油水井數據資源整合系統優化設計

摘要：新疆石西油田現有油水井查詢系統難以調用大數據。在日益增長的生產過程中，它不能滿足管理者需求，形成科學的決策依據。提出了油水井數據資源的整合和系統架構的優化設計。首先利用可視化技術編制和繪制數據資源，構建油水井數據動態采集層，選擇存儲適配器對資源信息進行分類處理，設計油水井數據管理層，交換資源任務，形成統一調度指令；然后定制油水井數據集成與查詢應用層，完成油水井數據資源集成與查詢系統架構設計。

關鍵詞：油水井；數據資源；整合與查詢；系統架構

一、前言

在新疆油田基礎數據庫不斷完善的過程中，油田信息化程度越來越高，為了更加科學地分析油藏動態和油氣水井的生產情況、合理控制單井和區塊開采、實現油井的良性循環開發，必須構建一個動態的數據整合與查詢系統[1]。原有的新疆石西油田的油水井系統是在2002年開發并投入使用的，其月報算法和系統功能，只能滿足日常的記錄功能，不能實現數據的整合與分析，很難為管理者提供精準的大數據分析和決策建議。已經不能滿足當下日益增長的用戶需求。為高效地進行數據整合和查詢管理，需要對原有系統進行擴展升級優化，因此，本文設計一套綜合查詢應用系統框架，達到優化生產管理，實現數據整合與調用的目的。

對于原有系統升級優化，我國學者有一定的研究。比如：黃坤[2]為了提高石油行業的系統資源利用率和系統交付速度，滿足各種信息系統資源整合的需求。設計了基于PaaS架構的石油信息管理云計算架構。但該系統在數據資源處理上并不能實現整合。張鋒[3]開發的動態數據綜合分析系統，是基于油田開發數據的生產動態分析平臺。以源數據庫為依托，實現了日常數據報表、曲線、產量構成、數據對比分析、統計分析等功能，輔助華東油氣公司開發管理人員和技術人員進行油田生產動態分析，為地質技術人員進行開發動態分析提供高效、規范、快速、集成的輔助工具，滿足油藏日常動態分析的需要。但是該系統存在查詢復雜，不夠優化等問題。

二、油水井數據資源整合系統架構優化

（一）可視化技術構建油水井數據動態采集層

1.數據整合與查詢作為最核心的操作技術，在油田企業中應該貫穿于生產的各個單元，對于數據資源的有效管理，要構建一個具有高效能的數據采集庫，用于對生產情況進行全程分析[5]。由于油水井采油和生產過程中產生的數據較多，因此，對于不同的數據資源，需要相應的整合與查詢技術支持。

2.通過設計一個總體的管理架構，保證在多個管理模塊中自動切換，實現油田生產數據的查詢和綜合分析，為基礎的生產與管理部門提供數據支持。

3.可視化技術能夠直觀地展示出油水井數據，在采集過程中實時展現出不同礦井的生產情況，在各組人員進行常態化生產中，能夠對過程的油水井產液量和含油量進行動態繪制，同時完成礦井內含水量和沉沒度的等效采集，為管理人員的的階段性生產提供指導[5]。

4.根據油水井數據的產生形式，將其分為靜態數據與動態數據兩種模式，利用可視化技術構建動靜結合的油水井數據采集層。在該層級中分為多個渠道的數據采集窗口，在移動前端和移動終端完成數據的分類和收集功能，并在權限設置的前提下，分配給油田生產部門各個管理人員對應的職能，進行礦級用戶才可以檢索的權限任務。

（二）選擇儲存適配器設計油水井數據管理層

1.為保證系統架構的完整性，此次設計的整合和查詢系統是B/S三層體系[6]，其中基礎層為油水井數據的采集層，通過可視化技術進行實時數據的收集，中間層為數據的儲存和管理層，對應多個模塊數據分類和整理，以此保證后續的油水井數據交換過程。

2.在數據采集層將實時數據初步繪制后，需要對數據信息進行長久的儲存服務，使管理人員能夠在不同時間內，進行多組數據的統一調度。

3.考慮到油水井數據的復雜性和特殊性，在進行數據儲存時會涉及到多種方式，為簡單化處理油水井數據，將儲存管理功能濃縮為一個抽象層級，作為中間架構，能夠有效屏蔽基礎層多余數據，實現系統的靈活性和擴展性。

（三）交換資源任務定制整合與查詢應用層

1.油水井的采集層主要是對信息資源數據進行收集與處理，需要先指定數據資源的交換業務，然后管理員在進行數據查詢與整合時，能夠對不同業務數據進行調取、整合、使用等功能，實現最終的調取資源整合后存入資源庫。

2.對不同的數據來源和指令調取，在資源整合庫中建立主題目錄，采用交換任務達到對數據的有效管理。數據交換任務的整合屬于一個整體，需要全面的進行部署和設計。當實現數據交換時，需要保證各節點的數據傳輸通暢，利用節點運行的過程進行數據的交換業務。在交換的過程中對數據進行處理和篩選，實現在存儲器的有效交換。

3.不同業務的數據，會在多個時間節點中進行傳輸，在發出交換任務后會存在缺失狀態，需要在采集層中進行時間的等級劃分，定值交換任務的流轉時長，保證在工作人員下發查詢指令時，能夠同時完成采集和儲存以及轉換功能。

三、油水井數據資源整合系統應用技術研究

（一）數據庫的資源整合分析

油水井數據資源數據庫主要包含各業務匯總的數據。通過交換集系統實現定制數據交換任務，達到數據的各種操作。將數據集實現數據整合后，對數據進行目錄的構建。數據交換業務的操作，能夠將各個數據交換節點進行統一管理，保證數據交換的流程管理，實現高效的數據傳輸。業務平臺上運行著數據交換節點，通過數據節點實現數據預處理等操作，最終實現節點數據的轉換、導出、交互等功能。通常業務系統的開發需要一階段時間，會導致一些數據在業務系統中以多種形式存儲，甚至會出現數據庫分析需要的數據時，系統查詢不到的情況，這就需要對各部分的數據進行整合計算才能得到。所以，需要對數據采用轉換工具進行如拆分、合并等操作。

（二）基于GIS的綜合查詢分析系統技術

油水井行業各子系統雖然功能類似，但會收集不同的交通信息數據，這些信息不僅量大還復雜[7]。通過對不同數據源的多種類型信息進行處理，提取深層次，有明顯特征的數據是整個系統正常運行的基礎。GIS公共平臺的運用為油水井管理系統解決了這一問題。通過對數據采集、處理、合成，最終實現傳遞功能。將油水井信息資源整合數據庫作為必須條件下，實現業務管理及決策分析，最終實現數據有效使用。系統根據不同業務需求，對數據分主題，實現查詢等功能，通過整合油水井數據的基礎系統，達到最終要求。

四、實驗測試與結果分析

以石西油田的油水井為測試對象，在真實運行情況下，運用本文設計的整合與查詢架構，形成生產資源的信息數據庫，完成近半個月的工作區動態作業監測。對油水井作業區的工作進行監測，設定的采集單位和采集頻率，在初始作業階段進行數據導入，以多個數據格式進行收錄，具體步驟如下：

（1）功能描述：對油田的工作進行動態監測，按照每天的采集頻率，在日報崗進行每日數據匯總，實現作業區數據的動態監測錄入。

（2）業務流程：在運行數據導入的過程中，通過可視化模塊直接進行分類，以日報崗工作職能設定，對新增的數據進行儲存和管理，繪制成動態監測表。

在數據采集過程中，直接對油水井開采過程的各個環節進行錄入，包括用電情況、作業運行以及注水情況等多個功能區。按照每日的工作總結進行界面截取，選擇2022年1月15日的采集數據，如下表1所示。

根據表1中內容顯示，在日期選擇完畢后，能夠看出當日生產過程中，不同功能分區的狀況。其中每個功能下的數據會自動產生。如：油水井注水情況有3份表格數據，鉆井生產有3份表格數據等。

通過監測界面的顯示結果，能夠得到該工作區域內的多組數據監測結果，將報表數據進行詳細的結果分類。按照從上午9點到13點的工作時長，對錄入的表格數據進行節點查詢，分別了解油水井開采的液壓和流壓情況，以數據的交接為顯示窗口，具體如表2、表3所示。

根據圖中內容所示，在數據交接界面中，能夠對選定的石油開采區進行定位追蹤，直接完成石西聯合油站的作業數據查詢。在數據報表展示中可以看到多組數據，如原油原油生產情況、原油生產情況單井明細數據。通過顯示的數據結果，可以看出在不同編號的開采點中，各組油罐的液位數據以及含水量，具有實際應用效果。

五、選擇增壓站址是重要環節

（一）選用與水井特點相適應的品種機械設備

因此，在選用增壓裝置時，就首先充分考慮到水井增壓產品的優點：由于氣田油水井的逐漸開發，油水井田所開采的運輸能力一直都存在著一定的減少態勢，同時由于運輸氣量、用戶用氣量的不同，輸送氣壓力也將出現不同。水井相對散亂，且大部分氣田都沒有安全可靠的給排水系統和電源條件，要選擇可靠的排水系統以及電源條件。油水井中還含有著一定的二氧化碳等特種廢氣，這就對升壓過程中設備的正常使用提出了一定的要求，對于設備的要求也會更高。在增加氣壓的過程中，一定要確保所增壓力機平穩且持續運行，可以更好的保證油水井的穩定性發展。鑒于油水井的供應狀況仍在繼續改善，對于油水井的特殊性，在其選擇設備上也有著一定的要求，因此，所有的輔助系統裝置，在選擇上，都一定要本著“易撬動”的原則，以適應搬遷的需要。

（二）油水井井口的增壓關鍵

增壓開采的時候，要依據氣水井以及氣田氣的質量、井內氣壓、沿工藝流程的氣壓損失以及輸氣壓力，選用適當的壓氣機型和臺數，但對油水井增壓購買時還需考慮備用機，以備不時之需，可以進行替換。在壓縮機工作中，隨著油水井輸采氣的改變而不斷調節工況，使其逐漸適應。可以通過調節速度、減少缸配氣系閩量、減少氣缸余隙容積來完成，以保證更好的保護好氣田，也有利于氣田的保護，同時對于油水井的穩定發展有著一定的幫助。當油水井的產量變動相當大時，要進行調整增壓機的數量，以及型號，來及時配合油水井的生產以及氣田的變化，保證其不會導致油水井還有氣田發生一定不必要的損失，保證其利益的。

六、結語

本文利用可視化技術的優勢，重新構建了油水井數據資源的采集層，并在儲存適配器和轉換任務中，完成整合與查詢系統架構的設計。實驗結果表明：本次設計的查詢系統架構，能夠完成油田作業區的日報整理，針對不同工作量進行動態監測，可以完成油罐的液位和含水量查詢，具有實際應用效果。

但由于本人時間有限，測試環節只進行了日報的整理，結果過于單一，研究仍存在些許不足。后續研究中會針對不足之處進行改進，為油水井的查詢系統設計提供更科學的理論框架，保證石油開采的穩定持續發展。

參考文獻

[1]梁國光，祁繼鋒，林飛，等.關于網絡安全態勢感知系統標準架構模式與應用探究[J].網絡安全技術與應用，2022（01）：1-2.

[2]黃坤.基于PaaS架構的石油信息化管理云計算架構研究[J].數字技術與應用，2021，39（04）：158-160.

[3]張鋒.中國石化油田開發動態數據綜合分析系統在油水井管理中的應用[J].石油石化物資采購，2020（29）：68.

[4]崔振禮，羅宇.一種嵌入式雙操作系統架構中外設資源動態遷移的研究與實現[J].計算機工程與科學，2022，44（01）：9-15.

[5]楊磊.油水井動態監測資料在油田開發動態分析中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2021，41（20）：57-58.

[6]張龍，崔應壽，馬驍，等.基于GIS的交通運輸數據資源整合共享與查詢系統架構研究[J].交通世界，2021（23）：25-28.

[7]樊大磊，李富兵，韓志強，等.全國油氣資源管理數據與應用系統集成研究[J].國土資源信息化，2020（06）：34-39.

（作者單位：新疆油田公司石西油田作業區）