基于MVC模式的油田開發(fā)分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

爨 瑩 ，朱航洲 ，李 媛

（1.西安石油大學(xué) 計算機學(xué)院，陜西 西安 710065；2.陜西省生產(chǎn)力促進(jìn)中心，陜西 西安 710054）

油田開發(fā)動態(tài)分析在整個油田開發(fā)生產(chǎn)過程中具有重要的地位，是保證科學(xué)高效地開發(fā)油田、保持油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、提高油田最終采收率的基礎(chǔ)。油田開發(fā)分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)可以幫助地質(zhì)工作者應(yīng)用靜動結(jié)合的方法，分析認(rèn)識油藏開發(fā)水驅(qū)規(guī)律、科學(xué)總結(jié)歷史經(jīng)驗、高效率研究開發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀及動態(tài)變化特征、科學(xué)評價開發(fā)效果，為開發(fā)決策提供準(zhǔn)確分析信息支持，從而實現(xiàn)油田開發(fā)生產(chǎn)良性循環(huán)。

1 系統(tǒng)分析

本文是針對安塞油田開發(fā)的分析系統(tǒng)，其功能模塊如圖1所示。系統(tǒng)的主要功能包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢、報表生成、單井分析、井組分析、區(qū)塊分析和系統(tǒng)管理。

數(shù)據(jù)采集模塊包括：開發(fā)靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)監(jiān)測、分析化驗、井下作業(yè)、儲量、方案規(guī)劃、采油管理、油氣集輸、成果等數(shù)據(jù)的采集。

數(shù)據(jù)查詢模塊包括：單井靜態(tài)數(shù)據(jù)、單井動態(tài)日數(shù)據(jù)查詢、單井動態(tài)月數(shù)據(jù)查詢、單井動態(tài)年數(shù)據(jù)查詢；井組動態(tài)日數(shù)據(jù)查詢、井組動態(tài)月數(shù)據(jù)查詢、井組動態(tài)年數(shù)據(jù)查詢；區(qū)塊動態(tài)日數(shù)據(jù)、區(qū)塊動態(tài)月數(shù)據(jù)查詢、區(qū)塊動態(tài)年數(shù)據(jù)查詢[1]。

報表生成模塊包括：油田開發(fā)綜合數(shù)據(jù)表、油田產(chǎn)量構(gòu)成數(shù)據(jù)表。

單井分析模塊包括：單井概況[2]、動態(tài)數(shù)據(jù)表、鉆井?dāng)?shù)據(jù)、小層數(shù)據(jù)、射孔數(shù)據(jù)、壓裂數(shù)據(jù)、修井?dāng)?shù)據(jù)、測壓數(shù)據(jù)、產(chǎn)出剖面、吸水剖面、注水指示曲線、日動態(tài)、月動態(tài)進(jìn)行分析與查詢。

井組分析模塊包括：井組概況、曲線分析[3]、開發(fā)現(xiàn)狀分析、小層連通進(jìn)行分析[2]。

單元分析模塊包括：單元概況、綜合曲線分析、油水構(gòu)成分析[4]、開采現(xiàn)狀分析、措施效果分析[5]、產(chǎn)量變化分析、等值圖分析[6]等。

系統(tǒng)管理模塊包括：用戶權(quán)限、日志、報表系統(tǒng)定制、參數(shù)、密碼維護(hù)等的管理。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 MVC模式

MVC模式（Mode-View-Controller）把應(yīng)用程序分為模型、視圖和控制三層。模型是應(yīng)用程序使用對象的完整表示；視圖是用戶交互的界面；控制器用于處理用戶和應(yīng)用程序的交互操作。采用MVC模式具有如下優(yōu)點：（1）顯示與業(yè)務(wù)分離，易于程序維護(hù)[4]；（2）模型可移植性好，一個模型在運行時可以建立和使用多個視圖[4]；（3）有利于軟件工程化管理。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

本系統(tǒng)的 MVC（模型/視圖/控制）模式在表示層實現(xiàn)，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

安塞油田開發(fā)分析系統(tǒng)的設(shè)計本著靈活、可擴展、開放、安全的基本原則，系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)采用B/S架構(gòu)，設(shè)計模型遵循MVC模式。整體體系采用分層模式設(shè)計，以提高系統(tǒng)的靈活性。如圖2所示，系統(tǒng)在整個結(jié)構(gòu)上分為三層，三層之間相互獨立，層與層之間通過接口通信。表示層的設(shè)計基于MVC模式，依據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層，展現(xiàn)系統(tǒng)功能、提供用戶的交互界面和業(yè)務(wù)邏輯控制。業(yè)務(wù)邏輯層提供系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)邏輯管理和擴展業(yè)務(wù)邏輯管理?；緲I(yè)務(wù)邏輯提供最基礎(chǔ)和核心的系統(tǒng)信息，包括界面組成的信息、界面的數(shù)據(jù)信息、界面的元數(shù)據(jù)信息。擴展業(yè)務(wù)邏輯提供相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的邏輯，包括報表、分析等。數(shù)據(jù)訪問引擎提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，為上層訪問數(shù)據(jù)提供一致的接口，在驅(qū)動引擎方面，提供了可擴展接口，以滿足不同需要。此層提供了兩個層次的服務(wù)：用戶數(shù)據(jù)訪問服務(wù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）訪問服務(wù)。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)使用Oracle數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)表包括開發(fā)靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、分析化驗數(shù)據(jù)、井下作業(yè)數(shù)據(jù)、方案規(guī)劃數(shù)據(jù)、采油管理數(shù)據(jù)、油氣集輸數(shù)據(jù)、儲量數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)等共計179張表。數(shù)據(jù)庫表分類統(tǒng)計如表1所示。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計引入中間數(shù)據(jù)庫。油田開發(fā)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（包括靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)等）通過導(dǎo)入或手工錄入的方式加載到開發(fā)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。為了提高系統(tǒng)查詢性能，系統(tǒng)引入了中間數(shù)據(jù)庫。中間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是面向分析和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，它是通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在后臺進(jìn)行匯總得來的數(shù)據(jù)。油田開發(fā)分析過程中所使用的數(shù)據(jù)可直接從中間數(shù)據(jù)庫提取，無需從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫計算得到，從而提高了系統(tǒng)的查詢速度。

表1 數(shù)據(jù)庫表分類統(tǒng)計

系統(tǒng)引入元數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)字典進(jìn)行管理，以增加系統(tǒng)設(shè)計的靈活性。

2.4 系統(tǒng)接口設(shè)計

系統(tǒng)整體設(shè)計為框架系統(tǒng)，由系統(tǒng)組織與控制層整合每個層面，每個層面都有自己的擴展機制，以滿足系統(tǒng)未來不同側(cè)面的需求。數(shù)據(jù)引擎層提供了各種不同驅(qū)動類型的擴展；業(yè)務(wù)層提供了不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)邏輯擴展；表示層提供了不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的界面擴展。其目的是使核心層（系統(tǒng)框架層）與業(yè)務(wù)層隔離，保證系統(tǒng)良好的伸縮性。系統(tǒng)從整體到部分，處處都體現(xiàn)了這種核心設(shè)計理念。每一個層面的主要功能如下：

（1）IlayOut接口：表示層接口，負(fù)責(zé)提供核心控制器，將界面調(diào)用信息轉(zhuǎn)發(fā)到業(yè)務(wù)邏輯層及其他層來處理；控制器將業(yè)務(wù)邏輯層數(shù)據(jù)顯示在界面上；對系統(tǒng)界面提供管理和服務(wù)，為每一個組件（界面組件）注冊相應(yīng)的系統(tǒng)服務(wù)，使組件能得到正確的服務(wù)，為組件實例化提供數(shù)據(jù)。表示層設(shè)計使用MVC設(shè)計模式將數(shù)據(jù)和邏輯強制分離，以便于程序的維護(hù)。

（2）IServer接口：系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯基礎(chǔ)層接口，此接口提供了注冊服務(wù)，獲取服務(wù)的基本功能。其他擴展服務(wù)需要注冊到系統(tǒng)中來，由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，為上層提供服務(wù)。此外，IServer接口還包含了IInfoDispath接口和IDataConstitution接口，通過這兩個接口公布系統(tǒng)另外層面的信息。其中，IInfoDispatch接口提供界面的構(gòu)成信息，包括用戶當(dāng)前界面由哪些頁面（或頁面元素）組成，每一個頁面的具體信息內(nèi)容。IDataConstitution接口提供用戶數(shù)據(jù)的管理信息（元數(shù)據(jù)），如表的中文名稱、更新語句、字段信息（如字段的類型、大小、是否統(tǒng)計、是否轉(zhuǎn)換、是否多值等）。

（3）IServerEx接口：系統(tǒng)的相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域邏輯，如：報表業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)審核業(yè)務(wù)邏輯、系統(tǒng)管理業(yè)務(wù)邏輯。

（4）IdataAcess接口：用戶數(shù)據(jù)服務(wù)接口，提供用戶數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新服務(wù)。

（5）ImetaData接口：系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)接口，提供系統(tǒng)信息，如系統(tǒng)的組織信息、權(quán)限信息等。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

本系統(tǒng)實現(xiàn)基于B/S架構(gòu)，采用MVC模型。其主要接口實現(xiàn)技術(shù)如下：

（1）表示層接口 ILayout實現(xiàn)

接口ILayout由LayOutManager實現(xiàn)，LayOutManager負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的三個方面：視圖TempLate、控制器（包括核心控制器Controller和擴展控制器 ControllerEx）、模型model。例如，在數(shù)據(jù)錄入界面中，所有可供選擇的下拉框中的數(shù)據(jù)由model負(fù)責(zé)加載，用戶錄入?yún)^(qū)域由TempLate實例化。其中：

視圖TempLate模板：是用戶操作區(qū)的抽象，管理著各種BrowseEditor的集合和BrowseEditor之間的界面關(guān)系，類似于HTML中的FrameSet，負(fù)責(zé)分割用戶操作區(qū)的界面、管理界面之間的外觀次序等。

BrowseEditor瀏覽編輯器：抽象類TempLate中的每一個界面由BrowseEditor的派生類完成。

MiulitPage多頁組件：BrowseEditor的子類，完成多頁容器邏輯。如日數(shù)據(jù)錄入的主錄入?yún)^(qū)。

SimplePage單頁組件：BrowseEditor的子類，完成單頁容器邏輯。如日數(shù)據(jù)錄入的副錄入?yún)^(qū)。

控制器：由核心控制器Controller類和擴展控制器ControllerEx類實現(xiàn)。

模型：由數(shù)據(jù)引擎層實現(xiàn)。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層接口 IServer實現(xiàn)

IServer接口由核心服務(wù)類SeverManager實現(xiàn)，SeverManager管理系統(tǒng)所有的服務(wù)，實現(xiàn)IServer接口、服務(wù)的注冊、服務(wù)的提供。SeverManager本身只是其他服務(wù)的管理者，不提供任何具體的服務(wù)，即使是頁面基礎(chǔ)服務(wù)和用戶數(shù)據(jù)模型服務(wù)都只是簡單的代理，具體由類InfoDispatch和類DataConstitution來完成。

InfoDispatch：信息分發(fā)，是系統(tǒng)功能關(guān)于頁面的信息，包含頁面構(gòu)成、頁面類型，如單頁面或多頁面。

DataConstitution：數(shù)據(jù)構(gòu)成信息，系統(tǒng)功能下表、字段及相關(guān)的信息。

（3）數(shù)據(jù)引擎層 IdataAccess和 ImetaData的接口實現(xiàn)

數(shù)據(jù)引擎層包括兩個部分：用戶數(shù)據(jù)訪問和系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問 （元數(shù)據(jù)訪問）。把這兩層統(tǒng)一在數(shù)據(jù)層封裝起來，為上層提供一致的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，同時把數(shù)據(jù)訪問與業(yè)務(wù)邏輯分離，如圖3所示。數(shù)據(jù)引擎設(shè)計的原則是用戶接口簡單、使用方便，因此內(nèi)部使用了連接池和緩沖池，以提高效率。DataDEManager類同時實現(xiàn)了IdataAccess和ImetaData兩個接口，為用戶提供數(shù)據(jù)的訪問和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問，DataDEManager把最后組織好的結(jié)果提交給用戶，使用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)提取的整個過程。在數(shù)據(jù)引擎層，還實現(xiàn)了以下與數(shù)據(jù)庫管理相關(guān)的類：

MetaData：通過XmlCon連接提取系統(tǒng)數(shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）。

XmlCon：XML文件連接類。

UserDataSet：對各種數(shù)據(jù)庫相關(guān)組件進(jìn)行封裝，提供統(tǒng)一的訪問界面。

ThreadPool：線程池。

DataThread：提取數(shù)據(jù)的具體線程。

ConnectPool：連接池。

OraCon：Oracle數(shù)據(jù)庫連接封裝。

AdoCon：ADO連接封裝。

OleCon：OLE對象連接封裝。

系統(tǒng)實現(xiàn)如圖4所示。

本文介紹了MVC模式及其優(yōu)點，并運用MVC模式開發(fā)了安塞油田開發(fā)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠滿足廣大地質(zhì)工作者日常工作中數(shù)據(jù)查詢和分析的要求，使他們從繁忙的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析中解脫出來。經(jīng)實踐證明，系統(tǒng)基本滿足油田開發(fā)管理需求，對提高油田決策提供信息支持，為節(jié)約油田開發(fā)成本、提高油田競爭力起到重要的作用。

[1]田躍輝，李娟，李亞，等.油氣田開發(fā)動態(tài)規(guī)律的分析方法研究與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（19）.

[2]李繼園，劉展，孟令奎.鉆井柱狀圖可視化查詢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].地理空間信息，2009（5）.

[3]江厚順，張祎.高5塊低滲油氣田產(chǎn)量預(yù)測方法分析[J].天然氣地球科學(xué)，2010（3）.

[4]葛文庚，郭斐斐.基于MVC的物流管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2010（8）.

[5]劉春林，肖偉.油田水驅(qū)開發(fā)指標(biāo)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)分析[J].石油勘探與開發(fā)，2010（3）.

[6]檀朝東.油氣井與油氣田開發(fā)動態(tài)分析技術(shù)[M].北京：中國石油大學(xué)，2010.