石油钻井工程数据库的建设与应用系列四

【摘 要】世界石油勘探开发的发展趋势,是以自动化、信息化、实时化、集成化、智能化为特点,向数字化方向全面发展,目的是增加产量、降低成本、提高经济效益.数字化的基础是数据库的建设及应用.

【关 键 词】石油钻井；数字化；数据库建设

0前言

上期《石油钻井数据库的建设与应用系列一》讲述了石油钻井参数数据库建设的重要性和石油钻井参数数据库建设的基本框架,《石油钻井数据库的建设与应用系列二》讲述了钻井数据库数据采集的方式方法,《石油钻井数据库的建设与应用系列三》讲述了数据库的设计,本期介绍一些石油钻井工程数据库的应用.

1钻井工程参数数据库的应用

1.1钻井实时监测系统

是利用仪器上多种监测仪器和传感器实时采集钻井工程、钻井液、地质录井、测井等参数,经过数模转换、数据采集、软件处理,最终显示于计算机终端,并在软件处理过程中,实现实时数据的动态模型分析、计算以及动态绘制实时数据曲线等.系统采集：立管压力、套管压力、泥浆泵冲、入口液量、出口液量、出口气量、出口密度、粘度、切力等数十个参数.

钻井数据实时监测系统平台具有动态实时曲线显示、动态数字显示、动态数据库浏览、静态数据曲线显示、理论曲线显示、数据现场传输、远程通讯、自动及人工控制、应急及限值报警、自动数据备份、现场工况及出口情况监视等功能.开发了一套适合该系统的软件,可完成对立管压力、套管压力、出口液量、气量、密度、钻井液粘度、切力等参数的实时采集、变换,并将数据实时存入数据库文件,作为系统平台分析对比、计算和控制的数据源.

钻井过程中,可以把钻井工况分为两种状态：正常,非正常.根据以往的钻井历史数据建立正常和非正常状态的样本集,对模式进行设置.在钻井施工的过程中,将实时监测数据结合地层参数和泥浆进出口液量等参数进行实时事故判断,如发现井下异常,则立即报警.

1.2钻井辅助决策平台

钻井辅助决策平台在钻井实时监测系统的基础上,由专家诊断系统、钻井辅助设计系统、钻井生产指挥系统和事故与复杂情况处理系统等软件构成.

1）钻井动态实时监测与专家诊断系统

该系统是以数据表、曲线图、CAD仿真等方式实时发布现场工程参数等,供现场技术人员为下一步工作提供依据.遇到复杂情况在现场技术人员无法解决时,可以及时上报公司技术专家,通过远程专家实时诊断系统,与指挥系统平台和现场的工程技术人员进行实时的交流与讨论,拿出解决方案,达到快速、高效、优质钻井的目的.

2）钻井工程设计系统

钻井工程设计系统包括工程设计子系统、钻井液设计子系统、固井设计子系统等,根据数据库的区块井史和有关地质参数,工程设计人员可以方便的完成图文并茂的钻井工程设计书,是设计者与管理者的顾问与助手.

3）钻井生产指挥系统

该系统是钻井生产管理相关信息的总集成,实现了调度衔接的协同工作.包括钻井队伍分布状况及正钻井的分布状况的展示、钻井施工日动态数据的统计,领导和公司相关人员可以在线监控各钻井队生产运行情况.

4）钻井事故与复杂情况处理系统

通过建立钻井事故与复杂问题知识数据库,为钻井现场和管理人员提供预防措施,利用钻井过程中的实时监测系统及早发现钻井异常,正确判断钻井事故和复杂的类型,及时、正确地处理施工井的事故,实现安全、快速、高效钻井.

钻井辅助决策平台的核心就是一个综合的实时决策系统,在这个系统框架里可以分为三个层面.第一个层面是数据实时采集传输系统,把钻井过程中产生的工程数据、钻井液数据、井眼轨迹数据,以及随钻测井、录井、地震等数据通过监测仪器和传感器采集到现场计算机,再通过卫星、互联网等通讯手段传送到总部的数据库；第二个层面是数据分析系统,采集得到的大量数据需要在数据库下通过各种软件进行分析、处理、对比,分析得到的结果供第三层面的决策中心的专家参考,不同领域的专家结合各自的经验,以实时分析的结果为基础,提出最终的决策意见,通过远程在线诊断系统解决现场发生的问题.

1.3旋转导向设计和实钻井眼的轨迹描述

随着随钻测量仪器MWD的研制成功,井眼轨迹数据可以随时采集.因此可以通过计算机的CAD使现场工程技术人员随时掌握井眼轨迹,防止偏离设计路线.

1）设计和实钻井眼的轨迹描述是在获取设计和实钻的轨迹参数后,以数据定量准确描述井眼轨迹,并能以图形方式直观地显示出来,以便进行对比分析.

2）绘制井眼轨迹图,将设计井眼轨迹和实钻井眼轨迹通过仿真及CAD绘制成水平投影图、垂直投影图及三维投影图,对比实钻轨迹与设计轨迹,可直观地看出实钻轨迹是否按设计轨迹钻进,同时也反映出导向马达是否在正常工作,能否满足对轨迹控制的要求.这样就可以对导向马达及时发出工作指令,按设计的轨迹钻进.如果偏离了设计轨迹,根据当前点和指定目标点设计出新的修正轨迹,及时予以修正.

2结束语

目前国内三大石油公司有四十几个油田,各企业的钻井数据库建设参差不齐,更缺乏对数据的深层次分析处理、综合利用以及对钻井全过程的协同管理与指挥功能,钻井数据的自动采集率低、实时性差,钻井的智能化程度还很低.此外,在设计方面,国内钻井设计软件主要从欧美各大公司进口,几乎没有自己的仿真及CAD三维软件.因此,与国外钻井信息系统相比还存在很大差距,与国内钻井行业的自身要求仍然不相适应,数据库的建设还任重道远.同时,随着数字化钻井的核心技术―随钻技术（随钻测量、随钻测井、随钻压力和温度预测、随钻地震等）在我国的突破,尤其是近钻头地质导向系统的研制成功和推广应用,数据库分析软件的编写及与现有数据库的整合,又提上议事日程.

【参考文献】

[1]张海平.钻井工程数据库[J].石油钻采工艺,1987（06）：60-67.

[2]《钻井手册（甲方）》编写组.钻井手册（甲方）[M].石油工业出版社,1990.

[3]石油勘探开发研究院钻井工艺研究所,西南石油学院开发系,江汉石油管理局钻井处,大港油田管理局钻井处.SY/T5705-1995石油钻井工程数据库文件格式[S].石油工业出版社,1995.

[4]钱浩东,龚俊,彭轼,张帆.国内钻井数据库现状及发展应用前景[J].钻采工艺,2010（01）：25-28.

[责任编辑：汤静]