术
随着测绘技术的快速发展，GPS-RTK技术在测绘行业中取得了越来越广泛的应用，在石油天然气勘探测量领域中越来越受到大家的关注，多年的实践结果表明，与传统的测量作业模式相比，这项技术能够在很大程度上降低测量人员的野外业工作强度，提高工作效率，大量节省人力物力，完全能够满足石油天然气勘探行业中测量的精度要求。
1.GPS-RTK测量技术的优点
GPS-RTK测量技术是以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术，有许多优点，主要体现在以下几个方面：
（1）定位精度高：进行RTK测量时，只要能够满足RTK的基本工作条件，即能在数公里甚至数十公里范围内获得厘米级的平面和高程定位精度，且各点的定位精度均匀，在一些通视条件不好的地方，如灌木林和峡谷地区，若采用能同时接收和处理GPS和GLONASS信号的GPS接收机，亦能获得良好的定位精度；
（2）自动化、集成化程度高，数据处理能力强：现阶段的RTK产品，都集成了常用的测量应用功能，如施工放线、放点和精度评定，一套RTK测量系统基本能解决从外业数据采集到内业数据处理所遇到的各种问题；
（3）操作简单，易于使用：现阶段的RTK设备的设置都较为简单和方便，只需要经过简单培训即可良好的操作仪器；
（4）测量效率高：现阶段的RTK设备一般均能接收GPS和GLONASS两套卫星系统的卫星信号，在GPS接收机初始化成功的情况下，能进行连续、长时间的动态定位；
（5）通用性强：现阶段的GPS-RTK设备已经可以和许多其它测量设备协调使用，联合作业，这样便可充分发挥RTK技术与其它测量技术各自的优势，形成资源互补；
（6）基站和流动站无需通视：进行GPS-RTK测量时，只要流动站能收到基站发射的信号即能进行测量。
2.GPS-RTK技术在石油天然气勘探测量中的应用现状
以下，便以GPS-RTK技术在石油天然气井位测量中的应用为例，说明GPS-RTK技术在石油天然气勘探行业中的应用情况。
2.1 井位测量方法
众所周知，钻井是油气田开发的必要环节。通常情况下，在勘探阶段必须钻预测井、探井和详探井，在开发阶段要钻注水井和生产井。其中勘探阶段的井位设计是由油气田地质工程师全权负责，开发阶段的井位则由油气田开发工程师具体负责。一般而言，井位设计都是在地质图上完成后，给测量人员提供井位坐标。当测量人员获得井位坐标后，即需要将井位在现场进行精确放样，测量工作贯穿井位勘探的整个过程，初测后还需要进行多次复测。
2.2 井位测量的精度要求
要想达到石油天然气钻井勘探过程中测量的精度要求，首先必须明确钻井的目的。若按钻井目的分类，油气井主要分为开发井和探井两种。其中开发井指的是为开发油气田所钻的各种采气井、采油井、注水井和注气井，甚至还包括为了应对突发情况而建的补充井、调整井、扩编井等；而探井通常是为了了解地层的时代、厚度、岩性、地质剖面、局部构造的特征为目的，进一步搞清楚含油气边界、储藏量和油气层构造为目的所构建的各种井。在进行新区勘探过程中，如果钻井的目的在于取得某些井段地层的岩性系数，便称之为参数井；如果钻井是以对油气资源进行综合性的评价为重要目的，这种井就称为评价井。
根据《石油天然气井位测量规范》的规定，井位测量的精度需达到以下要求：（1）初测误差：开发井不得大于10 m，评价不得大于30 m，参数井、预探井和海上井位小于不得大于50 m；（2）复测误差：开发井不得大于3 m、预探井、参数井和海上井位不得大于5 m。
从以上规范要求可知，井位测量的精度要求很低，尤其是初测精度。这主要是由于地质工程师不能十分精准的评估地下资源，以及地质平面图和剖面图很多时候都无法做到毫无纰漏等造成。鉴于这些因素，地质工程师提供的井位坐标往往都会存在较大误差，因此不要求井位测量有特别高的精度。
2.3 采用GPS-RTK方法进行测量的具体步骤
在野外进行GPS-RTK测量时，主要包含两个步骤，具体过程如下：
（1）架设基准站：基准站通常都架设在视野开阔且无信号干扰的地方。架设时先架设好三脚架和基座，然后将将GPS天线、GPS接收机、无线电通讯发射设备、电源设备等根据科学合理的连接顺序依次连接起来，然后通过控制器设置基站，接好电源，并启动无线电通讯发射设备；
（2）按照仪器操作手册连接好流动站设备后启动流动站。若启动流动站后，发现流动站已经接收到基准站信号，即可开展相关测量工作。但是为了保证测量成果被归算到工程项目要求的平面坐标系和高程坐标系中，在测量前或测量过程中还需要进行工地校正，计算测区范围内WGS84坐标系和工程坐标系之间的精确转换参数。
2.4 采用GPS-RTK方法进行井位测量的注意事项
根据GPS-RTK技术作业原理和《石油天然气井位测量规范》的具体要求，采用GPS-RTK技术进行井位测量的过程中，需要注意以下几点：
（1）基准站必须架设在易于安置接收设备、视野开阔的地方，且远离大功率无线电发射源和大面积水域；
（2）流动站必须至少在三个已知点上进行工地校正，以保证求解的坐标转换参数的正确性，保证测量精度；
（3） GPS卫星高度截止角一般应大于15°；
（4）基准站和流动站之间的距离不宜过大，以保证流动站能够良好的接收基准站发射的信息，并保证测量精度。
3.结束语
综上所述，GPS-RTK测量技术在石油天然气勘探行业中已经得到成功的应用。由于GPS-RTK方法操作简便，测量速度快，精度高，耗费人力物力少，同时其适应性和通用性也强，现在已成为各油气田进行测量的首选方法。大量的工程实践表明：在最近几年的石油天然气勘探项目中，GPS-RTK技术充分显现出布网方便、测量迅速、精度高等优点，完全能够满足石油天然气勘探测量的精度要求，大大提高了石油天然气勘探过程中测量的速度和精度，值得在石油天然气行业中进行更深入广泛的推广应用。
参考文献：
[1] 国家测绘局.CH/T 2009-2010全球定位系統实时动态测量（RTK）技术规范[S].北京：测绘出版社，2010.
[2] 国家能源局. SY/T 5518-2010 石油天然气井位测量规范[S].北京：石油工业出版社，2010.
[3] 薛国民、陈亮、孙德刚、杨泽皓.湿天然气测量技术及国际标准化研究进展[J].油气田地面工程.2011，（11）.
[4] 李哲伟.油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索[J].石油天然气学报.2012，（11）.
关键词：石油天然气；GPS-RTK技术；井位测量；测量技术
随着测绘技术的快速发展，GPS-RTK技术在测绘行业中取得了越来越广泛的应用，在石油天然气勘探测量领域中越来越受到大家的关注，多年的实践结果表明，与传统的测量作业模式相比，这项技术能够在很大程度上降低测量人员的野外业工作强度，提高工作效率，大量节省人力物力，完全能够满足石油天然气勘探行业中测量的精度要求。
1.GPS-RTK测量技术的优点
GPS-RTK测量技术是以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术，有许多优点，主要体现在以下几个方面：
（1）定位精度高：进行RTK测量时，只要能够满足RTK的基本工作条件，即能在数公里甚至数十公里范围内获得厘米级的平面和高程定位精度，且各点的定位精度均匀，在一些通视条件不好的地方，如灌木林和峡谷地区，若采用能同时接收和处理GPS和GLONASS信号的GPS接收机，亦能获得良好的定位精度；
（2）自动化、集成化程度高，数据处理能力强：现阶段的RTK产品，都集成了常用的测量应用功能，如施工放线、放点和精度评定，一套RTK测量系统基本能解决从外业数据采集到内业数据处理所遇到的各种问题；
（3）操作简单，易于使用：现阶段的RTK设备的设置都较为简单和方便，只需要经过简单培训即可良好的操作仪器；
（4）测量效率高：现阶段的RTK设备一般均能接收GPS和GLONASS两套卫星系统的卫星信号，在GPS接收机初始化成功的情况下，能进行连续、长时间的动态定位；
（5）通用性强：现阶段的GPS-RTK设备已经可以和许多其它测量设备协调使用，联合作业，这样便可充分发挥RTK技术与其它测量技术各自的优势，形成资源互补；
（6）基站和流动站无需通视：进行GPS-RTK测量时，只要流动站能收到基站发射的信号即能进行测量。
2.GPS-RTK技术在石油天然气勘探测量中的应用现状
以下，便以GPS-RTK技术在石油天然气井位测量中的应用为例，说明GPS-RTK技术在石油天然气勘探行业中的应用情况。
2.1 井位测量方法
众所周知，钻井是油气田开发的必要环节。通常情况下，在勘探阶段必须钻预测井、探井和详探井，在开发阶段要钻注水井和生产井。其中勘探阶段的井位设计是由油气田地质工程师全权负责，开发阶段的井位则由油气田开发工程师具体负责。一般而言，井位设计都是在地质图上完成后，给测量人员提供井位坐标。当测量人员获得井位坐标后，即需要将井位在现场进行精确放样，测量工作贯穿井位勘探的整个过程，初测后还需要进行多次复测。
2.2 井位测量的精度要求
要想达到石油天然气钻井勘探过程中测量的精度要求，首先必须明确钻井的目的。若按钻井目的分类，油气井主要分为开发井和探井两种。其中开发井指的是为开发油气田所钻的各种采气井、采油井、注水井和注气井，甚至还包括为了应对突发情况而建的补充井、调整井、扩编井等；而探井通常是为了了解地层的时代、厚度、岩性、地质剖面、局部构造的特征为目的，进一步搞清楚含油气边界、储藏量和油气层构造为目的所构建的各种井。在进行新区勘探过程中，如果钻井的目的在于取得某些井段地层的岩性系数，便称之为参数井；如果钻井是以对油气资源进行综合性的评价为重要目的，这种井就称为评价井。
根据《石油天然气井位测量规范》的规定，井位测量的精度需达到以下要求：（1）初测误差：开发井不得大于10 m，评价不得大于30 m，参数井、预探井和海上井位小于不得大于50 m；（2）复测误差：开发井不得大于3 m、预探井、参数井和海上井位不得大于5 m。
从以上规范要求可知，井位测量的精度要求很低，尤其是初测精度。这主要是由于地质工程师不能十分精准的评估地下资源，以及地质平面图和剖面图很多时候都无法做到毫无纰漏等造成。鉴于这些因素，地质工程师提供的井位坐标往往都会存在较大误差，因此不要求井位测量有特别高的精度。
2.3 采用GPS-RTK方法进行测量的具体步骤
在野外进行GPS-RTK测量时，主要包含两个步骤，具体过程如下：
（1）架设基准站：基准站通常都架设在视野开阔且无信号干扰的地方。架设时先架设好三脚架和基座，然后将将GPS天线、GPS接收机、无线电通讯发射设备、电源设备等根据科学合理的连接顺序依次连接起来，然后通过控制器设置基站，接好电源，并启动无线电通讯发射设备；
（2）按照仪器操作手册连接好流动站设备后启动流动站。若启动流动站后，发现流动站已经接收到基准站信号，即可开展相关测量工作。但是为了保证测量成果被归算到工程项目要求的平面坐标系和高程坐标系中，在测量前或测量过程中还需要进行工地校正，计算测区范围内WGS84坐标系和工程坐标系之间的精确转换参数。
2.4 采用GPS-RTK方法进行井位测量的注意事项
根据GPS-RTK技术作业原理和《石油天然气井位测量规范》的具体要求，采用GPS-RTK技术进行井位测量的过程中，需要注意以下几点：
（1）基准站必须架设在易于安置接收设备、视野开阔的地方，且远离大功率无线电发射源和大面积水域；
（2）流动站必须至少在三个已知点上进行工地校正，以保证求解的坐标转换参数的正确性，保证测量精度；
（3） GPS卫星高度截止角一般应大于15°；
（4）基准站和流动站之间的距离不宜过大，以保证流动站能够良好的接收基准站发射的信息，并保证测量精度。
3.结束语
综上所述，GPS-RTK测量技术在石油天然气勘探行业中已经得到成功的应用。由于GPS-RTK方法操作简便，测量速度快，精度高，耗费人力物力少，同时其适应性和通用性也强，现在已成为各油气田进行测量的首选方法。大量的工程实践表明：在最近几年的石油天然气勘探项目中，GPS-RTK技术充分显现出布网方便、测量迅速、精度高等优点，完全能够满足石油天然气勘探测量的精度要求，大大提高了石油天然气勘探过程中测量的速度和精度，值得在石油天然气行业中进行更深入广泛的推广应用。
参考文献：
[1] 国家测绘局.CH/T 2009-2010全球定位系統实时动态测量（RTK）技术规范[S].北京：测绘出版社，2010.
[2] 国家能源局. SY/T 5518-2010 石油天然气井位测量规范[S].北京：石油工业出版社，2010.
[3] 薛国民、陈亮、孙德刚、杨泽皓.湿天然气测量技术及国际标准化研究进展[J].油气田地面工程.2011，（11）.
[4] 李哲伟.油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索[J].石油天然气学报.2012，（11）.