综合录井数据实时远程传输现状及其应用

综合录井为我们提供了丰富的地层信息和钻井工程信息,利用远程数据传输系统把综合录井系统录取的数据实时地传送到油田基地,使远离钻井现场的基地工程管理和技术人员通过远程监控系统实现对钻井现场实时监控和信息共享,对快速安全钻井具有十分重要的意义,特别是在边远的沙漠戈壁地区和广大的海洋探区尤为重要。该文对国外综合录井数据实时远程传输的发展概况进行了综述,介绍了国内的发展现状,并对综合录井数据实时远程传输在国内的应用前景进行了展望。     

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。     

录井现场工程异常预报研究

录井现场工程异常预报,是使用综合录井仪通过对钻井工程参数、钻井液参数、气体参数、地层压力检测参数及钻具振动参数进行实时监测,及时发现因地面或地下异常而直接导致的相关参数的变化,预测异常发展趋势的技术手段。重视工程异常预报有利于及早采取措施和对策,达到保障钻井施工安全、减少投入、提高勘探开发整体效益的目的。该文介绍了录井现场工程异常预报的基本理论原理,基于现场实用的原则进行了综述,可以为录井现场生产及生产管理的完善起到促进作用。     

通过实时监控偏远井场的钻井和地质数据实现决策优化

钻井现场与总部之间有效的双向通信与数据传递对于海上作业至关重要。在传统的钻井作业过程中，总部只能通过早报和晚报、电子邮件、共享件夹或电话获取工程、地质和随钻地层评价(FEWD)数据。目前信息技术已经相当发达，总部的地质学家和工程师们可以通过互联网和标准网络浏览器实时监控和评价现场数据，从而能够给现场作业人员提供更加有效的技术支持，特别是在需要及时作出关键决策的情况下。本讲述现代信息技术，例如InterACT(原称InterACT Web Witness：或IWW)如何方便人们实时协同研究正在偏远井场采集的数据。实时数据的获取使资产小组和承包商能够提前做出决策。通过实例着重讲述该项技术应用所带来的挑战、利益和教训，这两个实例为：进行地质导向决策的Echo／Yodel钻井开发项目(Woodside能源公司)和进行钻井监测、FEWD和电缆测井的Melville-1勘探井(巴斯海峡石油有限公司)。其它公司可以利用斯伦贝谢公司在上述两个项目中获取的经验，建立一个结合实时数据的数据流模型。     

钻井实时辅助决策技术在大位移水平井中的应用

大位移水平井在钻井过程中摩阻大、扭矩大,岩屑易沉积,下套管难度大,循环当量密度（ECD）控制难度大。为提高解决这些问题的精确度,通过将海上平台钻井现场的钻压、扭矩、泵压、转速、排量等数据同步实时传送到陆地服务器,由专业素质扎实的技术人员借助专业软件,精确分析模拟数据,钻井实时辅助决策技术能够快速提供与现场匹配度高的决策信息,有效辅助现场作业克服施工难度。钻井实时辅助决策技术在保证大位移井钻井的安全和高效上起到非常重要的作用。     

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.     

钻井井场信息共享系统的设计与研究

目前钻井井场数据来源离散杂乱且数据格式不统一，严重影响了钻井信息的资源共享和综合利用。为解决以上难题，以钻井作业中常用的几种综合录井仪作为主要研究对象，对其数据输出形式和存储格式进行了分析和研究，并阐述了数据迁移与转换的主要实现方法，提出了钻井井场信息共享系统的基本设计思路。首先运用XML技术，以WITSML标准作为通用数据格式来实现井场信息的标准化处理，完成数据转换过程，然后采用ODBC接口在PB环境下实现数据迁移，将处理过的数据按照标准格式保存到井场数据库中，通过网络实现信息共享。     

基于钻井模型与人工智能相耦合的实时智能钻井监测技术

钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中,钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成,难以保证预警效率。为此,将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合,提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入,利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件,预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件,识别并降低钻井事故发生概率,帮助钻井工程师提早发现问题,减少钻井事故的发生,并减少对自然环境以及人员安全的影响,为现场施工提供辅助决策,降低非有效生产时间。     

利用钻井数据库搭建远程钻井辅助决策规划

网络数据库作为数据管理的最新技术在我国各个行业中已得到广泛的普及和应用, 并大大地推动了行业的技术进步。目前石油钻井专业也开发了多个数据库, 但基本还停留在简单查询和输出部分统计报表的水平上, 并没有真正发挥数据库的作用。文章通过分析目前钻井数据库应用中存在的问题, 提出了利用钻井数据库和国内外先进钻井工程计算软件, 以及钻井知识库整合搭建钻井远程决策系统的思路, 从而使钻井数据库和引进的工程计算软件一起充分发挥各自的功能, 进一步提高钻井公司的管理与施工水平, 为石油天然气勘探开发研究工作提供更好的服务。     

川渝地区防漏堵漏智能辅助决策平台研究与应用

针对川渝地区井漏严重、井漏治理主要以经验为主、一次堵漏成功率低等问题,提出了采用大数据/人工智能技术,对漏失特征、裂缝性质进行大数据分析诊断,对正钻井漏失风险几率及漏失分布进行井漏预判,并智能推送防漏堵漏方案。为此,研发了基于大数据挖掘技术的防漏堵漏智能辅助决策平台。首先将大量已钻井漏失数据按聚类和关联规则算法进行自主聚类、关联、分析,同时根据挖掘出的规律对钻井漏失进行诊断,获取真实漏失关键参数,并对正钻井同一类井段的井漏倾向提出风险预测和预警,对堵漏施工提出针对性处理方案,从而提高防漏堵漏效果。使用防漏堵漏智能辅助决策平台对5口已完钻井和3口正钻井进行堵漏方案推送验证,其中推送方案与完钻井实际堵漏方案符合率60%,与正钻井实际堵漏方案符合率50%,表明推送的堵漏方案对实际堵漏方案制定具有一定的指导性。该软件在页岩气、高磨区块累计应用17井次,一次堵漏成功率达52.9%,未使用该软件时的一次堵漏成功率仅39.1%,取得了良好的应用效果。     

基于长短期记忆神经网络的深水钻井工况实时智能判别模型

深水钻井具有高投入、高风险等特点,其工况实时判别是提高钻井时效、减少复杂事故的基础和前提。传统深水钻井作业中,钻井工况主要通过基于编程方式的物理模型与经验模型进行判别,难以保证时效性和正确率。为此,创新性地将机器学习引入深水钻井工况判别全流程,考虑综合录井数据的长时间序列特征,基于长短期记忆神经网络建立了深水钻井工况实时智能判别机器学习模型。通过对29 856 140行深水综合录井数据预处理,选取钻头深度、井深、大钩高度、钻压、悬重、扭矩、转速、立管压力,共计8个综合录井参数作为输入特征,建立了20隐藏层×70节点的长短期记忆神经网络模型,实现了旋转钻进、滑动钻进、接单根、静止、循环、向下洗井、划眼、向上洗井、倒划眼、起钻、下钻及“其他”,共计12种常见深水钻井工况的实时智能判别,测试集上正确率高达94.09%,满足深水现场作业需求。该模型可实时智能地判别钻井工况,充分验证了长短期记忆神经网络用于钻井工况实时智能判别的可行性与时效性,为钻井时效分析和复杂事故预警提供了机器学习模型基础,并将进一步拓展机器学习在石油工程领域的应用范围。     

钻井岩性实时识别方法研究

地层岩性的实时识别对及时调整钻井参数、有效控制井眼轨迹具有十分重要的作用。以录井资料为基础识别地层岩性,必须综合考虑钻井操作参数、水力参数以及钻头磨损状态的影响,而随钻过程中,就目前的技术还不能够实时测量钻头磨损状态。根据BP神经网络原理,建立了岩性识别双重神经网络模型。第1个神经网络用来在已知钻头磨损状态条件下,识别所钻地层岩性;第2个神经网络用来在已知地层岩性条件下,预测钻头磨损状态。2个神经网络通过钻头磨损状态参数连接起来,选取样本数据分别对2个神经网络进行训练,并结合随钻录井数据,根据岩性识别流程图对岩性进行实时识别。应用该模型在新疆油田进行了岩性实时识别试验,识别结果与测井解释结果相比,符合率达85%。应用结果表明该模型具有一定的合理性和实用性。     

热解参数预测储层产能的方法研究

利用热解参数的液态烃 S_1、重烃 S_2及总烃 S_1+S_2的含量变化-与单位含油厚度产能 Q/H之间建立单对数坐标关系.而得到其线性回归方程.再经数学变换求取储层产能方程。该课题解决了达西产能预测公式的不足,简化了现场人员的计算步骤和繁琐的参数优选,特别有利于滚动勘探开发的现场快速决策,具有简便、快捷特点,从其10口井13个层段的应用效果分析,效果良好,是一项较优秀的研究成果。     

海洋石油平台钻井包智能区域管理系统研究

钻井系统运行中存在着设备之间跨越预定的运行路径或者在同一时间进入同一区域产生碰撞、造成设备停机甚至人员伤亡的风险。设备区域管理系统可有效预防此类问题。本文设计的智能区域管理系统可自动预判钻台范围内设备之间可能发生的碰撞点,通过报警或紧急停车,消除安全隐患。     

综合录井技术在实时监测钻井事故中的应用

综合录井技术在钻井作业过程中实时采集地质参数、钻井液参数、工程参数等信息,进行快速数字化处理,直观地展现随钻过程中的钻井情况,并实时监测钻井事故。结合大庆地区的钻井工程实例,重点阐述了综合录井技术在实时监测井漏、井涌、油气水侵、井塌、溜钻、顿钻、放空、卡钻、遇阻、刺钻具、刺泵、掉水眼、堵水眼、掉钻具等钻井事故中的重要作用。结果表明．该技术在钻井作业过程中实时监测井下复杂情况的准确性较高。     

火山岩储层压裂智能辅助决策方法

火山岩储层压裂由于其裂缝启裂和延伸的机理难于认识,以往针对常规砂岩形成的压裂施工分析、判断和决策方法,无法适应火山岩储层复杂的地质条件,因此其施工控制技术无法形成工业化规模应用.针对以上问题,结合近年来大庆油田火山岩在储层压裂设计、测试压裂解释取得的经验和成果,利用计算机技术实现了智能化的火山岩压裂设计和施工决策辅助专家系统,该软件系统已在大庆油田采油工程研究院勘探压裂部门推广应用.     

荧光光谱技术在准噶尔盆地的研究与应用

该文利用三维荧光光谱分析技术对原油及含油岩样进行系统分析研究,得出了准噶尔盆地原油的最佳激发和发射波长值,并提出了用光谱指纹技术实现对钻井液添加剂的辅助识别方法以进一步区别真假油气显示。在地层原油性质判别、油源对比、录井异常显示等方面获得了较好的效果,所以有必要进一步加大对此项技术的研究、应用力度。     

钻井实时监控与技术决策系统研发进展

钻井实时监控与技术决策系统是及时分析钻井施工状况、预防和减少井下事故与复杂发生、保障钻井安全的工具．具有邻井数据管理、钻井实时数据显示、钻井风险因素分析和钻井风险推理等功能。文章提出了钻井实时监控与技术决策系统的总体功能和物理架构,介绍了构成该系统的远程数据无线传输子系统、数据管理子系统、钻井风险因素分析子系统和钻井复杂事故诊断与处理子系统4个主要子系统,探计了井下风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术等关键技术、中国石油集团钻井工程技术研究院开发了井漏风险和地层流体侵入风险综合评价预测软件并在井上进行了应用,结果表明,该系统在预测井下事故与复杂情况方面是有效的,为进一步完善开发钻井实时监控与技术决策系统奠定了基础。     

固井无线监测与智能决策系统开发与应用

文章开发了一种新型的基于数传电台、4G+VPN传输模式的固井无线监测与智能决策系统,其采集器选用MSP430F1611为控制器,以AD7794对传感器数据进行解算、融合,负责本地压力、密度、排量实时数据的采集和无线发送;无线接收器负责采集器无线信号的接收;计算机负责监测软件运行、数据存储、数据传输、决策分析等。图像化显示固井实时施工数据、仿真模拟浆柱运移过程;实时数据具备在Web端与手机APP端同步展示功能,可同时监测4路压力、4路排量、4路密度。现场结果表明：固井无线监测硬件系统传输距离达1 000 m,穿透性强,数据丢包率由WIFI模式的10%降至0;流量、压力监测误差均小于1%;监测中断恢复率100%,远程传输成功率100%。建立的固井实时决策分析系统,实现了固井作业浆柱运移过程可视化,能实时计算固井井口压力、环空ECD动态参数,判断井下漏失、溢流等复杂情况,变固井复杂由事后诊断向事前预警,实现了决策分析智能化。     

综合录井仪通用数据输出平台系统开发

针对国内录井行业在用综合录井仪的装备情况和实际生产需要,在分析研究Advantage、ALS-2、SRP2000等录井仪实时数据采集及传输原理的基础上,提出并开发了综合录井仪通用数据输出平台.该平台可广泛用于多类型综合录井仪,通过实时导出综合录井数据,实现录井数据的存储、多屏显示、定制打印和WITS传输,并为录井仪器提供了功能扩展接口.经过现场实验证明,系统运行稳定可靠,完全适应现场录井要求,而且该平台适用于多种综合录仪现场录井作业.