機(jī)采井全生命周期管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

黃新春，付 軍，石平太，李令喜，袁建楠，房新樂，劉 滔，李曉亮（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

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機(jī)采井全生命周期管理系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

黃新春，付 軍，石平太，李令喜，袁建楠，房新樂，劉 滔，李曉亮
（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

摘 要：機(jī)采井全生命周期管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，目前系統(tǒng)內(nèi)各流程較為復(fù)雜，同一項(xiàng)任務(wù)各環(huán)節(jié)完成進(jìn)度不同，流程銜接不流暢，導(dǎo)致機(jī)采井管理效率不高，影響油田整體開發(fā)進(jìn)度。在機(jī)采井生產(chǎn)管理過程中，一旦出現(xiàn)異常、故障，如何及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰地發(fā)現(xiàn)問題、分析原因、處理改進(jìn)，如何明確責(zé)任歸屬、提升業(yè)務(wù)水平、改善隊(duì)伍建設(shè)，仍是目前面臨的較為模糊和繁雜的實(shí)際問題，而這正是機(jī)采井全生命周期管理的關(guān)鍵。該研究系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量評(píng)價(jià)、故障原因統(tǒng)計(jì)分析、異常井篩選及井下機(jī)組的壽命預(yù)測(cè)等功能。

關(guān)鍵詞：管理效率；質(zhì)量評(píng)價(jià)；統(tǒng)計(jì)分析；異常井篩選；壽命預(yù)測(cè)

0　引言

隨著機(jī)采井開采技術(shù)的不斷探索與進(jìn)展，基本形成了選泵設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量控制、作業(yè)質(zhì)量控制、運(yùn)行管理四大模塊，每一環(huán)節(jié)都需要相互配合，有機(jī)結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的機(jī)采井管理模式，而實(shí)現(xiàn)它們的有機(jī)融合需要一個(gè)共同平臺(tái)，機(jī)采井全生命周期管理系統(tǒng)可提供此公共平臺(tái)。

1　機(jī)采井全生命周期系統(tǒng)建設(shè)

1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取

涉及機(jī)采井管理相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包含地質(zhì)油藏、鉆完井?dāng)?shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、機(jī)組參數(shù)、地面設(shè)備五大部分。以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從目前已有的幾個(gè)數(shù)據(jù)庫里可以調(diào)用，但由于數(shù)據(jù)存放較為雜亂、格式不一，數(shù)據(jù)庫類型不統(tǒng)一等原因，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫間相互訪問、數(shù)據(jù)的完整讀取、數(shù)據(jù)后處理等成為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊建設(shè)的難點(diǎn)，通過在系統(tǒng)框架中采用Spring定義多個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)而采用切換數(shù)據(jù)源的方式來查詢獲取所需要的數(shù)據(jù)，滿足了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的相互訪問，避免了基礎(chǔ)資料的重復(fù)錄入。

1.2選泵設(shè)計(jì)

該模塊包括地質(zhì)設(shè)計(jì)與選泵設(shè)計(jì)兩大部分，地質(zhì)設(shè)計(jì)通過已有文件模板格式，附件上傳后，將自動(dòng)提取關(guān)鍵信息，包括設(shè)計(jì)產(chǎn)液量、設(shè)計(jì)壓差、動(dòng)液面、含水、管柱類型、壓力監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)。相同機(jī)采井的最新一次地質(zhì)設(shè)計(jì)可根據(jù)歷史設(shè)計(jì)附件，實(shí)現(xiàn)在線修改與保存，地質(zhì)設(shè)計(jì)關(guān)鍵信息界面如圖2所示。

1.3現(xiàn)場(chǎng)施工

現(xiàn)場(chǎng)施工模塊包含現(xiàn)場(chǎng)安裝與檢泵兩部分，安裝記錄涉及啟泵時(shí)地面設(shè)備設(shè)定的電氣參數(shù)、電壓器檔位、最高憋壓值、憋壓穩(wěn)定時(shí)間等。同一機(jī)組編號(hào)應(yīng)包含一次安裝記錄和檢泵記錄，當(dāng)該編號(hào)機(jī)組已經(jīng)檢泵，需顯示機(jī)組基本信息、檢泵周期、現(xiàn)場(chǎng)故障原因判斷，并能夠?qū)⒐收显蜻M(jìn)行分類。現(xiàn)場(chǎng)施工固定模板附件上傳，可實(shí)現(xiàn)以上數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)檢索與提取。

以單井為單元，記錄該井所有的的電泵安裝記錄和檢泵信息，可根據(jù)機(jī)組編號(hào)、機(jī)組廠家、施工日期、施工人員查詢特定平臺(tái)、特定作業(yè)區(qū)塊內(nèi)單井的電泵安裝與檢泵記錄，查詢?nèi)掌谀J(rèn)為施工時(shí)間為當(dāng)年年初至目前時(shí)間。

1.4異常井預(yù)警

異常井預(yù)警首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)值的選擇，從分配數(shù)據(jù)和計(jì)量數(shù)據(jù)兩大數(shù)據(jù)源中進(jìn)行分析判斷。生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比可實(shí)現(xiàn)任意兩天的數(shù)據(jù)對(duì)比，頁面設(shè)置基礎(chǔ)日期、對(duì)比日期，日期可實(shí)現(xiàn)任意選擇；分配數(shù)據(jù)每天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)也調(diào)用，但計(jì)量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源日期并不確定，因此對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)源及相應(yīng)時(shí)間重點(diǎn)考慮，基礎(chǔ)日期數(shù)據(jù)和對(duì)比日期數(shù)據(jù)均為與選定日期最為接近的日期數(shù)據(jù)；除實(shí)現(xiàn)單井異常數(shù)據(jù)對(duì)比，可完成選定平臺(tái)總和的產(chǎn)液量、產(chǎn)油、含水等數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)日期當(dāng)天的數(shù)據(jù)對(duì)比，圖3為某油田各個(gè)平臺(tái)兩個(gè)日期時(shí)日產(chǎn)液量對(duì)比。

1.5井下機(jī)組壽命預(yù)測(cè)

在電泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，影響電泵壽命的因素很多，對(duì)這些因素進(jìn)行歸納總結(jié)，大致有以下九個(gè)方面的因素：運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)、排量效率、電流比、井斜角、狗腿度、電流穩(wěn)定性、啟停次數(shù)、設(shè)備廠家、電機(jī)對(duì)地絕緣，其中電機(jī)絕緣值的大小和變化趨勢(shì)是油井是否能持續(xù)正常生產(chǎn)的關(guān)鍵參數(shù)，通過絕緣值測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)機(jī)組故障率。

綜合故障風(fēng)險(xiǎn)值是通過綜合每一個(gè)因素對(duì)每口井電泵發(fā)生故障的影響貢獻(xiàn)，得出每口井在整個(gè)平臺(tái)油井中發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)值。它首先運(yùn)用專家打分的方式確定九大因素在評(píng)價(jià)對(duì)象中所占的比例，然后根據(jù)每一口井在各個(gè)影響因素中所占比重，運(yùn)用加權(quán)平均的方法得出每口井的綜合故障風(fēng)險(xiǎn)值。

Bj 為第 j 口井電泵的故障綜合風(fēng)險(xiǎn)值，將所有指標(biāo)代入計(jì)算，得到每口井的故障綜合風(fēng)險(xiǎn)值，然后按照風(fēng)險(xiǎn)值的大小進(jìn)行排序，值越大電泵發(fā)生故障的概率越大。

1.6系統(tǒng)整體查詢

在運(yùn)行機(jī)組的狀態(tài)查詢，可實(shí)現(xiàn)作業(yè)公司、油田、平臺(tái)三種選擇模式，查詢時(shí)間段可任意設(shè)定，下井日期作為時(shí)間段查詢基礎(chǔ)，查詢結(jié)果包含在運(yùn)行機(jī)組總數(shù)量、每套機(jī)組運(yùn)行時(shí)間及平均運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間按照由高到低，通過柱狀圖分布列出。

故障機(jī)組查詢，按照下井日期作為時(shí)間段查詢基礎(chǔ)，查詢指定作業(yè)公司、油田、平臺(tái)在該時(shí)間段內(nèi)故障機(jī)組的檢泵周期及各周期段內(nèi)的數(shù)量、占比。故障機(jī)組檢泵周期統(tǒng)計(jì)如圖4所示。

2　應(yīng)用效果

目前，該系統(tǒng)針對(duì)渤海油田某作業(yè)公司679口機(jī)采井進(jìn)行應(yīng)用。此系統(tǒng)結(jié)合了該作業(yè)公司機(jī)采井特點(diǎn)及管理人員實(shí)際需求，具有良好的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能，應(yīng)用后提高了機(jī)采井管理效率及管理水平。

3　結(jié)論

（1）解決了機(jī)采井管理過程中數(shù)據(jù)分散、冗雜，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資料的高效利用，提高了機(jī)采井管理效率。（2）通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)參數(shù)基準(zhǔn)值設(shè)置及相關(guān)數(shù)學(xué)模型的綜合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了機(jī)采異常井快速篩選和查詢等功能。（3）通過建立了較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組運(yùn)行壽命的預(yù)測(cè)，提前做好修井準(zhǔn)備，降低了成本，提高了效益。（4）實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障井原因統(tǒng)計(jì)與分類功能，找出機(jī)采井管理過程存在的薄弱環(huán)節(jié)。（5）實(shí)現(xiàn)了機(jī)采井管理過程中各環(huán)節(jié)所需數(shù)據(jù)跟蹤，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點(diǎn)監(jiān)控，不斷改善管理過程中的薄弱環(huán)節(jié)，提高了管理水平。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.123

作者簡介：黃新春（1981-），男，碩士，中級(jí)，主要從事機(jī)采井動(dòng)態(tài)分析管理。