数字化钻井系统的构建及相关问题研究

数字化钻井系统是将先进的信息化、智能化和自动化技术集成后，通过在钻井过程中的广泛应用，实现最优化钻井的成套综合技术，数字化钻井系统是完成钻井工程作业的一套完整的技术方法和可以实施的一种技术手段。数字化钻井系统的构建包括现场设备层、井队操作层、专家决策层和油田管理层等4个信息层次，以及对应4个信息层次的钻井工程设计与管理、钻井数据库与专家决策、钻井操作监控管理、钻完井机电设备与测试仪器和钻井信息网络等5个子系统。目前数字化钻井系统尚需研究其网络化、信息资源、自动化钻井设备与测试仪器和智能化井下工具等问题。     

数字化钻井系统信息资源的开发利用问题研究

数字化钻井系统信息资源的开发利用是数字化钻井系统设计的重要问题,其信息资源包括钻井参数、生产运行和管理参数等。在钻机设计之初就应将获取信息资源的物理单元作为数字信息组件模块进行机电一体化设计,使其成为钻井现场局域网的节点,使钻井系统信息资源在钻井工程设计与管理、钻井数据库与专家决策、钻井操作监控与管理等方面得到充分利用。     

智能钻井技术现状与发展方向

随着大数据、人工智能等数字化技术与自动化钻井技术的不断融合发展,钻井作业正在由自动化转向智能化。智能钻井技术具有学习、记忆和判断功能,能够实现部分钻井作业的自主决策和控制,减少现场作业人员,大幅提高作业效率和安全性。通过介绍智能钻井技术及其组成,分析了国外智能钻井技术现状与发展趋势,结合中国智能钻井技术发展现状,提出了智能钻井技术攻关方向,包括框架规划与标准体系、数据实时测量技术、信息高速传输技术、自动控制系统、钻井智能决策分析系统和智能钻井一体化技术。     

石油钻井企业物资管理信息系统研究

针对石油钻井企业物资管理存在的问题，开发出一套物资管理信息系统。该系统由企业设备、材料、劳保数据库及物资管理信息查询监控系统组成。系统规范了钻井企业物资管理业务流程，实现了物资管理数据的采集、存储、计算、分析的自动化，保证了物流、资金流和数据流的畅通。     

井涌井漏预报仪器的现状分析

井涌井漏预报仪器，能为平衡钻井及井控工艺技术提供理想的自动化设备。文中分析了美国马丁·德克公司的泥浆录井多么数仪器、泥浆池液面监测报警仪及美国和原苏联研制的利用流时差进行井涌个漏预报系统等优劣情况。     

测井仪器数字化质检系统架构

质量检验是石油测井仪器产品质量监测的重要手段。质量检验工作的数字化转型将加快推动中国石油测井仪器制造的高质量发展。为提高测井仪器质量检验数字化水平,基于中国石油集团测井有限公司制造公司测井仪器生产线,设计了测井仪器数字化质检系统的体系架构。该系统采用数字化设备自动采集质量检验数据,利用数字科技进行测井仪器制造过程的质量检验、实时监控以及产品的质量分析和预测,建立质量信息大数据系统。针对测井仪器制造全链条的质量控制关键节点设计具体的数字化解决方案,结合仪器质量管理系统的顶层设计,提出实现数字化质量管理的关键性技术思路。数字化质检系统可实现测井仪器制造与事后检验有机结合的智能制造新模式,使测井仪器质量检验工作更加系统化、科学化和智能化,为制造高质量的测井产品和建设智能工厂提供技术支撑。     

钻井信息技术

在分析钻井工程技术发展现状和趋势的基础上,剖析了钻井信息技术面临的形势和挑战,指出钻井信息技术必将在石油勘探开发领域产生巨大效益。从钻井工程设计、构建数字化钻井施工模式、钻井工程信息采集传输、生产组织、管理决策和钻井技术研究等方面分析了钻井工程中的信息应用模式,介绍了国内比较成熟的钻井信息应用软件及其功能。认为钻井信息技术的三大重点发展方向是：以随钻地震、随钻测量技术、智能电子钻柱技术等为代表的自动化信息采集技术;基于WITSML标准的井场信息集成与传输技术;以钻井模拟系统和专家系统为代表的智能决策系统技术。     

可视化井控设备压力测试自动系统的开发

为了提高井控设备压力检测的自动化水平和测试精度,规范工人操作,提高生产效率,开发了可视化井控设备压力测试自动系统。该系统由数字化远程监视系统和智能压力测试与控制系统组成,在不改变试压台结构和性能的基础上,利用PLC和人机界面即可实现压力的自动控制和智能测试。在大庆钻井工具分公司和钻井施工现场对井控设备压力和远程监视系统进行测试,结果表明,各压力点的精度均好于系统设计精度,远程监视系统可以对被测工件进行全面、清楚的监视,及时发现井控设备的泄漏点,满足测试要求。     

钻井泵性能参数测试系统

介绍了结合现代高新技术与传统测试方法的钻井往复泵性能参数测试系统，以及对３ＮＢ－１３００Ｚ新型钻井泵进行全面系统测试的部分示例，该系统不仅可用于机械产品的静动态测试分析，同时还可用于设备的在线工况监测和故障诊断，以实现对设备的现代化管理；日前已由跨系统高层次专家鉴定委员会评审通过，获得一致好评。     

井场设备采集信息远程传输系统研究与应用

目前国内外石油公司都非常重视钻井设备现场信息的利用工作,但是与国外相比国内的井场信息化建设还存在一些如系统数据与功能集成度不高、扩展性不强等问题。为中石化河南石油勘探局开发了井场设备采集信息远程传输系统;从系统原理、技术架构、系统开发、系统功能及系统应用等方面进行了阐述。该系统可为勘探开发决策、生产管理和基础地质研究工作提供良好的技术和数据支持,而且与现有的工作相融合,提升了不同层次用户的工作效率。该系统的成功开发与应用可以为各油田井场信息化建设向更高层次发展提供借鉴。     

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把钻井工程相关专家的经验和知识以及从大量数据中提取的信息有机地汇集起来，通过建立一个基于油气田内部互联网上的石油钻井知识共享体系,使现场作业人员能及时获取和共享，对提高钻井决策水平起着重要作用。文章介绍了知识共享体系的概念，提出建立钻井知识共享体系的关键环节是联系钻井各部门网络环境的建立、知识管理和知识共享标准和协议的制定以及有资质的专家群体对该体系的管理和维护。特别强调要改变现行的工作方式，致力于营造知识共享的应用环境，使钻井工程技术人员无论何时、何地,做任何决策时都能想到、都能获得、都能充分应用所需要的决策支持。该体系将改变传统的石油钻井决策模式，使多方专家不受时空限制，通过知识共享，充分利用现有的知识和经验，及时作出最优钻井决策。     

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.      

丙烷气压缩机预知维修专家系统的设计与应用

国内石油化工企业选用的状态监测系统由于不具备故障自动诊断、自动预测功能而成为少数专业人员掌握的技术,机组的安全可靠运转不能摆脱对人的依赖,设备事故不能避免,预知维修水平较低.为了提高企业工程技术人员维修决策水平,提高设备故障诊断与故障预测水平,降低设备故障后果,保证设备运行安全可控,实现以设备状态为依据、主动维修、精确...     

基于D-S证据理论的石油钻机安全信息融合模型研究

为提高石油钻机安全监控系统的可靠性和准确性,提出了一种基于D-S证据理论的钻机安全信息融合模型。首先对石油钻机的多种运行状态进行模型化和数字化处理,并建立多源信息融合模型。其次根据融合信息结果和专家决策规则,利用D-S证据理论信息融合算法对钻机设备的安全状态进行实时判断。最后通过实际油井数据建立仿真算例,验证了该信息融合模型的可行性和有效性。     

油气钻井核心技术的筛选方法

钻井是石油勘探开发的基本手段,21世纪我国油气钻井面临着许多新的挑战,油气钻井核心技术的筛选对于科学合理地制定我国油气钻井科技发展战略具有重要意义。从我国陆上石油发展战略目标出发,建立了一套较为完善的定性和定量油气钻井核心技术评价指标体系。在专家调查和大量文献资料调研分析的基础上,应用特尔斐法的基本原理,通过定性分析与定量计算相结合,筛选和预测了今后5～10年支撑我国油气钻井科技发展战略的核心技术。对于定量评价指标体系,指标权重的确定采用权值因子判断法,该方法计算简单、实用。该筛选方法克服了单纯定性分析的不足,有利于实现决策的民主化与科学化。     

油气田生产井全过程钻井监测系统

随着钻井生产由粗放钻井向精细钻井的发展和油气开发的决策需要,必须配备生产井全过程钻井监测系统,以便对生产井的钻井过程进行全过程监测和对录井信息进行评价.针对生产井钻井过程的特点,设计研制了小型化、配置灵活、功能开放,成本较低的油气田生产井全过程钻井监测系统.现场应用表明,研制开发的软、硬件系统不仅能够为精细钻井和录井信息评价提供准确齐全的钻井参数,同时设计开发的录井专家系统还能够实时准确地对钻井过程进行状态判断,实现了实时指导钻井的目的.     

钻井过程一种小型化信息监测系统的研制

针对钻井生产过程的特殊性,开发了钻井过程一种小型化信息监测系统。该系统集成了总线技术和红外气体检测技术,实现了数据采集的小型化,并开发了用于现场的信息评价和故障诊断的专家系统。利用数据远程联网技术,实现了钻井现场与基地的数据信息共享。系统不仅能够随钻监测钻井过程、录取准确齐全的钻井参数,还能够及时准确地对钻井过程进行状态判断;作为钻井现场的一个信息平台,可以实现钻井现场的信息交流,对数字化油田建设起着重要作用。     

油气井随钻实时可视决策系统

石油钻井技术水平的提高，计算机信息及网络技术的迅速发展，促使油气钻井过程中的信息共享已成为现实。中法渤海地质服务有限责任公司为适应这一发展的需要，开发研制了油气钻井过程实时可视决策系统。围绕该系统的3个组成部分——数据采集、传输和钻井跟踪决策，简述其功能和整个系统的工作流程、特点和优势，介绍了钻井、录井、测井等井场协同作业方与后方指挥决策部门多方协作钻水平分支井的应用效果，验证了系统的可行性和可靠性．阐述了系统的研发及应用对推动井场信息化、数字化进展，进而实现群体科学优化钻井的重要作用。     

钻井异常状态实时监测与智能决策系统的研究

提出一个新型的钻井异常状态实时监测与智能决策系统模型,该模型将钻井工程信息管理,钻井参数实时采集和智能化决策支持技术集成为一体,提出了由领域层、推理层和任务层组成的知识模型,提出基于本体的安全优化钻井领域知识构架,提出在井场局域网及其与基地、总部连接的远程网络环境下,利用多智能体的协同监控实时钻井异常状况的系统模型.     

胜利油田浅海优快钻井技术探讨

优快钻井技术是一项系统工程,包括生产组织管理,技术装备和钻井工艺技术等。本文本着科学、合理、实用的原则介绍了胜利油田浅海优快钻井技术的实施方法和措施,着重讨论了交叉作业,导向钻井技术,优质泥浆技术,无候凝固井技术和三高钻井技术的实施,并对实施效果进行了比较。