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。     

钻井工程信息的综合开发与利用

钻井工程信息的综合开发与应用,是实现钻井工程的科学预测和决策,提高钻井管理水平和经济效益的主要途径。确立钻井工程信息资源,建立起良好的数据管理、传递及共享机制,是钻井信息综合开发与利用的前提。但是,真正实施钻井工程信息开发还面临许多问题,需要认真研究并着力解决。钻井相关信息的综合利用是钻井工程评价的基础,实现科学决策与管理,降低钻井成本,提高钻井经济效益,是综合利用钻井信息进行钻井工程评价的目的。     

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。     

钻井工程软件一体化集成平台V1.0研发

针对我国各油田缺乏具有代表先进钻井技术水平的钻井工程设计软件平台的现状,研发了钻井工程软件一体化集成平台V1.0,主要包括钻井数据管理系统、软件模块集成管理框架、井身结构编辑与绘制、钻具组合编辑与绘制、井眼轨道设计及三维可视化绘制等钻井软件通用基础模块。研发的钻井工程软件一体化集成平台V1.0已经在钻井工程设计软件中进行了应用,收到了很好的反响。     

一体化钻井工程设计平台研发与实践

钻井工程设计是钻井作业安全顺利实施的基础,是甲方施工指令的集中体现,更是钻井提速提效的
科学依据,持续提高设计质量是各油田的一项长期重要工作。国内各油田的钻井工程设计格式和流程大体相同,
但综合性钻井工程设计软件较少、邻井实钻资料分析功能欠缺、关键模块的计算方法陈旧等问题依然比较突出,不
能完全满足塔里木、四川等地区超深复杂井安全快速钻井需求。为此,塔里木油田根据自身技术需求,在原来《钻
井工程设计系统》Ｖ１．０版本的基础上,开发了新的钻井工程设计平台。该平台集钻井数据库、知识库、先进计算模
块、图形处理系统、文档集成与管理系统于一体,基本满足了油田超深复杂井钻井工程设计技术需要,有力提高了
设计质量和效率。     

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。     

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。     

钻井数字孪生系统设计与研发实践

数字孪生技术作为智能钻井的理想范式，已呈现出巨大潜力，但由于钻井工程具有复杂工业系统的特性，数字孪生技术研发难度大，目前尚处于起步阶段。为此，在分析石油行业数字孪生技术发展现状的基础上，厘清了钻井数字孪生涉及的6项支撑技术，结合钻井工程业务需求，设计了钻井数字孪生系统的整体架构并详述了其功能及模型设计。通过井场数据标准采集、机理计算模型耦合及三维动态融合显示3项研发试验，从技术角度验证了钻井数字孪生技术落地应用的可行性。研究认为，构建钻井数字孪生系统，应以钻井工程数据为数据基础，基于业务需求进一步构建“机理+数据”的双计算核心，研发孪生体模型和业务应用模块，并将其作为载体，最终实现钻井数字孪生系统的应用。研究结果对推进数字孪生技术在钻井工程中的应用具有重要意义。     

钻井液参数虚拟测试系统的研制

针对如何快速准确全面地检测钻井液性能参数的问题，运用虚拟仪器的思想和面向对象的分析设计方法，提出了基于数据采集卡的硬件平台在Windows环境下利用Visual C＋＋6．0进行虚拟数据记录仪与数据分析系统的开发设计，并通过数据库技术对测试数据进行有效管理的设计方案。经过设计系统软件把计算机的计算处理能力和钻井液性能参数检测系统硬件的测量能力结合在一起，完成仪器硬件资源和计算机硬件资源的融合和交流，实现了对数据的采集、显示、存储和分析处理。系统通过ADO数据库技术对测试数据进行管理。它通过对钻井液性能参数的准确、快速测量、分析、处理和存储直接为钻井工程的生产实践服务。     

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针对复杂地区深井及超深井钻井基础参数难以求取的特点，近年来国内外钻井工程学者利用测井资料中蕴藏着大量的地层信息，对测井资料在钻井工程中的应用进行了深入的研究和推广。文章介绍了利用测井资料计算地层岩石力学特性参数、预测地层压力、计算地层岩石可钻性、提取钻井基础数据、进行钻头选型和预测钻井速度的原理、方法、现场应用和计算机应用软件的开发情况。并根据现场应用中反馈的信息，指出了研究就用中所存在的问题，同时展望了测井资料在钻井工程应用的发展趋势。     

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。     

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析方法

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析是进行钻井工程设计的一项重要研究工作。文章对套管柱组合在不同钻压、转速下的动力学问题进行分析的基础上,获得了不同钻井参数下的套管柱应力、应变以及接触应力等参数的变化规律,利用ANSYS软件疲劳寿命分析模块,建立了套管钻井中套管柱的疲劳寿命分析方法,并进行了实例计算。为在套管钻井作业中合理地选择钻具组合和钻井参数提供了理论依据。     

现代信息技术在石油钻井中的应用研究——关于钻井信息工程学的探讨

现代信息技术在钻井工程中的应用能够提高钻井效率、降低钻井成本。钻井工程的发展越来越依赖于信息技术的发展和突破,石油行业对兼具钻井工程和信息技术交叉知识的人才需求逐步加强。通过分析现代信息技术的内涵和钻井工程技术的发展历程,总结了信息技术在钻井工程中逐步扩大的应用范围和起到的重要作用。为了促进钻井信息化进程,满足行业对人才的需求,探索性地提出了钻井信息工程学学科的概念,即以钻井工程技术为基础,以现代信息技术为核心,研究钻井工程中信息的采集、传输、存储、处理与应用以及信息数据挖掘的所有技术和方法的一个学科分支。论述了钻井信息工程学的学科框架、基本问题和主要研究内容,简介了钻井信息工程学近些年在基础理论和产品开发方面取得的研究进展,并展望了钻井信息工程学的未来发展方向。     

页岩气一体化开发钻井投资优化分析方法研究

中国页岩气大规模开发处于起步阶段,钻井计价方法不够科学是一个比较突出的钻井投资优化管理问题。研究提出一套"计价方法一体化+标准井管理"的钻井投资优化分析方法。计价方法一体化就是建立满足油气勘探开发项目建设全过程管理需要的钻井工程计价方法体系,前提是需要建立统一规范的钻井工程工程量清单计算规则、钻井工程造价项目构成、钻井工程全过程计价标准体系。标准井管理是建立若干个标准井工程,用于科学投资决策和钻井生产组织,主要表现为6种作用。上述方法用于中国石油2021—2030年页岩气发展专项规划的开发井投资测算和降本增效优化分析,介绍了钻井生产力水平分析和预算定额、概算定额、概算指标、估算指标、参考指标的编制以及钻井投资测算方法和结果。     

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。     

DBS系列数控变频电动钻机

为实现安全、高效、低成本钻井,应用机电液数字通讯和经济一体化技术,研制了电动、变频、数控(DBS)系列数控变频电动钻机。DBS钻机集成应用了交流变频、矢量控制、总线通讯、数字可编程序控制和计算机技术,建立起数字化、信息化、智能化平台,使钻机实现全数字控制功能,并为以后建立钻井工程数据库和远程钻井支持系统、实现智能优化钻井奠定了基础。经工业性试验表明,钻机设计新颖、性能先进,为钻井装备的升级换代和智能优化钻井提供了先进的设备。     

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。     

海洋石油实时智能钻井辅助决策技术进展

近年来中国海洋石油集团公司积极进行数字化转型,引入了实时智能钻井辅助决策系统。基于该系统形成了作业效率实时统计分析、摩阻扭矩及水力学参数模拟预测、基于多源信息的地质工程一体化地层压力实时监测等数字化关键技术,为高难度复杂井提供了实时数据监测、工程风险模拟及作业方案优化服务,应用效果良好。结合当前现状,未来还需进行高阶的人工智能实时辅助决策技术研究,开展工程软件自主化研发,利用地震、钻井、录井、测井等资料建立更加全面、智能的地质工程一体化钻井工程管理平台,有效识别诸如卡钻、溢流、井壁坍塌、井漏等钻井工程问题,形成历史数据与实时数据联动的地质-工程-信息技术一体化的智能、安全、高效的钻井技术。     

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。     

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。包括现场设备层、井队操作层、专家决策层、油田管理层4个信息层次和对应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、钻井信息网络5个子系统，涉及数字化钻井系统的网络化、信息资源、自动化钻井设备与测试仪器等若干问题需要进一步研究。