1 前言

　　為了提高石油鉆井管理水平，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力，充分利用現(xiàn)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(biāo)，建設(shè)全新的數(shù)字化鉆井施工模式有著重要意義。

　　2 數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)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(gòu)建過(guò)程中，全面考慮了鉆井全過(guò)程所涉及到的數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，以鉆井生產(chǎn)的主流程為線索，從數(shù)字化鉆井隊(duì)、鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心、鉆井輔助決策平臺(tái)和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)等四個(gè)方面設(shè)計(jì)了數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)框架，本文著重從前三個(gè)方面闡述數(shù)字鉆井施工模式的構(gòu)建方法。

　　3 數(shù)字化鉆井隊(duì)

　　數(shù)字化鉆井隊(duì)主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理與傳輸計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及其他應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)攝像監(jiān)控解碼器等設(shè)備連接起來(lái)，然后通過(guò)部署在這些機(jī)器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場(chǎng)工況監(jiān)測(cè)等工作。這些軟硬件集成起來(lái)構(gòu)建了數(shù)字化鉆井隊(duì)。

　　3.1 數(shù)字化鉆井隊(duì)的硬件設(shè)施

　�。�1）數(shù)據(jù)采集儀器

　　數(shù)據(jù)采集儀器一般是鉆井參數(shù)儀或者地質(zhì)錄井儀，鉆井參數(shù)儀一般包括鉆井儀表主機(jī)、傳感器、電纜及附件。另外，對(duì)于定向井、水平井，還需要配備有關(guān)的測(cè)斜儀器，便于進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向監(jiān)控。

　�。�2）計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

　　數(shù)字化鉆井隊(duì)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(tái)服務(wù)器和若干客戶機(jī)組成。計(jì)算機(jī)的連接方式采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)都連接到一個(gè)共享式Hub或交換機(jī)上。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單，也比較容易擴(kuò)充。

　　3.2 數(shù)字化鉆井隊(duì)的配套軟件

　�。�1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理軟件

　　本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源于綜合錄井儀或鉆井參數(shù)儀實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。為鉆井工程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與井場(chǎng)信息系統(tǒng)服務(wù)器軟件平臺(tái)提供規(guī)范格式的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以不同方式為客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)等。

　�。�2）鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸軟件

　　鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的通訊方式為利用普通有線電話網(wǎng)和GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)，其次是微波通訊和衛(wèi)星通訊。本軟件可實(shí)現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡(luò)的靈活選用。

　　（3）工程數(shù)據(jù)手工錄入維護(hù)軟件

　　該軟件主要實(shí)現(xiàn)鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)、鉆井隊(duì)伍數(shù)據(jù)等20余類。

　�。�4）地層壓力監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)軟件

　　該軟件是根據(jù)國(guó)外室內(nèi)研究的最新成果差壓和巖石彈性力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系建立的，根據(jù)鉆井參數(shù)計(jì)算地層壓力，實(shí)現(xiàn)地層壓力數(shù)據(jù)的采集、管理、處理計(jì)算、數(shù)據(jù)圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預(yù)測(cè)、檢測(cè)精度，合理設(shè)計(jì)鉆井液密度，提高鉆井安全性，保護(hù)油氣層。[1]

　　4 鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心

　　鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心建設(shè)包括鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)發(fā)布軟件等方面。

　　4.1 鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)以井的工程生命周期為路線，包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數(shù)據(jù)以及形成上報(bào)統(tǒng)計(jì)鉆井資料的數(shù)據(jù)。既能夠適應(yīng)高速發(fā)展的鉆井系統(tǒng)現(xiàn)狀，同時(shí)又具有較好的擴(kuò)充能力。

　　鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)共設(shè)計(jì)了355個(gè)數(shù)據(jù)表，3654個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，可分為鉆井標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井編碼數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井IADC報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井工程數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井井史數(shù)據(jù)庫(kù)等大類。

　　4.2 數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載

　　所有的鉆井?dāng)?shù)據(jù)在源頭一次錄入，遠(yuǎn)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?dāng)?shù)據(jù)中心。鉆井?dāng)?shù)據(jù)的審核流程和交換流程下圖所示：

　　數(shù)據(jù)庫(kù)及配套的錄入系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在勝利油田分別部署了鉆井分公司數(shù)據(jù)中心、總公司數(shù)據(jù)中心和局級(jí)數(shù)據(jù)中心。各級(jí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心運(yùn)行平穩(wěn)，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

　　4.3 數(shù)據(jù)發(fā)布軟件

　　建立了強(qiáng)大的鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心，就必須發(fā)揮作用。

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的WWW發(fā)布，分為公司級(jí)、油田級(jí)及集團(tuán)級(jí)系統(tǒng)，能夠滿足各級(jí)的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)與分析要求。該發(fā)布系統(tǒng)按照鉆井流程將信息分為三大部分：

　　1）鉆井設(shè)計(jì)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(bào)表、鉆井日?qǐng)?bào)）。

　　3）鉆井完井信息發(fā)布。

　　5 鉆井輔助決策平臺(tái)

　　鉆井輔助決策平臺(tái)由鉆井輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鉆井動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與專家診斷系統(tǒng)、鉆井生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和事故與復(fù)雜情況處理系統(tǒng)等軟件構(gòu)成。

　　5.1 鉆井工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)

　　鉆井工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括軌道設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、鉆井液設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、固井設(shè)計(jì)子系統(tǒng)等，最終生成圖文并茂的鉆井工程設(shè)計(jì)書，是設(shè)計(jì)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(jiān)測(cè)與專家診斷系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)表、曲線圖、儀表仿真等方式實(shí)時(shí)發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)工程參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)多角度視頻監(jiān)控、在線交流、視頻會(huì)議等。應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)加快鉆井科技的開(kāi)發(fā)，提高鉆井水平，及早發(fā)現(xiàn)油氣層、保護(hù)油氣層、指導(dǎo)現(xiàn)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(tǒng)

　　該系統(tǒng)是鉆井生產(chǎn)管理相關(guān)信息的總集成，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度銜接的協(xié)同工作。包括鉆井隊(duì)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(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，領(lǐng)導(dǎo)和公司相關(guān)人員可以在線監(jiān)控各分公司生產(chǎn)運(yùn)行情況。

　　5.4 井事故與復(fù)雜情況處理系統(tǒng)

　　通過(guò)建立鉆井事故與復(fù)雜問(wèn)題知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，為鉆井現(xiàn)場(chǎng)和管理人員提供預(yù)防措施，利用鉆井過(guò)程中的各種信息及早發(fā)現(xiàn)鉆井異常，正確判斷鉆井事故和復(fù)雜的類型，及時(shí)、正確地處理施工井的事故，實(shí)現(xiàn)安全、快速、高效鉆井。

　　6 結(jié)束語(yǔ)

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

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 論文：饒蕾、崔杰．用鉆井參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jī)械，2004（06）。