1 前言

　　為了提高石油鉆井管理水平，降低成本，提高經(jīng)濟效益和競爭能力，充分利用現代化信息技術(shù)，以降低開(kāi)發(fā)成本和降低生產(chǎn)成本為目標，建設全新的數字化鉆井施工模式有著(zhù)重要意義。

　　2 數字化鉆井信息平臺框架

　　石油鉆井的主流程是從市場(chǎng)信息的收集與分析開(kāi)始，在構建過(guò)程中，全面考慮了鉆井全過(guò)程所涉及到的數據以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，以鉆井生產(chǎn)的主流程為線(xiàn)索，從數字化鉆井隊、鉆井數據中心、鉆井輔助決策平臺和遠程通信網(wǎng)絡(luò )等四個(gè)方面設計了數字化鉆井信息平臺框架，本文著(zhù)重從前三個(gè)方面闡述數字鉆井施工模式的構建方法。

　　3 數字化鉆井隊

　　數字化鉆井隊主要通過(guò)數據采集計算機將安裝在各關(guān)鍵部位的傳感器連接起來(lái)，再由井場(chǎng)局域網(wǎng)絡(luò )將數據采集計算機、數據處理與傳輸計算機、現場(chǎng)監控及其他應用計算機、現場(chǎng)攝像監控解碼器等設備連接起來(lái)，然后通過(guò)部署在這些機器上的軟件系統完成數據的自動(dòng)采集、數據人工錄入、數據轉換、數據傳輸、現場(chǎng)工況監測等工作。這些軟硬件集成起來(lái)構建了數字化鉆井隊。

　　3.1 數字化鉆井隊的硬件設施

　�。�1）數據采集儀器

　　數據采集儀器一般是鉆井參數儀或者地質(zhì)錄井儀，鉆井參數儀一般包括鉆井儀表主機、傳感器、電纜及附件。另外，對于定向井、水平井，還需要配備有關(guān)的測斜儀器，便于進(jìn)行地質(zhì)導向監控。

　�。�2）計算機及網(wǎng)絡(luò )設備

　　數字化鉆井隊需要在井場(chǎng)組建一個(gè)小型的局域網(wǎng)絡(luò )。局域網(wǎng)由一臺服務(wù)器和若干客戶(hù)機組成。計算機的連接方式采用星型拓撲結構，即網(wǎng)絡(luò )中的所有計算機都連接到一個(gè)共享式Hub或交換機上。這種網(wǎng)絡(luò )系統連接簡(jiǎn)單，也比較容易擴充。

　　3.2 數字化鉆井隊的配套軟件

　�。�1）實(shí)時(shí)數據采集、處理軟件

　　本系統的實(shí)時(shí)數據來(lái)源于綜合錄井儀或鉆井參數儀實(shí)時(shí)采集的數據。為鉆井工程實(shí)時(shí)監測與井場(chǎng)信息系統服務(wù)器軟件平臺提供規范格式的實(shí)時(shí)數據,以不同方式為客戶(hù)端提供實(shí)時(shí)數據服務(wù)等。

　�。�2）鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監測和遠程傳輸軟件

　　鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監測分為鉆進(jìn)過(guò)程和起下鉆過(guò)程兩個(gè)模塊。

　　井場(chǎng)與基地間的數據傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經(jīng)濟簡(jiǎn)便的通訊方式為利用普通有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)和GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)，其次是微波通訊和衛星通訊。本軟件可實(shí)現以上集中網(wǎng)絡(luò )的靈活選用。

　�。�3）工程數據手工錄入維護軟件

　　該軟件主要實(shí)現鉆井現場(chǎng)施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。這些數據包括日常管理數據、鉆井設備數據、鉆井隊伍數據等20余類(lèi)。

　�。�4）地層壓力監測評價(jià)軟件

　　該軟件是根據國外室內研究的最新成果差壓和巖石彈性力學(xué)參數之間的關(guān)系建立的，根據鉆井參數計算地層壓力，實(shí)現地層壓力數據的采集、管理、處理計算、數據圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預測、檢測精度，合理設計鉆井液密度，提高鉆井安全性，保護油氣層。[1]

　　4 鉆井數據中心

　　鉆井數據中心建設包括鉆井綜合數據庫、數據流及數據加載、數據發(fā)布軟件等方面。

　　4.1 鉆井綜合數據庫設計與實(shí)現

　　數據庫以井的工程生命周期為路線(xiàn)，包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數據以及形成上報統計鉆井資料的數據。既能夠適應高速發(fā)展的鉆井系統現狀，同時(shí)又具有較好的擴充能力。

　　鉆井數據庫共設計了355個(gè)數據表，3654個(gè)數據項，可分為鉆井標準數據庫、鉆井編碼數據庫、鉆井工程設計數據庫、鉆井IADC報表數據庫、鉆井工程數據庫、鉆井實(shí)時(shí)數據庫、鉆井井史數據庫等大類(lèi)。

　　4.2 數據流及數據加載

　　所有的鉆井數據在源頭一次錄入，遠程傳輸至鉆井公司，經(jīng)過(guò)公司技術(shù)人員審核后進(jìn)入鉆井數據中心。鉆井數據的審核流程和交換流程下圖所示：

　　數據庫及配套的錄入系統設計完成后，在勝利油田分別部署了鉆井分公司數據中心、總公司數據中心和局級數據中心。各級鉆井數據中心運行平穩，并發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。

　　4.3 數據發(fā)布軟件

　　建立了強大的鉆井數據中心，就必須發(fā)揮作用。

　　系統實(shí)現了鉆井綜合數據庫的WWW發(fā)布，分為公司級、油田級及集團級系統，能夠滿(mǎn)足各級的數據查詢(xún)、統計與分析要求。該發(fā)布系統按照鉆井流程將信息分為三大部分：

　　1）鉆井設計信息發(fā)布模塊。

　　2）鉆井施工動(dòng)態(tài)信息發(fā)布模塊（包括IADC報表、鉆井日報）。

　　3）鉆井完井信息發(fā)布。

　　5 鉆井輔助決策平臺

　　鉆井輔助決策平臺由鉆井輔助設計系統、鉆井動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監測與專(zhuān)家診斷系統、鉆井生產(chǎn)指揮系統和事故與復雜情況處理系統等軟件構成。

　　5.1 鉆井工程設計系統

　　鉆井工程設計系統包括軌道設計子系統、工程設計子系統、鉆井液設計子系統、固井設計子系統等，最終生成圖文并茂的鉆井工程設計書(shū)，是設計者與管理者的顧問(wèn)與助手。

　　5.2 鉆井動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監測與專(zhuān)家診斷系統

　　該系統是以數據表、曲線(xiàn)圖、儀表仿真等方式實(shí)時(shí)發(fā)布現場(chǎng)工程參數、現場(chǎng)多角度視頻監控、在線(xiàn)交流、視頻會(huì )議等。應用該系統對加快鉆井科技的開(kāi)發(fā)，提高鉆井水平，及早發(fā)現油氣層、保護油氣層、指導現場(chǎng)施工生產(chǎn)，提高油田勘探開(kāi)發(fā)的整體效益起到重要的作用。[2]

　　5.3 鉆井生產(chǎn)指揮系統

　　該系統是鉆井生產(chǎn)管理相關(guān)信息的總集成，實(shí)現了調度銜接的協(xié)同工作。包括鉆井隊伍分布狀況及正鉆井的分布狀況的展示、鉆井施工日動(dòng)態(tài)數據的統計，領(lǐng)導和公司相關(guān)人員可以在線(xiàn)監控各分公司生產(chǎn)運行情況。

　　5.4 井事故與復雜情況處理系統

　　通過(guò)建立鉆井事故與復雜問(wèn)題知識數據庫，為鉆井現場(chǎng)和管理人員提供預防措施，利用鉆井過(guò)程中的各種信息及早發(fā)現鉆井異常，正確判斷鉆井事故和復雜的類(lèi)型，及時(shí)、正確地處理施工井的事故，實(shí)現安全、快速、高效鉆井。

　　6 結束語(yǔ)

　　近幾年，我國政府和石油行業(yè)充分體驗到了數字化鉆井施工模式的巨大效益，并努力朝著(zhù)這個(gè)方向發(fā)展。

　　參考文獻：

　　[1] 論文：饒蕾、崔杰．用鉆井參數實(shí)時(shí)監測地層壓力的新方法．石油鉆采工藝，2004（02）。

　　[2]論文：李璞，孫正義．重點(diǎn)井鉆井信息傳輸及處理技術(shù)．石油機械，2004（06）。