基于J2EE的采油廠注水井洗井全周期管理系統(tǒng)的研究與實現

張莉 強志勇

[摘? ? 要] 注水井洗井是油田注水開發(fā)過程中注水井管理眾多環(huán)節(jié)中的一個重要環(huán)節(jié)，是維護注水井的一個重要措施。在注水開發(fā)過程中，必須重視洗井工作，提高洗井效率和注入質量，減少作業(yè)頻次，對注水管理有著重要的意義。文章從注水工作源頭抓起，通過自動分析注水井井況變化和合理安排洗井工作，由計算機為作業(yè)區(qū)注水管理自動編制月度計劃和年度洗井計劃，簡化洗井措施審批流程，生成詳細的洗井臺賬，為洗井工作的開展提供技術支撐。

[關鍵詞] 注水井;洗井;管理;審批

0? ? ? 引? ? 言

隨著油田進入開發(fā)后期，地層狀況惡化，注水井溢流、出砂嚴重、測調遇阻、封隔器失效等頻繁出現，使注水井日常維護洗井工作變得愈發(fā)重要[1]。在油田注水開發(fā)過程中，定期對注水井進行洗井，解除或緩解井底近處已經受到的水質污染及堵塞，保持井筒清潔，恢復地層吸水能力，保持地層壓力，是原油穩(wěn)產的一項最基本的生產措施。

目前，我國在注水井的清洗和維護方面有自己的一套標準和規(guī)范，油田生產單位在洗井管理過程中要求嚴格按照《注水井洗井管理規(guī)定》執(zhí)行，本油田根據注水井的實際情況制定相應的洗井管理制度，堅信只有進行科學管理、科學洗井才能提高洗井效率，確保“注好水，注夠水”。就目前采油廠而言，有效合理地洗井首先需要確定合適的洗井周期，并生成相應的洗井措施單派發(fā)給作業(yè)人員進行現場施工;其次，洗井結束后將現場情況返回給作業(yè)區(qū)監(jiān)管人員并上報相關部門，實現一個閉合周期的洗井計劃;最后，以水井為中心分析，對于有效的措施，加以利用，對于不利的措施，及時分析調整。

1? ? ? 項目簡介

（1）目前，影響注水井洗井成功的因素可分為六類：井況分析不到位、洗井周期安排不合理、現場洗井把控不合理、洗井的泵壓排量等問題控制不合理、洗井時間控制不合適、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與系統(tǒng)管理密切結合得以干預的。本文主要圍繞前兩個方面進行了討論。

①在井況分析方面。目前油田生產單位花費大量的人力和物力對井況進行動態(tài)分析，如相關軟件的開發(fā)與維護，特別是采油廠根據自身生產情況推出的各類應用分析軟件幾乎在動態(tài)分析方面做到了有求必應，然而在注水井洗井方面還是依附于油井分析，沒有獨立的注水井井況分析系統(tǒng)。

②在洗井周期安排方面。在注水井洗井過程中，根據《注水井洗井管理規(guī)定》，一口井洗井間隔至少要3-5個月，考慮到季節(jié)因素，洗井時間一般會安排在春秋季，倘若一口井一月之內反復洗井，會造成地層環(huán)境不斷激動，洗井后吸水能力下降。目前這些工作都是通過填報大量的表格實現的，然而這些數據完全可以通過計算機實現智能篩選。

（2）目前就采油廠現狀而言，全廠合理的洗井覆蓋率要在90%以上，才能完成公司開發(fā)管理要求，每口注水井年洗井次數不能低于2次的洗井目標。若要按照規(guī)定完成洗井任務，提高洗井成功率，采油廠首先需要根據自身組織結構，由源頭即作業(yè)區(qū)制訂洗井計劃及監(jiān)督現場施工管理，業(yè)務部門通過后臺分析智能填報措施單，最后完成線上數據的審核。然而目前洗井施工單都是紙質填報單，統(tǒng)計分析較困難，無法實時監(jiān)督洗井工作執(zhí)行情況;洗井工作管理部門對于作業(yè)區(qū)是否合理安排洗井計劃，健全洗井工作臺賬，對洗井資料進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用系統(tǒng)，各部門按管理職責，共同完成從洗井計劃編制、審核、現場洗井完成到洗井質量評價的一個全流程管理，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)在開發(fā)過程中主要包括以下特性：

①完善洗井業(yè)務處理流程，即作業(yè)區(qū)發(fā)起計劃任務，油田地質所、油田工藝所和生產技術科進行業(yè)務審核，共享洗井臺賬，進行工作量分析、洗井效果綜合評價，并進行技術指導作業(yè)等。

②基于A2生產數據庫、井下作業(yè)數據庫、生產測試數據庫等采油廠生產數據庫，按注水井洗井規(guī)定，結合異常井況臺賬，實現智能編制注水井洗井計劃的目標。

③完成洗井效果評價報告、統(tǒng)計分析工作，實現作業(yè)區(qū)、廠級等不同角度的工作量統(tǒng)計、洗井原因分析、覆蓋率分析等。

2? ? ? 系統(tǒng)設計與實現

（1）框架設計

如圖1所示，系統(tǒng)體系架構設計遵從典型的三層結構設計，前臺展示采用ACE/MUI等框架，界面美觀、操作方便，利用Echart來展示各種圖表（餅圖、框圖、折線圖等）。系統(tǒng)輸出支持對常用類型如圖片、Office系列文檔及Pdf文檔附件預覽以及按模板導。

系統(tǒng)開發(fā)基于J2EE，并采用Spring、Hibernate等框架來架構，同時利用Grails服務框架的快速開發(fā)特性達到業(yè)務系統(tǒng)的快速開發(fā)、運行效率高且穩(wěn)定的效果。系統(tǒng)后臺采用Oracle數據庫作為底層數據庫。

（2）系統(tǒng)部署

如圖2所示，根據采油廠生產業(yè)務要求，系統(tǒng)采用掛接的方式搭建在油田勘探開發(fā)方案設計與生產管理平臺上，方便對油氣一體化數據在同一平臺進行查詢。由于洗井管理工作主要涉及采油作業(yè)區(qū)、油田地質研究所、油田工藝研究所生產技術科以及施工服務方等五個部門相關崗位，系統(tǒng)主要部署在這些部門，通過互聯網共享生產數據，同時在線完成進行數據的填報、審核、上傳及下載工作。

（3）流程設計與實現

①流程設計原理

依據各部門崗位職責，完成從編制洗井計劃、審核，洗井以及洗井完成后效果評價的一個全流程管理，使全員行動起來，加強計劃編制、評價分析和監(jiān)督工作，提高注水井洗井覆蓋率。

②流程處理步驟

系統(tǒng)根據各部門職責，可分為技術管理和現場管理兩部分，其中技術管理部門主要負責網上業(yè)務審核、審批，通過信息共享模式實現作業(yè)區(qū)創(chuàng)建洗井臺賬，完成全廠洗井效果分析的目標，減少重復建賬。現場管理主要是作業(yè)區(qū)，負責月/年洗井計劃的填報以及現場施工情況的數據填報，這些數據最終由作業(yè)區(qū)錄入到注水井管理系統(tǒng)里形成一個閉合的評價分析模塊，方便進行數據的查詢、分析及統(tǒng)計。各部門業(yè)務及審核流程如圖3所示。

③Activiti工作流引擎實現復雜業(yè)務流程

注水井洗井管理系統(tǒng)在流程處理上采用了工作流引擎，其可視化開發(fā)將業(yè)務邏輯和過程邏輯分離開來，當業(yè)務發(fā)生變化時，通過在線拖拽設計流程及業(yè)務表單在線生成功能頁面并配置到菜單資源，靈活性強，縮短了開發(fā)周期。注水井洗井管理系統(tǒng)有專門的申請模塊，但這些模塊只能有一級審批，現在有了業(yè)務引擎模塊就可以把這些模塊和工作流結合起來使用了，有用到這些模塊但又不是一級審批能解決問題的，就可以用業(yè)務引擎模塊結合工作流來實現。本系統(tǒng)在運行過程中主要涉及以下四個處理流程：年度計劃編制及審核流程、月度計劃編制及審核流程、措施單編制及審核流程、措施效果評價流程。如圖4、圖5分別為流程包部署管理界面，流程設計數據整理。月/年度計劃便是基于A2注水日報、洗井臺賬、井下作業(yè)等系統(tǒng)的生產數據，選擇滿足條件井編制月、年度洗井計劃。同時，提供修改完善洗井計劃功能，如排液井轉注井，注入水水質不合格的井，動用井下管柱后的井以及注水井調配前、后注不進去等特殊情況的井，增加到洗井計劃中。

編制過程中，提供歷年洗井臺賬查詢，洗井工作到期提醒以及注水井水質化驗信息查詢等，其中實現方法如圖6所示。

（4）Echarts.js輔助圖形、報表設計實現效果評價與綜合分析

眾所周知，主流系統(tǒng)在報表及圖形設計上都是采用Echarts.js，主要是因為它在使用過程中簡單易操作、支持按需求打包、代碼開源。注水井洗井管理系統(tǒng)涉及大量的圖形、報表，Echarts.js可以流暢地運行在 PC 和移動設備上，兼容當前絕大部分瀏覽器（IE8/9/10/11，Chrome，Firefox，Safari等），底層依賴輕量級的矢量圖形庫ZRender，提供直觀，交互豐富，可高度個性化定制的數據可視化圖表，同時開發(fā)時間短、開發(fā)成本低。

本文論述的注水井洗井管理系統(tǒng)能夠根據已有的措施單及現場施工情況進行深度挖掘數據，形成一套完整的洗井效果跟蹤臺賬，滿足用戶對洗井管理情況的多元查詢。由于本系統(tǒng)是基于注水日報、洗井臺賬、井下作業(yè)等生產數據，措施前期能夠通過后臺算法輔助用戶選擇滿足條件井編制月、年度洗井計劃。對一些非正常注水井（包括在正常工作環(huán)境下含關井連續(xù)超過7天;注水井停注24小時以上、作業(yè)施工或吸水指數明顯下降;正常注水井，每年洗井不少于2次;三個月內重復洗的注水井）在編制措施時進行提示，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為注水井洗井臺賬示例。

對于完成洗井工作的單井，系統(tǒng)能夠對用戶關注的各項數據及指標進行統(tǒng)籌分析，包括洗井歷史查詢、洗井原因分析、評價結果進行統(tǒng)計，實現日期段、單位、區(qū)塊、年度等條件進行分析統(tǒng)計和圖形顯示，如圖8所示。

3? ? ? 結? ? 語

本文論述了采油廠注水井洗井全周期管理系統(tǒng)的研究與實現，系統(tǒng)根據洗井業(yè)務管理方式結合采油廠自身特點，完成計劃編制及業(yè)務審核，提高了部門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。

主要參考文獻

[1]杜國棟，王莉，丁利霞，等.提高油田注水井洗井有效率的措施[J].科技博覽，2010（4）.

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[3]劉振國.注水井洗井影響因素與對策[J].油氣田地面工程，2010（12）：59-60.