采油井管理系统的设计与实现

采油井管理系统的设计与实现一、项目背景及问题提出随着油田由粗放式管理过渡到精细、科学的管理轨道上，对于老井挖潜，新井投产的单井的生产动态监控管理工作愈发显得重要。新井增产只能解决一时之需，要取得持续发展，老井能否稳产是关键。目前，地下调度、主管生产领导，为减少影响产量不利因素，需要尽早发现异常生产的井及措施效果情况，使上产工作有被动局面转为主动，在稳住生产形势，尽量减少停井时间和停井数上下功夫，将生产过程中的异常因素影响减少到最低。为合理安排调开、调关生产制度，加快重点措施进展，提高措施有效率，保证全厂产量稳定增长。鉴于目前我厂日月报基础数据资料比较齐全，并且业务流梳理工作已初见成效，迫切需要计算机能够自动从数据统计、分类、对比中检索出生产异常井为相关部门及领导细致了解并掌握各单井的生产动态，精细现场监督力度，一旦发现异常，及时会诊、及时解决、及时措施、为增储上产奠定基础。二、技术要点2.1技术原理系统采用浏览器/服务器（B/S）体系结构;开发工具PLSQLDeveloper，ASP、HTML等应用技术,利用现有的各种专业数据库的数据资源来开发。后台数据库采用Oracle数据库，利用存储过程封装算法。2.2异值点的描述油气田开采过程中获得的产量数据都是波动性较大的离散数据。尤其是单井产量数据，波动的原因一般是油气井工作制度的改变、关井测试等；措施后甚至会出现阶跃数据，换句话说，油井的产量变化规律具有阶跃性。对实测产量数据对油井历史数据(日志及月报)样本进行动态观测，记测量离散随机数据集合为:12-15井历史2362个样本点液量概率分布我们对全厂2000多口油井经上述方式测量,统计后发现，基本符合正态分布规律。当测量次数为无限时，测量数据一般符合正态分布规律，其概率密度函数为：式中，μ为总体平均值，表示测量值的集中趋势；σ为总体标准偏差，它反映测量值的分散程度，σ越小，测量值的分散程度就越小，即精密度越高。(2)数学模型建立假定测量对象y(t)可合理地分解成3部分：根据产量随时间变化特征，可将油气井开发全过程分为三个阶段即产量上升阶段、稳定阶段和递减阶段。素，其作用结果是使测量数据发生严重偏离。(2)异值点的检测与辨识方法①首先进行稳健多项式拟合推导,根据数据规律构造一条具有稳健特性的平滑函数（确定模型、阶次）；②选取基准段，一般为初始段，计算出基准段。③用稳健预测基准段中点的状态值，与实际量测值比较，根据似然比检验原理，若估计值和实际测量值的绝对值相差小于3δ～5δ，认为量测值为合理值；如果相差大于3δ～5δ，则认为是异值。对于中点状态以后的点，估计值和实际值大于固定门限（提前设定的非负值）则认为是异值。异值用稳健估计值代替。④基准段更新。去掉原基准端的第一个值，并补以基准段后紧邻的第一个值（如果测量值已被判为异值，则补以它的稳健估计值），即基准段向后移动一个点。如果整个数据处理完毕，则运算完毕，否则，转向第③步。此方法对于近似于正态分布的“拖尾”型的正态分布有很好的处理效果。三、系统总体设计《单井生产管理系统》主要应用于作业区、地下调度、技术监督部门、措施井设计相关部门，每天的异常井公告供全厂生产相关部门及生产领导查询。系统采用业务流思想设计，系统具有业务流驱动及回退机制以保障各环节信息传递。单井生产管理系统业务流顺序图2.1系统目标(1)系统能够每天自动检查每口井的日志数据与阶段数据（日阶段，月数据）对比,依据数理统计原理识别异常井;具有异常井预警功能，发现异常及时通过网络反馈给采油作业区现场管理人员，督促管理人员加强计量，如发现油井在憋压作业过程中出现异常现，及时填写处理办法，以便及时进行分析研究，相应的调整措施，能够每天按时发布异常井公告。(2)技术监督部门根据异常井公告，每天安排监督人员对重点井现场监督，需要上措施的井，经系统流转后，相关措施设计人员，利用数据库中的油水井数据，以图形导航方式完成油水井措施设计数据的快速、准确录入、修改、查询，提供辅助的措施分析功能，以便缩短措施的设计、分析、审核时间，为措施设计人员提供更好的辅助分析和信息数据共享，为油水井措施处理水平提供良好的手段。(3)系统根据化清周期自动计算每口井的化清到期时间编排划清计划，并在网上发布热化请井预警表，为采油队化清岗业务人员每月填写《油井清防蜡计划》提供辅助。(4)获知异常情况后，由相关业务人员查阅单井日志，分析异常原因，并安排功图测试或者憋泵资料，经过分析如果抽油泵或管柱有问题，则查看该井热化清周期是否到，如果没到，则安排地质员编写地质措施，如果已到或者接近化清周期，就对该井进行化清处理，化清无效则则安排地质员编写地质措施。系统提供了录入界面供监督人员录入异常井现场测试或憋泵资料并发布异常井监督情况。(5)系统能够充分利用数据库中数据为相关主管部门提供统计分析产量分布情况，及时发现产量波动原因，如：开关井时率、开井数情况、阶段生产情况、产量构成、异常单井分析、油水井开关动态，实现分阶段、分作业区、分单元、分类对比历史及目前油水井状况，为油田精细管理提供依据，为扭转了油气产量下滑的不利局面提供分析手段，保证稳产增产目标的实现。(6)系统具有权限管理功能，利用统一认证，能将系统功能通过管理员分配给相关部门及相关领导，被授权用户依据权限行使流水作业中的功能。2.2系统功能a.异常井预警异常井预警公告表地下调度预警对比查询预警参数设置(日)预警参数设置(月)异常井跟踪维护日异常井审核月异常井审核采油作业区一作业区异常井处理登记二作业区异常井处理登记三作业区异常井处理登记四作业区异常井处理登记五作业区异常井处理登记六作业区异常井处理登记异常井预警公告系统每天下午6：00厂生产碰头会议前自动统计当日异常井，并向全厂生产部门发布当日异常井公告表。界面中提供了选择日期作业区钮，可根据需要查看某天或某作业区或全厂异常单井详细情况：井号区块层位采油区队日产液量日产油量含水生产时间油嘴泵径冲程冲数油压套压回压昨日对比异常条件异常原因处理办法备注井号区块层位采油区队日产液量日产油量含水生产时间油嘴泵径冲程冲数油压套压回压昨日对比异常条件异常原因处理办法备注另外用户可通过鼠标点击井号查看该井的日报历史情况。预警对比查询为油井管理者提供了一套常规预警条件查询功能，使得管理者能够通过设置日数据、月数据、日月数据的各种参数界限值搜索出异常井,以便手动追加到异常井公告中。其中日数据可设置的参数为：日期对比、作业区选择、油量波动范围、液量波动范围、含水波动范围、生产时间波动、油压波动、套压波动、回压波动等参数的任意组合。其中月数据可设置的参数为：月对比、作业区选择、月产油量波动、月产液量波动、含水波动、工作天数波动、油压波动、套压波动、回压波动等参数的任意组合。其中日月数据可设置的参数为：日月对比、作业区选择、油量波动、液量波动、含水波动等参数的任意组合。预警参数设置地下调度岗位的油井管理者可通过系统提供的录入界面预置波动参数，系统每天根据该波动范围自动将异常井加入到异常井公告中，自动向全厂发布。根据业务要求可为每个作业区设置不同的波动上下限。该参数包括日、月参数设置。系统默认日数据连续三天超过警戒波动范围即作为异常井对待。异常井跟踪维护系统为地下调度油井管理人员提供的异常井跟踪模块，如果通过自动或手动搜索出的异常井有错误，或者地下调度人员通过查阅异常井公告中作业区填写的处理办法后认为某井已不属于异常井，则可以通过系统提供的界面删除该井。异常井审核对于自动或手动搜索出的异常井，必须经过地下调度人员的审核后才能发布公告，系统提供了选择钮通过打”√”方式提交审核后的井，并向全厂发布。异常井登记作业区每日可接收到系统提供的异常井号，通过系统提供的录入界面可将本作业区对于某井的处理办法、处理建议及该井异常原因分析录入系统以便全厂生产管理者查阅。b.措施设计在生产管理部门的组织协调下，我们和井下作业管理岗、采油作业区队地质、工程措施岗一直保持密切的联系，按用户的要求，确定了系统内容：l系统需提供措施数据的录入、修改、查询、打印等功能；l系统需提供相关油水井的完井结构图、抽油泵示功图等图表，方便措施设计人员分析；l系统需满足地质、工程措施设计人员对同一份油水井措施的设计、修改，彼此参考，但不能互相干扰；措施设计l该功能主要通过对油水井的定位，按照给定的数据约束条件从各个相关的数据表中读取用户所需的数据，帮助措施设计人员进行相关措施的设计；l对于不同的地质设计人员和工程设计人员，只允许他们对各自的数据进行操作，互不干扰；l如果下次再对相同的油水井进行相同类型的措施设计，则提供给用户最近一次的措施设计数据，方便分析。措施查询l该功能对用户提供那些已经设计好的油水井措施一览表，方便措施设计人员了解相关油水井的措施设计进度；l措施查询的另一个目的就是方便措施审核人员对某个措施进行详细的审核，以保证其准确性；l对于不同的地质设计人员和工程设计人员，也提供查询措施查询功能；涉及到的油水井措施样式有四种：l油井转抽、检泵地质措施l油井压、挤、堵地质措施l油井小修地质措施l注水井小修地质措施c.分析对比全厂单井公告系统划分三级界面查询全年单井公告一级：分全长和作业区查询油井(抽油、自喷)、水井、报废井的总数、开井数、关井数。二级：通过鼠标点击具体的“井数”可查询到单井井号列表。三级：通过鼠标点击某“井号”可查询到该单井的全年日志数据。开关井生产时率查询分区层全年生产情况：按区层查询油井、水井、报废井的总数、开井数、关井数。作业区全年生产情况：按作业区查询油井、水井、报废井的总数、开/关井数。全年开井/关井情况：按分区层或作业区查询全年开井数/关井数、平均生产时率(天)、年产液量(t)、年产油量(t)。全年分区层生产时率情况：按照时率≥25天、≥15天25天、≥10天15天、≥3天10天、≥25天、≥15天25天、≥10天15天、≥3天10天、3天分段查询符合阶段的油水井井数及单井日志。阶段日生产情况全厂及作业区日生产情况查询:按照用户选择的日期跨度（X年X月X日--X年X月X日）查询油水井计划、实际（开井数/总井数）、井口（液量/油量/含水）、月度计划、集油站（液量/油量/含水）、单罐（开井数/总井数液量/油量/含水）、日注水平（计划/实际）、盘库（今日库存/昨日库存/当日交油/损耗/库存差/自用油/年计划盘库水平）、天然气（日产气/自用气/外供气）、注水泵站输出、新井井口产量（液量/油量）。措施效果对比情况：按照用户选择的日期跨度（X年X月X日--X年X月X日）、作业区选择（全厂/各区队）查询新井（新射/压裂/酸化）、压裂、补层、酸化、检泵等措施的井号及日志。新井生产情况：按照用户选择的日期跨度（X年X月X日--X年X月X日）查询该阶段的新井开井数、日产液量、日产油量、累积产油。全厂开井数对比情况区块产量构成按照用户选择的年度（X年--X年）对比两年的各区层产量构成情况。具体细目如下：井口总产量、核实总产量、新井（井数/井口产液量/核实产油量）、压裂（井数/井口产液量/核实产油量）、补层（井数/井口产液量/核实产油量）、酸化（井数/井口产液量/核实产油量）、检泵（井数/井口产液量/核实产油量）转抽（井数/井口产液量/核实产油量）措施合计等。作业区产量构成按照用户选择的年度（X年--X年）对比两年的各作业区产量构成情况。具体细目如下：井口总产量、核实总产量、新井（井数/井口产液量/核实产油量）、压裂（井数/井口产液量/核实产油量）、补层（井数/井口产液量/核实产油量）、酸化（井数/井口产液量/核实产油量）、检泵（井数/井口产液量/核实产油量）等。异常单井分析/开关动态分析系统按照时率37天、91天、183天、292天分段统计出近1年中全厂每口井的生产时率，以次作为基数标准统计查询某日符合阶段的油井关井数/开井数及单井日志。对于异常情况的井系统用特殊颜色进行标识：红色井号：表示该井今日关井。兰色井号：表示该井今日开井。油井开井数/开井次系统按照按照用户选择的年月及连