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.