宿建春，蔣能記，楊開贊

（中國石油新疆油田分公司 風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

蒸汽輔助重力泄油 （SteamAssistedGravityDrainage，SAGD）是一種將蒸汽從位于油藏底部附近的水平生產(chǎn)井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加熱的原油和蒸汽冷凝液從油藏底部的水平井產(chǎn)出的采油方法，具有高的采油能力、高油汽比、較高的最終采收率及降低井間干擾，避免過早井間竄通的優(yōu)點(diǎn)。

SAGD開采方式是一個(gè)精細(xì)調(diào)控過程，需實(shí)時(shí)監(jiān)測分析井口和井底的溫度、壓力監(jiān)測參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，防止井口和井底的閃蒸現(xiàn)象。想要做到超稠油油藏科學(xué)合理化的開采，需準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)SAGD汽腔發(fā)育情況，掌握油藏生產(chǎn)規(guī)律。

SAGD稠油油藏研究平臺(tái)，整合了油藏地質(zhì)建模、油藏?cái)?shù)值模擬、專業(yè)軟件應(yīng)用成果等數(shù)據(jù)資源和專業(yè)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)在線分析、生產(chǎn)預(yù)警、動(dòng)態(tài)分析、遠(yuǎn)程調(diào)控的一體化綜合應(yīng)用，把油田“搬”到桌面上，實(shí)現(xiàn)對(duì)SAGD井高效管理，為生產(chǎn)決策提供技術(shù)支持。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

SAGD稠油油藏研究系統(tǒng)采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA），將系統(tǒng)總體劃分為數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)持久層將代理類和數(shù)據(jù)庫（Oracle）綁定在一起，提供對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的訪問；業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)處理各種業(yè)務(wù)邏輯，為各業(yè)務(wù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)直接提供給表現(xiàn)層；表現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中展示，根據(jù)不同業(yè)務(wù)、不同模塊可以實(shí)現(xiàn)同一數(shù)據(jù)的多種表現(xiàn)形式。結(jié)構(gòu)分層間通信制定標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口，采用WEBService＋XML實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)請(qǐng)求和數(shù)據(jù)傳遞。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)離不開油田地質(zhì)資料、工程資料、油水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料、測試數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)主要來自于各專業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。需對(duì)分散的各專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成應(yīng)用，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循了SOA設(shè)計(jì)概念。

2 系統(tǒng)研發(fā)與實(shí)現(xiàn)

2．1 技術(shù)構(gòu)架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用三層架構(gòu)（3－tierapplication），通常意義上的三層架構(gòu)就是將整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為：表現(xiàn)層 （UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL）。區(qū)分層次的目的即為了“高內(nèi)聚，低耦合”的思想。表現(xiàn)層（UI）：通俗講就是展現(xiàn)給用戶的界面，即用戶在使用一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候他的所見所得；業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）：針對(duì)具體問題的操作，也可以說是對(duì)數(shù)據(jù)層的操作，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理；數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：該層所做事務(wù)直接操作數(shù)據(jù)庫，針對(duì)數(shù)據(jù)的增添、刪除、修改、查找等，見圖1。

圖1 三層架構(gòu)示意圖

SAGD智能油藏分析決策平臺(tái)，在水平方向上按業(yè)務(wù)類型及功能用途劃分為數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，數(shù)模成果分析，地質(zhì)分析，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示等子系統(tǒng)；每個(gè)子系統(tǒng)可視作為一個(gè)粗粒度的模塊。為達(dá)到“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，使整個(gè)平臺(tái)有更高的可靠性，可擴(kuò)展性，在垂直方向劃分系統(tǒng)，平臺(tái)引入三層架構(gòu)模式，以降低各層之間的依賴，同時(shí)保持各層的可替換行。

系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境平臺(tái)劃分為客戶層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層三個(gè)層次。

客戶層主要用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，為用戶提供一種交互式操作的界面。主要應(yīng)用功能有數(shù)據(jù)管理、共享與交換、信息搜索等。

服務(wù)層的設(shè)計(jì)遵循SOA體系規(guī)范，基于J2EE體系采用Spring應(yīng)用框架來開發(fā)組織可復(fù)用的服務(wù)框架，該服務(wù)框架不提供任何具體的功能服務(wù)，所有的功能服務(wù)封裝在各個(gè)服務(wù)插件中，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的解耦和靈活裝配。通過統(tǒng)一的方式（服務(wù)總線）對(duì)外提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)統(tǒng)一管理。服務(wù)總線是客戶端與應(yīng)用服務(wù)交互的通道，支持消息傳遞（同步、異步、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、發(fā)布－訂閱），可統(tǒng)一應(yīng)用業(yè)務(wù)規(guī)則，充實(shí)其它來源的消息，分拆和組合多個(gè)消息，以及處理異常。

數(shù)據(jù)層也稱為是持久層，其功能主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的訪問，可以訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、二進(jìn)制文件、文本文檔或是XML文檔。簡單的說就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的增、刪、改、查的操作。如果要加入對(duì)象關(guān)系映射的元素，那么就會(huì)包括對(duì)象和數(shù)據(jù)表之間的映射關(guān)系，以及對(duì)象實(shí)體的持久化。

2．2 功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能涵蓋了數(shù)據(jù)庫建設(shè)、儲(chǔ)層綜合研究、油藏地質(zhì)建模、油藏?cái)?shù)值模擬、SAGD生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析五大功能模塊，見圖2。

圖2 功能結(jié)構(gòu)圖

（1）數(shù)據(jù)庫建設(shè)，提供SAGD觀察井、靜態(tài)數(shù)據(jù)入庫接口，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線分析提供數(shù)據(jù)支持；建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫鏈路，以便進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)分析等工作；鏈接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測生產(chǎn)數(shù)據(jù)變化，為生產(chǎn)預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持。

（2）儲(chǔ)層綜合研究，以井位圖導(dǎo)航，一鍵自動(dòng)提取數(shù)據(jù)成圖，快速高效；豐富靈活的圖形展示功能，二、三維交互功能：單井柱狀圖，四性關(guān)系圖，地層對(duì)比圖，砂體對(duì)比圖，油氣藏剖面圖，柵狀圖，構(gòu)造圖，有效厚度圖，孔、滲、飽等值圖；圖件展示中可定義用戶模板，滿足用戶個(gè)性化需求。

（3）油藏地質(zhì)建模，制定網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，建立油藏模型成果庫；遠(yuǎn)程調(diào)用地質(zhì)建模軟件進(jìn)行分析計(jì)算；解析地質(zhì)建模軟件輸入數(shù)據(jù)格式，開發(fā)數(shù)據(jù)接口，為地質(zhì)建模軟件提供數(shù)據(jù)前處理服務(wù)；解析地質(zhì)建模軟件輸出數(shù)據(jù)格式，研發(fā)轉(zhuǎn)換插件，把建模成果推送到SAGD稠油油藏研究平臺(tái)進(jìn)行分析。

（4）油藏?cái)?shù)值模擬，制定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，建立油藏?cái)?shù)值模擬成果庫；遠(yuǎn)程調(diào)用數(shù)模軟件進(jìn)行成果的預(yù)覽、查看、管理等操作；解析數(shù)模軟件輸入數(shù)據(jù)格式，開發(fā)軟件數(shù)據(jù)接口，為數(shù)模軟件提供數(shù)據(jù)前處理服務(wù)；解析數(shù)模軟件輸出數(shù)據(jù)格式，研發(fā)轉(zhuǎn)換插件，把模擬結(jié)果推送到研究平臺(tái)進(jìn)行分析。

（5）SAGD生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合查詢，并按照SAGD區(qū)塊進(jìn)行報(bào)表定制，一鍵切換自動(dòng)生成用戶所需圖件，并提供個(gè)性化模板；SAGD生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，通過平臺(tái)完成大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作，包含階段產(chǎn)量對(duì)比、分級(jí)統(tǒng)計(jì)等18個(gè)功能模塊，直接生成報(bào)表及圖件；通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的異常診斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)預(yù)警；通過對(duì)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊及單井組的生產(chǎn)趨勢預(yù)測。

2．3 關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 多線程技術(shù)應(yīng)用

圖3 地質(zhì)圖件管理界面

多線程是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行的技術(shù)。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程，進(jìn)而提升整體處理性能。多線程是為了同步完成多項(xiàng)任務(wù)，提高資源使用效率來提高系統(tǒng)的效率。

使用多線程可以把占據(jù)時(shí)間長的程序任務(wù)放到后臺(tái)去處理；用戶界面可以更加吸引人，比如用戶點(diǎn)擊了一個(gè)按鈕去觸發(fā)某些事件的處理，可以彈出一個(gè)進(jìn)度條顯示；程序的運(yùn)行速度可能會(huì)加快。系統(tǒng)中地質(zhì)圖件成果網(wǎng)絡(luò)共享管理采用多線程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器在后臺(tái)通過多線程的處理，完成成果的上傳、下載、預(yù)覽等。

2.3.2 組件技術(shù)應(yīng)用

組件化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)真正的軟件可重用性和高度的互操作性。它側(cè)重于組件的產(chǎn)生和裝配，這兩方面一起構(gòu)成了組件化程序設(shè)計(jì)的核心。組件的裝配使得軟件產(chǎn)品可以采用類似于搭積木的方法快速地建立起來，不僅可以縮短軟件產(chǎn)品的開發(fā)周期，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。組件和對(duì)象所處的具體位置不應(yīng)用影響程序員的開發(fā)方式，也不妨礙它們之間的交互操作，即的“位置透明性”。對(duì)軟件的升級(jí)應(yīng)用具有靈活性，組件的更新不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用程序的運(yùn)行造成不良影響；提供滿足用戶需要的安全性。

3 應(yīng)用效果

系統(tǒng)以平面導(dǎo)航圖為切入點(diǎn)，可通過在平臺(tái)上顯示平面井位圖對(duì)關(guān)注的目標(biāo)井進(jìn)行導(dǎo)航，根據(jù)各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成地層對(duì)比圖、砂體對(duì)比圖、剖面圖、開采現(xiàn)狀圖等，開展在線地質(zhì)分析工作。油藏地質(zhì)建模與數(shù)值模擬模塊通過軟件接口開發(fā)實(shí)現(xiàn)建模成果和數(shù)模成果的管理、共享及可視化展示，與井位圖上的單井和區(qū)塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)展示，見圖3。系統(tǒng)將所有的地質(zhì)圖件成果進(jìn)行規(guī)范化統(tǒng)一入庫管理，實(shí)現(xiàn)大量的、多格式的地質(zhì)圖件上傳到統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖件的網(wǎng)絡(luò)共享，方便地質(zhì)專業(yè)人員的協(xié)同作業(yè)。

4 結(jié)語

SAGD稠油油藏研究平臺(tái)應(yīng)用實(shí)時(shí)采集的生產(chǎn)、測試、油田監(jiān)測等數(shù)據(jù)信息，結(jié)合油田油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（A2）數(shù)據(jù)庫，開發(fā)靜態(tài)數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)SAGD井生產(chǎn)現(xiàn)狀在線動(dòng)態(tài)分析、油藏地質(zhì)建模、油藏?cái)?shù)值模擬、生產(chǎn)趨勢預(yù)測等一體化綜合應(yīng)用，把油田“搬到”桌面上，輔助生產(chǎn)調(diào)控。

［1］黃長青．多線程程序設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)庫查詢中的應(yīng)用［C］//武漢市第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)、通信學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2006：311.

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