ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件

随着石油勘探开发转向深部复杂地层和钻井工程设计与施工的精细化,钻井工程对软件的依赖性正逐步增强。为了拥有适合于中国石油当前和未来发展需要的钻井工程软件,中国石油集团钻井工程技术研究院经过"十一五"科技攻关,开发了具有自主知识产权的ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足了国内油田钻井工程设计与施工分析的需要。文章对ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件在功能、特点、关键技术和解决的主要问题等多个方面进行了阐述,详细介绍了该软件开发的控压钻井设计与分析系统、地层压力预测分析与监测系统、岩石力学分析系统、钻井液设计及分析系统、固井工程设计与分析系统、欠平衡(气体)钻井设计与分析系统、钻柱力学分析系统、钻井数据库管理系统、钻井实时监控与技术决策系统等功能与应用。     

钻井工程设计集成系统研发及应用

钻井工程设计集成系统是一套面向钻井工程设计部门,辅助钻井工程师完成直井、定向井、水平井等多种井型工程设计的钻井系统软件。系统基于钻井工程软件平台架构和统一的数据库,遵循中国石油勘探与生产分公司的钻井设计文本,结合中国石油各个油田的最新钻井设计格式要求,优化钻井设计流程、细化软件设计界面,提高了钻井设计数据的使用效率。具有井眼轨迹设计及防碰扫描、井身结构编辑与绘图、套管柱设计及下套管分析、钻头及钻井参数设计、钻柱设计及阻力扭矩分析、钻井液与完井液设计计算等功能,可根据用户需要自动生成订制格式的钻井工程设计文本。现场应用表明,软件的功能模块和计算准确性与国外同类钻井软件相当,可满足钻井工程设计与分析要求。该钻井工程设计集成系统提高了我国钻井工程设计和工艺软件的自主创新能力和原创性技术研发能力,增强了中国石油钻井工程核心竞争力,为我国钻井技术的信息化、自动化和智能化的发展做出了贡献。     

钻井工程设计集成系统V2.0

钻井工程设计集成系统V2.0包括设计任务管理、井数据管理、钻井工程设计、钻井工程设计规范数据等数据管理模块以及井眼轨迹设计、井身结构设计、套管校核、钻柱设计及校核、水力学计算等计算功能模块,具有丰富的钻井工程设计、计算分析和技术决策功能,可以完成直井、定向井、水平井等多种井型的钻井工程设计和分析计算,支持以中国石油钻井工程设计模板和自定义模板为标准自动生成设计文本。在常规钻井设计方面具备了与国际先进钻井软件相同的功能,同时增加了满足国内钻井设计特殊需求的新功能。已在中国石油的油田公司和工程公司安装120多套,培训相关设计人员132人次;满足了常规钻井设计需求,实现了数据资源共享,保障钻井的数据安全,提高了钻井设计与施工水平。     

钻井工程软件一体化数据库研发

本文介绍了钻井工程软件中一体化钻井工程数据库的体系结构、主要特点、设计方法和应用情况;一体化钻井工程数据库支持多套单项钻井专业分析软件一体化集成应用,可以使钻井工程各单项钻井专业分析软件数据得以充分共享,减少数据冗余和重复输入,提高钻井设计人员的设计效率。     

从浅海走向深海的挑战与钻井设计技术对策

回顾了中国海洋石油钻井从浅海走向深海的历程及中国南海近几年已钻深水井概况,较系统地总结和讨论了深水钻井工程核心技术问题,阐述了海洋深水钻井从设备到工艺与浅水及陆地钻井的主要差别,并讨论了深水钻井设计考虑的主要因素和钻井设计方法概要等,为深水钻井工程设计提供参考。     

塔北地区钻井工程计算机辅助设计系统的开发与应用

以地矿部石油地质海洋地质局标准《钻井设计纲目》（ＤＳＢ９１０１）为钻井设计基本格式，成功地开发出融钻井工程程序库、中间数据库和知识库为一体的、具有塔北油气勘探开发特点的钻井工程全过程计算机辅助设计系统。该系统吸收了国家＂七五＂、＂八五＂计划期间许多最新钻井科技成果和成功经验。塔北地区１０多口井应用该系统进行钻井设计，取得了显著的经济效益。     

钻井工程信息化的数据透视技术

在钻井工程信息化中,还没有出现直观的、便于现场使用的数据挖掘或深层数据分析软件,而数据透视技术能够实现快速的交叉汇总,通过一系列简单操作来表达用户的统计需要,形成在各种条件下的数据分析表格。介绍了钻井工程数据的结构特点、多层面的统计需求及数据透视技术的概念。阐述了多维数据透视技术的实现过程。在钻井工程数据处理过程中的应用表明,数据透视技术可为钻井设计和施工提供数据参考,为油田区块的特征分析提供数据支持,为集团公司的决策提供数据依据。     

欠平衡/气体钻井设计与分析软件

国内开发的一些欠平衡钻井软件不能同时满足欠平衡钻井众多工况的综合设计和实时监测的需求,为此开发了欠平衡/气体钻井设计及分析软件。软件包括气体欠平衡、雾化欠平衡、泡沫欠平衡、充气欠平衡、液相欠平衡以及钻井知识库系统、模型对比、钻井方式选择、钻井方式转换、完井方式选择、设备选择、钻井液帽钻井、全过程钻井和动态模拟等功能模块,可以对多种欠平衡钻井方式进行钻前设计、随钻实时监控和完钻事后分析等全过程欠平衡钻井设计与监测,从钻前设计、钻中监控、钻后分析3个方面满足欠平衡钻井设计与施工的需要。现场应用结果表明,欠平衡/气体钻井设计及分析软件优选了欠平衡钻井水力参数计算模型,简化并修正了精度较高、可行性较好的模型,可对环空、钻柱的水力参数进行分段计算,与其他欠平衡钻井软件相比,更适合工程实际应用。     

多媒体技术在石油钻井工程中的应用及前景分析

在石油钻井工程中，多媒体技术现有的应用形式主要包括井场现场多媒体化、钻井参数多媒体化、钻井设计及培训多媒体化等，对这些多媒体系统的国内外应用情况进行了分析。在此基础上，对多媒体技术在钻井工程中的应用前景进行了分析，提出了利用虚拟现实和基于内容检索的多媒体数据库等先进技术构建交互式智能钻井多媒体网络系统的设想。多媒体技术的应用，可以解决目前钻井工程中存在的一些问题，并且也是将来钻井工程智能化、信息化所必需的。     

钻井工程决策支持系统关键技术

国内自主研发的钻井软件有的仅能进行辅助设计,不足以支撑专家团队的讨论决策;有的只专注于数据传输或部分风险的预警,功能覆盖面窄,没有形成全面的决策信息支持体系.针对钻井设计论证和钻井施工两个阶段的专家决策需求,开展了系统功能设计及关键技术研究,基于SOA软件架构和插件式开发方法,研制开发了易于扩展的钻井工程全过程决策支持系统DrillAdviser,实现了工程地质信息与钻井工程信息的深度融合,功能覆盖了钻井工程设计论证、施工过程优化、钻后分析等关键技术环节,可为专家决策提供多源异构信息实时融合、二维及三维图形显示、计算模拟、协同讨论等决策支持手段,初步解决了钻井决策支持软件功能单一、多领域信息融合不足等问题.在国内外多个区块的实际应用表明,DrillAdviser设计合理,能解决实际问题,且效果良好.      

钻井工程软件的现状及发展趋势

随着钻井工程施工向复杂地区的扩展以及钻井新工艺、新技术的发展,钻井工程越来越依赖于软件系统的支持,如井眼轨迹设计、大斜度井/长井段水平井摩阻扭矩分析等。文章介绍了国内外钻井工程软件现状和功能特点,重点说明了目前国内钻井软件系统进展情况和取得的成果。经过"十一五"科技攻关,已经开发出具有自主知识产权的钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足了国内油田钻井工程设计与施工分析的需要。     

深水钻井隔水管系统工程设计与分析软件系统开发

针对深水钻井隔水管系统专用分析软件缺乏的现状,开发出了一套具备深水钻井隔水管系统力学分析和工程设计功能的软件系统,可实现隔水管系统的静态分析、模态分析、动态分析和疲劳分析,以及隔水管系统的顶张力优化设计和浮力块配置优化设计.该软件系统采用模块化的编程方法,主体部分采用VC++实现,核心求解器采用MATLAB设计,其成功开发为深水钻井隔水管系统的设计和分析提供了一个有效的工具.实例分析表明,该软件系统的计算精度满足工程应用需要.     

定向钻图形显示软件的开发

定向钻图形显示软件是基于大型水平定向钻机开发的,把钻杆在地下的走向以图形的方式描绘出来,使现场的工程技术人员更好地了解钻杆的走向,进而更好地控制钻杆的方向。该软件系统解决了在定向钻施工中手工绘图的问题,提高了施工人员的工作效率。文章介绍了定向钻图形显示软件的特点及主要功能。     

钻井水力参数优化方法及应用现状

钻井水力参数优化设计对于提高钻井速度有着非常重要的意义。总结了目前在钻井优化软件中常用的3种水力参数优化设计原则及其在钻井工程中的应用方法,并介绍了这些优化方法的差异和发展趋势。针对国外主要钻头生产商提供的水力计算软件及部分钻井仿真软件中的水力学计算模块进行了对比分析,指出了发展具有自主知识产权的钻井水力优化设计软件需要注意的问题及解决方法,对于优化钻井设计具有指导意义。     

欠平衡钻井软件发展现状与建议

欠平衡钻井技术在油气勘探开发领域得到普遍应用,钻井油气井工程中对欠平衡钻井软件的需求也随之不断增强。介绍了国内外欠平衡钻井软件的主要功能和应用情况,对比分析了国内外欠平衡钻井软件的差异,并结合国内现状,提出了我国欠平衡钻井软件开发要理论与实际紧密结合,要遵循软件研发步骤,注重软件的测试和维护,持续修改完善软件功能,形成国内成熟实用的欠平衡钻井软件系列,满足欠平衡钻井设计施工的需求。     

钻井工程数据库的研制与应用

科学钻井的标志之一，是应用微机技术处理钻井数据及有关资料，从而以最优化钻井方式获得钻井最佳效益。我们根据现场实际情况，经过一年多的努力，编写了一套适用于钻井资料管理和钻井设计以及钻井预测等方面的钻井应用软件，为工程设计、生产分析、指导施工、领导决策及科技研究提供了重要数据信息，为钻井技术管理带来很大方便。     

三牙轮钻头数字化钻进仿真评价系统开发及应用

钻头数字化钻进仿真是一种将钻头-岩石互作用仿真理论与钻头性能评价及结构优化相结合的实用化技术,开发钻头钻进仿真软件的主要目的是为钻头设计及性能分析提供技术手段。在已完成的三牙轮钻头仿真模型研究基础上,重点解决了数据输入、模型数值算法实现、仿真结果可视化等问题,利用MATLAB完成了软件开发。开发的软件能够模拟钻头几何结构,分析理想状态下钻齿的运动特性,模拟钻头在直井、水平井和定向井不同工况下的钻进过程,并对钻头破岩过程中的相关物理参数进行分析评价。利用该软件对某型号三牙轮钻头进行了台架试验及布齿结构参数优化设计,仿真结果具有直观及定量化的特点,表明利用该软件对钻头进行优化设计方便、快捷且可靠性高。      

钻井工程风险评估与控制系统的设计与软件研发

为了提高国内钻井风险评估水平、缩小与国外的技术差距,开发了一套集“钻前风险预测、钻进风险监控、钻后风险总结”于一体的钻井工程风险评估与控制系统,并完成了相关的软件研发。该系统包括5个子系统:含不确定度钻井地质力学参数钻前描述及随钻更新子系统、钻前工程设计风险评估与控制子系统、钻井作业过程动态风险评估与控制子系统、钻后工程风险总结与分析子系统以及钻井工程风险数据库子系统。该软件可以实现对井下复杂与事故的钻前工程风险预测和钻进过程中的工程风险监测以及钻后的风险总结,为钻前优化钻井工程设计方案、钻中规避钻进过程中的工程风险和后期待钻井工程设计方案的优化制定提供技术指导和科学依据。