基于J2EE的采油厂注水井洗井全周期管理系统的研究与实现

张莉 强志勇

[摘    要] 注水井洗井是油田注水开发过程中注水井管理众多环节中的一个重要环节，是维护注水井的一个重要措施。在注水开发过程中，必须重视洗井工作，提高洗井效率和注入质量，减少作业频次，对注水管理有着重要的意义。文章从注水工作源头抓起，通过自动分析注水井井况变化和合理安排洗井工作，由计算机为作业区注水管理自动编制月度计划和年度洗井计划，简化洗井措施审批流程，生成详细的洗井台账，为洗井工作的开展提供技术支撑。

[关键词] 注水井;洗井;管理;审批

0      引    言

随着油田进入开发后期，地层状况恶化，注水井溢流、出砂严重、测调遇阻、封隔器失效等频繁出现，使注水井日常维护洗井工作变得愈发重要[1]。在油田注水开发过程中，定期对注水井进行洗井，解除或缓解井底近处已经受到的水质污染及堵塞，保持井筒清洁，恢复地层吸水能力，保持地层压力，是原油稳产的一项最基本的生产措施。

目前，我国在注水井的清洗和维护方面有自己的一套标准和规范，油田生产单位在洗井管理过程中要求严格按照《注水井洗井管理规定》执行，本油田根据注水井的实际情况制定相应的洗井管理制度，坚信只有进行科学管理、科学洗井才能提高洗井效率，确保“注好水，注够水”。就目前采油厂而言，有效合理地洗井首先需要确定合适的洗井周期，并生成相应的洗井措施单派发给作业人员进行现场施工;其次，洗井结束后将现场情况返回给作业区监管人员并上报相关部门，实现一个闭合周期的洗井计划;最后，以水井为中心分析，对于有效的措施，加以利用，对于不利的措施，及时分析调整。

1      项目简介

（1）目前，影响注水井洗井成功的因素可分为六类：井况分析不到位、洗井周期安排不合理、现场洗井把控不合理、洗井的泵压排量等问题控制不合理、洗井时间控制不合适、洗井操控不合理。这些因素直接影响洗井成功率，而这些因素中很多是可以通过与系统管理密切结合得以干预的。本文主要围绕前两个方面进行了讨论。

①在井况分析方面。目前油田生产单位花费大量的人力和物力对井况进行动态分析，如相关软件的开发与维护，特别是采油厂根据自身生产情况推出的各类应用分析软件几乎在动态分析方面做到了有求必应，然而在注水井洗井方面还是依附于油井分析，没有独立的注水井井况分析系统。

②在洗井周期安排方面。在注水井洗井过程中，根据《注水井洗井管理規定》，一口井洗井间隔至少要3-5个月，考虑到季节因素，洗井时间一般会安排在春秋季，倘若一口井一月之内反复洗井，会造成地层环境不断激动，洗井后吸水能力下降。目前这些工作都是通过填报大量的表格实现的，然而这些数据完全可以通过计算机实现智能筛选。

（2）目前就采油厂现状而言，全厂合理的洗井覆盖率要在90%以上，才能完成公司开发管理要求，每口注水井年洗井次数不能低于2次的洗井目标。若要按照规定完成洗井任务，提高洗井成功率，采油厂首先需要根据自身组织结构，由源头即作业区制订洗井计划及监督现场施工管理，业务部门通过后台分析智能填报措施单，最后完成线上数据的审核。然而目前洗井施工单都是纸质填报单，统计分析较困难，无法实时监督洗井工作执行情况;洗井工作管理部门对于作业区是否合理安排洗井计划，健全洗井工作台账，对洗井资料进行有效分析等工作的管理难度较大。

因此，需要研发一套注水井洗井管理应用系统，各部门按管理职责，共同完成从洗井计划编制、审核、现场洗井完成到洗井质量评价的一个全流程管理，提高洗井成功率及覆盖率，为注水井单井的分析提供有力支持。本文系统在开发过程中主要包括以下特性：

①完善洗井业务处理流程，即作业区发起计划任务，油田地质所、油田工艺所和生产技术科进行业务审核，共享洗井台账，进行工作量分析、洗井效果综合评价，并进行技术指导作业等。

②基于A2生产数据库、井下作业数据库、生产测试数据库等采油厂生产数据库，按注水井洗井规定，结合异常井况台账，实现智能编制注水井洗井计划的目标。

③完成洗井效果评价报告、统计分析工作，实现作业区、厂级等不同角度的工作量统计、洗井原因分析、覆盖率分析等。

2      系统设计与实现

（1）框架设计

如图1所示，系统体系架构设计遵从典型的三层结构设计，前台展示采用ACE/MUI等框架，界面美观、操作方便，利用Echart来展示各种图表（饼图、框图、折线图等）。系统输出支持对常用类型如图片、Office系列文档及Pdf文档附件预览以及按模板导。

系统开发基于J2EE，并采用Spring、Hibernate等框架来架构，同时利用Grails服务框架的快速开发特性达到业务系统的快速开发、运行效率高且稳定的效果。系统后台采用Oracle数据库作为底层数据库。

（2）系统部署

如图2所示，根据采油厂生产业务要求，系统采用挂接的方式搭建在油田勘探开发方案设计与生产管理平台上，方便对油气一体化数据在同一平台进行查询。由于洗井管理工作主要涉及采油作业区、油田地质研究所、油田工艺研究所生产技术科以及施工服务方等五个部门相关岗位，系统主要部署在这些部门，通过互联网共享生产数据，同时在线完成进行数据的填报、审核、上传及下载工作。

（3）流程设计与实现

①流程设计原理

依据各部门岗位职责，完成从编制洗井计划、审核，洗井以及洗井完成后效果评价的一个全流程管理，使全员行动起来，加强计划编制、评价分析和监督工作，提高注水井洗井覆盖率。

②流程处理步骤

系统根据各部门职责，可分为技术管理和现场管理两部分，其中技术管理部门主要负责网上业务审核、审批，通过信息共享模式实现作业区创建洗井台账，完成全厂洗井效果分析的目标，减少重复建账。现场管理主要是作业区，负责月/年洗井计划的填报以及现场施工情况的数据填报，这些数据最终由作业区录入到注水井管理系统里形成一个闭合的评价分析模块，方便进行数据的查询、分析及统计。各部门业务及审核流程如图3所示。

③Activiti工作流引擎实现复杂业务流程

注水井洗井管理系统在流程处理上采用了工作流引擎，其可视化开发将业务逻辑和过程逻辑分离开来，当业务发生变化时，通过在线拖拽设计流程及业务表单在线生成功能页面并配置到菜单资源，灵活性强，缩短了开发周期。注水井洗井管理系统有专门的申请模块，但这些模块只能有一级审批，现在有了业务引擎模块就可以把这些模块和工作流结合起来使用了，有用到这些模块但又不是一级审批能解决问题的，就可以用业务引擎模块结合工作流来实现。本系统在运行过程中主要涉及以下四个处理流程：年度计划编制及审核流程、月度计划编制及审核流程、措施单编制及审核流程、措施效果评价流程。如图4、图5分别为流程包部署管理界面，流程设计数据整理。月/年度计划便是基于A2注水日报、洗井台账、井下作业等系统的生产数据，选择满足条件井編制月、年度洗井计划。同时，提供修改完善洗井计划功能，如排液井转注井，注入水水质不合格的井，动用井下管柱后的井以及注水井调配前、后注不进去等特殊情况的井，增加到洗井计划中。

编制过程中，提供历年洗井台账查询，洗井工作到期提醒以及注水井水质化验信息查询等，其中实现方法如图6所示。

（4）Echarts.js辅助图形、报表设计实现效果评价与综合分析

众所周知，主流系统在报表及图形设计上都是采用Echarts.js，主要是因为它在使用过程中简单易操作、支持按需求打包、代码开源。注水井洗井管理系统涉及大量的图形、报表，Echarts.js可以流畅地运行在 PC 和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器（IE8/9/10/11，Chrome，Firefox，Safari等），底层依赖轻量级的矢量图形库ZRender，提供直观，交互丰富，可高度个性化定制的数据可视化图表，同时开发时间短、开发成本低。

本文论述的注水井洗井管理系统能够根据已有的措施单及现场施工情况进行深度挖掘数据，形成一套完整的洗井效果跟踪台账，满足用户对洗井管理情况的多元查询。由于本系统是基于注水日报、洗井台账、井下作业等生产数据，措施前期能够通过后台算法辅助用户选择满足条件井编制月、年度洗井计划。对一些非正常注水井（包括在正常工作环境下含关井连续超过7天;注水井停注24小时以上、作业施工或吸水指数明显下降;正常注水井，每年洗井不少于2次;三个月内重复洗的注水井）在编制措施时进行提示，使得系统更加人性化，极大程度地提高了工作效率。如图7为注水井洗井台账示例。

对于完成洗井工作的单井，系统能够对用户关注的各项数据及指标进行统筹分析，包括洗井历史查询、洗井原因分析、评价结果进行统计，实现日期段、单位、区块、年度等条件进行分析统计和图形显示，如图8所示。

3      结    语

本文论述了采油厂注水井洗井全周期管理系统的研究与实现，系统根据洗井业务管理方式结合采油厂自身特点，完成计划编制及业务审核，提高了部门间洗井工作沟通与交流效率，为采油厂洗井工作分析奠定了基础。

主要参考文献

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

[2]丛巍巍.提高油田注水井洗井有效率的措施[J].化学工程与装备，2017（1）：136-138.

[3]刘振国.注水井洗井影响因素与对策[J].油气田地面工程，2010（12）：59-60.