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        石油鉆井工程數(shù)據(jù)庫的建設與應用系列二

        2013-08-15 00:54:54
        山東工業(yè)技術 2013年10期
        關鍵詞:數(shù)傳鉆井隊鉆井液

        宋 鍇

        (山東理工大學 圖書館,山東 淄博255049)

        0 前言

        上期《石油鉆井數(shù)據(jù)庫的建設與應用系列一》講述了石油鉆井工程參數(shù)數(shù)據(jù)庫建設的重要性和石油鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)庫建設的基本框架,本期講述數(shù)據(jù)采集的方式方法。

        第一個層面是數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng),把鉆井過程中產(chǎn)生的工程數(shù)據(jù)、鉆井液、地質(zhì)數(shù)據(jù),采集到PLC,或手工錄入數(shù)據(jù),第二個層面是由數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)無線傳輸給井隊值班房計算機,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以圖表的形式在計算機上顯示出來,然后通過網(wǎng)絡傳輸?shù)姐@井公司及總公司的數(shù)據(jù)庫,即可實現(xiàn)鉆井參數(shù)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享;第三個層面是數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),采集得到的大量數(shù)據(jù)需要在數(shù)據(jù)庫下通過各種軟件進行分析、處理、對比;分析得到的結果供決策中心的專家參考,鉆井、地質(zhì)等不同領域的專家結合各自的經(jīng)驗,以實時分析得到的結果為基礎,提出最終的決策意見,通過遠程在線診斷系統(tǒng)解決現(xiàn)場發(fā)生的問題。

        1 石油鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)庫有關參數(shù)的采集

        鉆井隊原來主要通過資料員每天手工錄入工程數(shù)據(jù),隨著科學技術的發(fā)展和計算機技術的升級換代,自動化、信息化、實時化、集成化、智能化的鉆井隊將逐步實現(xiàn),今后大部分工程數(shù)據(jù)將通過鉆井實時監(jiān)測系統(tǒng)采集,通過PLC 將安裝在各關鍵部位的監(jiān)測儀器和多種傳感器連接起來,再由數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)無線傳輸給井隊值班房計算機,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以圖表的形式在計算機上顯示出來,然后通過網(wǎng)絡傳輸?shù)姐@井公司及總公司,即可實現(xiàn)鉆井參數(shù)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享。

        鉆井隊的工程參數(shù)主要分為工程參數(shù)、鉆井液參數(shù)、地質(zhì)錄井參數(shù)、測井參數(shù)、管理參數(shù)幾個部分。有的通過儀器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集,還有一些需要手工錄入。

        工程參數(shù)部分由鉆時、鉆壓、懸重、立管壓力、轉盤扭矩、轉速、鉆速、大鉤負荷等測量儀器組成,大部分數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)通過傳感器實現(xiàn)實時監(jiān)測。

        地質(zhì)錄井現(xiàn)場監(jiān)測部分由綜合錄井儀等現(xiàn)場測量儀器組成,如果解決巖屑錄井自動定量采集、定量熒光等,即可實現(xiàn)實時監(jiān)測。

        鉆井液是保證井壁穩(wěn)定和井眼暢通的關鍵因素。此前鉆井液參數(shù)需要通過人工取樣到實驗室分析化驗、測量,鉆井液資料由人工抄寫,既不便于查詢和統(tǒng)計,又耗費了大量的人力和物力,給鉆井液管理帶來很多不便,更重要的是不能實時監(jiān)測,無法實現(xiàn)實時決策,成為制約泥漿技術發(fā)展和服務的難點。目前鉆井實時監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)研究成功,實現(xiàn)了大部分鉆井液參數(shù)的在線實時采集。

        鉆井液數(shù)據(jù)庫是一個高度集成的鉆井、 完井液數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),由兩個分系統(tǒng)組成,單井數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要是面向鉆井隊現(xiàn)場使用,用于全面實時采集、儲存鉆井、完井液相關數(shù)據(jù),并且提供鉆井液技術、事故和單井成本分析功能,完成日報表、班報表和完井報告編寫等功能;公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個以Oracle 數(shù)據(jù)庫為基礎,面向網(wǎng)絡和鉆井液技術人員的分析系統(tǒng),包含油田區(qū)塊單井數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各種報告,區(qū)塊地質(zhì)概況、地層礦物組分與理化性能、儲層特性、地層壓力系數(shù)、試油簡況等信息,可提供鉆井、完井液區(qū)塊信息查詢、統(tǒng)計分析,和鉆井液設計等。鉆井隊采用移動電話通信系統(tǒng)或衛(wèi)星通信系統(tǒng)實時報送數(shù)據(jù),并在完井后通過U 盤或移動硬盤儲存和報送數(shù)據(jù)庫文件,公司數(shù)據(jù)庫使用大型計算機處理和保存。

        數(shù)據(jù)庫需要手工錄入的是鉆井現(xiàn)場施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護和統(tǒng)計。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設備數(shù)據(jù)、鉆井隊伍數(shù)據(jù)等。(1)常用鉆具統(tǒng)計查詢,即鉆頭、鉆桿的使用情況;(2)取芯情況(起始井深、終止井深、巖心長度、取心率等)及匯總查詢(巖心總長度、總鉆進時間、平均時效、總進尺等);(3)生產(chǎn)施工時效分析報表,能夠方便地對生產(chǎn)施工情況按井統(tǒng)計;(4)測井參數(shù),包括油層厚度,層數(shù),滲透率等;(5)井史數(shù)據(jù)錄入和查詢功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要功能包括:數(shù)據(jù)管理(即對井史數(shù)據(jù)的錄入、編輯和數(shù)據(jù)管理等)、查詢統(tǒng)計(提供了鉆井時效統(tǒng)計分析、井下事故統(tǒng)計分析等十幾項井史數(shù)據(jù)庫的應用功能)、報表生成(可自動生成完井總結、材料消耗、成本統(tǒng)計等各種報表及用于生產(chǎn)管理的各種日報、月報、年報等)、系統(tǒng)維護(包括檔案管理、口令管理、數(shù)據(jù)轉儲、代碼維護等)、打印輸出(提供了對查詢統(tǒng)計結果、各種報表、單項井史以及整本井史的打印輸出功能)。

        2 鉆井隊的配套設施

        2.1 鉆井隊的硬件設施

        (1)數(shù)據(jù)采集儀器

        數(shù)據(jù)采集儀器是鉆井實時監(jiān)測系統(tǒng),包括工程參數(shù)、鉆井液參數(shù)、地質(zhì)錄井參數(shù)等多種監(jiān)測儀器、傳感器、PLC 及無線數(shù)傳模塊等。

        (2)計算機及網(wǎng)絡設備

        鉆井隊在井場組建一個小型的局域網(wǎng)絡。局域網(wǎng)由一臺主電腦和若干客戶機組成,實現(xiàn)隊長值班室,鉆井平臺,錄井值班室,泥漿值班室等的數(shù)據(jù)共享。計算機的連接方式采用無線數(shù)傳模式。主機與公司通過移動電話網(wǎng)絡或衛(wèi)星通信系統(tǒng)連接。

        2.2 鉆井隊的配套軟件

        (1)實時數(shù)據(jù)采集、處理軟件

        本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要來源于鉆井實時監(jiān)測系統(tǒng)實時采集的數(shù)據(jù),包括鉆井液、地質(zhì)、鉆井工程參數(shù)。數(shù)十個信號全部轉換為4-20mA 的標準信號,采集到PLC 然后通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送到計算機。

        (2)鉆井過程實時監(jiān)測和遠程傳輸軟件

        無線數(shù)傳模塊客戶端計算機接收的信號通過軟件的處理轉換成圖表,方便現(xiàn)場工程技術人員的實時監(jiān)控。

        井場與基地間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式,目前經(jīng)濟簡便的通訊方式為GPRS 移動通訊網(wǎng),其次是衛(wèi)星通訊。本軟件可實現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡的靈活選用。

        (3)工程數(shù)據(jù)手工錄入維護軟件

        需要手工錄入的鉆井現(xiàn)場施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護和統(tǒng)計。

        3 結束語

        數(shù)據(jù)庫的建設是數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的基礎,數(shù)字化鉆井隊主要通過數(shù)據(jù)采集計算機將安裝在各關鍵部位的監(jiān)測儀器、傳感器連接起來,再由井場局域網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)處理與傳輸計算機、現(xiàn)場監(jiān)控及其他應用計算機、現(xiàn)場攝像監(jiān)控解碼器等設備連接起來,然后通過部署在這些機器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場工況監(jiān)測等工作,完成鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建設。

        [1]張海平.鉆井工程數(shù)據(jù)庫[J].石油鉆采工藝,1987(06):60-67.

        [2]《鉆井手冊(甲方)》編寫組.鉆井手冊(甲方)[M].石油工業(yè)出版社,1990.

        [3]石油勘探開發(fā)研究院鉆井工藝研究所,西南石油學院開發(fā)系,江漢石油管理局鉆井處,大港油田管理局鉆井處.SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數(shù)據(jù)庫文件格式[S].石油工業(yè)出版社,1995.

        [4]錢浩東,龔俊,彭軾,張帆.國內(nèi)鉆井數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀及發(fā)展應用前景[J].鉆采工藝,2010(01):25-28.

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