基于J2EE的采油廠注水井洗井全周期管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

張莉 強(qiáng)志勇

[摘? ? 要] 注水井洗井是油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中注水井管理眾多環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是維護(hù)注水井的一個(gè)重要措施。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必須重視洗井工作，提高洗井效率和注入質(zhì)量，減少作業(yè)頻次，對(duì)注水管理有著重要的意義。文章從注水工作源頭抓起，通過(guò)自動(dòng)分析注水井井況變化和合理安排洗井工作，由計(jì)算機(jī)為作業(yè)區(qū)注水管理自動(dòng)編制月度計(jì)劃和年度洗井計(jì)劃，簡(jiǎn)化洗井措施審批流程，生成詳細(xì)的洗井臺(tái)賬，為洗井工作的開(kāi)展提供技術(shù)支撐。

[關(guān)鍵詞] 注水井;洗井;管理;審批

0? ? ? 引? ? 言

隨著油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，地層狀況惡化，注水井溢流、出砂嚴(yán)重、測(cè)調(diào)遇阻、封隔器失效等頻繁出現(xiàn)，使注水井日常維護(hù)洗井工作變得愈發(fā)重要[1]。在油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，定期對(duì)注水井進(jìn)行洗井，解除或緩解井底近處已經(jīng)受到的水質(zhì)污染及堵塞，保持井筒清潔，恢復(fù)地層吸水能力，保持地層壓力，是原油穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)最基本的生產(chǎn)措施。

目前，我國(guó)在注水井的清洗和維護(hù)方面有自己的一套標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，油田生產(chǎn)單位在洗井管理過(guò)程中要求嚴(yán)格按照《注水井洗井管理規(guī)定》執(zhí)行，本油田根據(jù)注水井的實(shí)際情況制定相應(yīng)的洗井管理制度，堅(jiān)信只有進(jìn)行科學(xué)管理、科學(xué)洗井才能提高洗井效率，確?！白⒑盟蛩薄＞湍壳安捎蛷S而言，有效合理地洗井首先需要確定合適的洗井周期，并生成相應(yīng)的洗井措施單派發(fā)給作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工;其次，洗井結(jié)束后將現(xiàn)場(chǎng)情況返回給作業(yè)區(qū)監(jiān)管人員并上報(bào)相關(guān)部門(mén)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)閉合周期的洗井計(jì)劃;最后，以水井為中心分析，對(duì)于有效的措施，加以利用，對(duì)于不利的措施，及時(shí)分析調(diào)整。

1? ? ? 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

（1）目前，影響注水井洗井成功的因素可分為六類(lèi)：井況分析不到位、洗井周期安排不合理、現(xiàn)場(chǎng)洗井把控不合理、洗井的泵壓排量等問(wèn)題控制不合理、洗井時(shí)間控制不合適、洗井操控不合理。這些因素直接影響洗井成功率，而這些因素中很多是可以通過(guò)與系統(tǒng)管理密切結(jié)合得以干預(yù)的。本文主要圍繞前兩個(gè)方面進(jìn)行了討論。

①在井況分析方面。目前油田生產(chǎn)單位花費(fèi)大量的人力和物力對(duì)井況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，如相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)與維護(hù)，特別是采油廠根據(jù)自身生產(chǎn)情況推出的各類(lèi)應(yīng)用分析軟件幾乎在動(dòng)態(tài)分析方面做到了有求必應(yīng)，然而在注水井洗井方面還是依附于油井分析，沒(méi)有獨(dú)立的注水井井況分析系統(tǒng)。

②在洗井周期安排方面。在注水井洗井過(guò)程中，根據(jù)《注水井洗井管理規(guī)定》，一口井洗井間隔至少要3-5個(gè)月，考慮到季節(jié)因素，洗井時(shí)間一般會(huì)安排在春秋季，倘若一口井一月之內(nèi)反復(fù)洗井，會(huì)造成地層環(huán)境不斷激動(dòng)，洗井后吸水能力下降。目前這些工作都是通過(guò)填報(bào)大量的表格實(shí)現(xiàn)的，然而這些數(shù)據(jù)完全可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能篩選。

（2）目前就采油廠現(xiàn)狀而言，全廠合理的洗井覆蓋率要在90%以上，才能完成公司開(kāi)發(fā)管理要求，每口注水井年洗井次數(shù)不能低于2次的洗井目標(biāo)。若要按照規(guī)定完成洗井任務(wù)，提高洗井成功率，采油廠首先需要根據(jù)自身組織結(jié)構(gòu)，由源頭即作業(yè)區(qū)制訂洗井計(jì)劃及監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)施工管理，業(yè)務(wù)部門(mén)通過(guò)后臺(tái)分析智能填報(bào)措施單，最后完成線上數(shù)據(jù)的審核。然而目前洗井施工單都是紙質(zhì)填報(bào)單，統(tǒng)計(jì)分析較困難，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)督洗井工作執(zhí)行情況;洗井工作管理部門(mén)對(duì)于作業(yè)區(qū)是否合理安排洗井計(jì)劃，健全洗井工作臺(tái)賬，對(duì)洗井資料進(jìn)行有效分析等工作的管理難度較大。

因此，需要研發(fā)一套注水井洗井管理應(yīng)用系統(tǒng)，各部門(mén)按管理職責(zé)，共同完成從洗井計(jì)劃編制、審核、現(xiàn)場(chǎng)洗井完成到洗井質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)全流程管理，提高洗井成功率及覆蓋率，為注水井單井的分析提供有力支持。本文系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要包括以下特性：

①完善洗井業(yè)務(wù)處理流程，即作業(yè)區(qū)發(fā)起計(jì)劃任務(wù)，油田地質(zhì)所、油田工藝所和生產(chǎn)技術(shù)科進(jìn)行業(yè)務(wù)審核，共享洗井臺(tái)賬，進(jìn)行工作量分析、洗井效果綜合評(píng)價(jià)，并進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)作業(yè)等。

②基于A2生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、井下作業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、生產(chǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)等采油廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，按注水井洗井規(guī)定，結(jié)合異常井況臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)智能編制注水井洗井計(jì)劃的目標(biāo)。

③完成洗井效果評(píng)價(jià)報(bào)告、統(tǒng)計(jì)分析工作，實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)、廠級(jí)等不同角度的工作量統(tǒng)計(jì)、洗井原因分析、覆蓋率分析等。

2? ? ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）框架設(shè)計(jì)

如圖1所示，系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)遵從典型的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，前臺(tái)展示采用ACE/MUI等框架，界面美觀、操作方便，利用Echart來(lái)展示各種圖表（餅圖、框圖、折線圖等）。系統(tǒng)輸出支持對(duì)常用類(lèi)型如圖片、Office系列文檔及Pdf文檔附件預(yù)覽以及按模板導(dǎo)。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于J2EE，并采用Spring、Hibernate等框架來(lái)架構(gòu)，同時(shí)利用Grails服務(wù)框架的快速開(kāi)發(fā)特性達(dá)到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速開(kāi)發(fā)、運(yùn)行效率高且穩(wěn)定的效果。系統(tǒng)后臺(tái)采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)作為底層數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）系統(tǒng)部署

如圖2所示，根據(jù)采油廠生產(chǎn)業(yè)務(wù)要求，系統(tǒng)采用掛接的方式搭建在油田勘探開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理平臺(tái)上，方便對(duì)油氣一體化數(shù)據(jù)在同一平臺(tái)進(jìn)行查詢(xún)。由于洗井管理工作主要涉及采油作業(yè)區(qū)、油田地質(zhì)研究所、油田工藝研究所生產(chǎn)技術(shù)科以及施工服務(wù)方等五個(gè)部門(mén)相關(guān)崗位，系統(tǒng)主要部署在這些部門(mén)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)在線完成進(jìn)行數(shù)據(jù)的填報(bào)、審核、上傳及下載工作。

（3）流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

①流程設(shè)計(jì)原理

依據(jù)各部門(mén)崗位職責(zé)，完成從編制洗井計(jì)劃、審核，洗井以及洗井完成后效果評(píng)價(jià)的一個(gè)全流程管理，使全員行動(dòng)起來(lái)，加強(qiáng)計(jì)劃編制、評(píng)價(jià)分析和監(jiān)督工作，提高注水井洗井覆蓋率。

②流程處理步驟

系統(tǒng)根據(jù)各部門(mén)職責(zé)，可分為技術(shù)管理和現(xiàn)場(chǎng)管理兩部分，其中技術(shù)管理部門(mén)主要負(fù)責(zé)網(wǎng)上業(yè)務(wù)審核、審批，通過(guò)信息共享模式實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)創(chuàng)建洗井臺(tái)賬，完成全廠洗井效果分析的目標(biāo)，減少重復(fù)建賬?，F(xiàn)場(chǎng)管理主要是作業(yè)區(qū)，負(fù)責(zé)月/年洗井計(jì)劃的填報(bào)以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況的數(shù)據(jù)填報(bào)，這些數(shù)據(jù)最終由作業(yè)區(qū)錄入到注水井管理系統(tǒng)里形成一個(gè)閉合的評(píng)價(jià)分析模塊，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢(xún)、分析及統(tǒng)計(jì)。各部門(mén)業(yè)務(wù)及審核流程如圖3所示。

③Activiti工作流引擎實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)流程

注水井洗井管理系統(tǒng)在流程處理上采用了工作流引擎，其可視化開(kāi)發(fā)將業(yè)務(wù)邏輯和過(guò)程邏輯分離開(kāi)來(lái)，當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)在線拖拽設(shè)計(jì)流程及業(yè)務(wù)表單在線生成功能頁(yè)面并配置到菜單資源，靈活性強(qiáng)，縮短了開(kāi)發(fā)周期。注水井洗井管理系統(tǒng)有專(zhuān)門(mén)的申請(qǐng)模塊，但這些模塊只能有一級(jí)審批，現(xiàn)在有了業(yè)務(wù)引擎模塊就可以把這些模塊和工作流結(jié)合起來(lái)使用了，有用到這些模塊但又不是一級(jí)審批能解決問(wèn)題的，就可以用業(yè)務(wù)引擎模塊結(jié)合工作流來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中主要涉及以下四個(gè)處理流程：年度計(jì)劃編制及審核流程、月度計(jì)劃編制及審核流程、措施單編制及審核流程、措施效果評(píng)價(jià)流程。如圖4、圖5分別為流程包部署管理界面，流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)整理。月/年度計(jì)劃便是基于A2注水日?qǐng)?bào)、洗井臺(tái)賬、井下作業(yè)等系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，選擇滿(mǎn)足條件井編制月、年度洗井計(jì)劃。同時(shí)，提供修改完善洗井計(jì)劃功能，如排液井轉(zhuǎn)注井，注入水水質(zhì)不合格的井，動(dòng)用井下管柱后的井以及注水井調(diào)配前、后注不進(jìn)去等特殊情況的井，增加到洗井計(jì)劃中。

編制過(guò)程中，提供歷年洗井臺(tái)賬查詢(xún)，洗井工作到期提醒以及注水井水質(zhì)化驗(yàn)信息查詢(xún)等，其中實(shí)現(xiàn)方法如圖6所示。

（4）Echarts.js輔助圖形、報(bào)表設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)效果評(píng)價(jià)與綜合分析

眾所周知，主流系統(tǒng)在報(bào)表及圖形設(shè)計(jì)上都是采用Echarts.js，主要是因?yàn)樗谑褂眠^(guò)程中簡(jiǎn)單易操作、支持按需求打包、代碼開(kāi)源。注水井洗井管理系統(tǒng)涉及大量的圖形、報(bào)表，Echarts.js可以流暢地運(yùn)行在 PC 和移動(dòng)設(shè)備上，兼容當(dāng)前絕大部分瀏覽器（IE8/9/10/11，Chrome，F(xiàn)irefox，Safari等），底層依賴(lài)輕量級(jí)的矢量圖形庫(kù)ZRender，提供直觀，交互豐富，可高度個(gè)性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表，同時(shí)開(kāi)發(fā)時(shí)間短、開(kāi)發(fā)成本低。

本文論述的注水井洗井管理系統(tǒng)能夠根據(jù)已有的措施單及現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行深度挖掘數(shù)據(jù)，形成一套完整的洗井效果跟蹤臺(tái)賬，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)洗井管理情況的多元查詢(xún)。由于本系統(tǒng)是基于注水日?qǐng)?bào)、洗井臺(tái)賬、井下作業(yè)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，措施前期能夠通過(guò)后臺(tái)算法輔助用戶(hù)選擇滿(mǎn)足條件井編制月、年度洗井計(jì)劃。對(duì)一些非正常注水井（包括在正常工作環(huán)境下含關(guān)井連續(xù)超過(guò)7天;注水井停注24小時(shí)以上、作業(yè)施工或吸水指數(shù)明顯下降;正常注水井，每年洗井不少于2次;三個(gè)月內(nèi)重復(fù)洗的注水井）在編制措施時(shí)進(jìn)行提示，使得系統(tǒng)更加人性化，極大程度地提高了工作效率。如圖7為注水井洗井臺(tái)賬示例。

對(duì)于完成洗井工作的單井，系統(tǒng)能夠?qū)τ脩?hù)關(guān)注的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，包括洗井歷史查詢(xún)、洗井原因分析、評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)日期段、單位、區(qū)塊、年度等條件進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)和圖形顯示，如圖8所示。

3? ? ? 結(jié)? ? 語(yǔ)

本文論述了采油廠注水井洗井全周期管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)根據(jù)洗井業(yè)務(wù)管理方式結(jié)合采油廠自身特點(diǎn)，完成計(jì)劃編制及業(yè)務(wù)審核，提高了部門(mén)間洗井工作溝通與交流效率，為采油廠洗井工作分析奠定了基礎(chǔ)。

主要參考文獻(xiàn)

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