水平井遠(yuǎn)程傳輸與實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

杜 強(qiáng)

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶 163411）

0 前言

以往，水平井的鉆井過(guò)程中，每一口井需要現(xiàn)場(chǎng)駐兩名地質(zhì)技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)鉆跟蹤，并且需要攜帶大量的資料、數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)。近年來(lái)，隨著水平井?dāng)?shù)量的逐年增加，駐井的技術(shù)人員人力已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，經(jīng)常需要一人同時(shí)管理監(jiān)控多口水平井。并且當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)鉆遇復(fù)雜情況時(shí)，往往需要停鉆等地質(zhì)專家上井分析解決，耽誤工時(shí)。國(guó)外的一些石油公司相繼實(shí)現(xiàn)了以多種通訊手段進(jìn)行水平井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，并建立了遠(yuǎn)程指揮與實(shí)時(shí)分析中心。

1 水平井遠(yuǎn)程傳輸

井場(chǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)是近年來(lái)石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的重要支持技術(shù)之一，實(shí)現(xiàn)水平井的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，首先要現(xiàn)場(chǎng)的傳輸機(jī)器接收并解析由儀器發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。水平井現(xiàn)場(chǎng)隨鉆產(chǎn)生的數(shù)據(jù)種類較多，包括綜合錄井儀數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)（LWD）。采用數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)技術(shù)可將所要傳輸?shù)木畧?chǎng)實(shí)時(shí)采集處理的各參數(shù)數(shù)值在局域網(wǎng)環(huán)境下以低于秒級(jí)采集間隔進(jìn)行自動(dòng)獲取，然后保存到制定的數(shù)據(jù)庫(kù)中。[1]不同儀器數(shù)據(jù)的格式不盡相同，需要編碼后進(jìn)行發(fā)送。編碼的方式應(yīng)該具有壓縮性強(qiáng)、格式統(tǒng)一和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，編碼后的數(shù)據(jù)為一個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包。[2]目前，國(guó)內(nèi)外主流綜合錄井儀、LWD儀器都可用wits編碼的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。為滿足實(shí)時(shí)性與真實(shí)性的反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的變化情況，綜合錄井儀的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)為時(shí)間觸發(fā)發(fā)送，間隔設(shè)為5s；LWD的數(shù)據(jù)傳輸間隔設(shè)為井深觸發(fā)與時(shí)間觸發(fā)的并行觸發(fā)發(fā)送，井深觸發(fā)為每鉆進(jìn)0.1m發(fā)送一條數(shù)據(jù)，時(shí)間觸發(fā)為每30s發(fā)送一條數(shù)據(jù)；地質(zhì)類的數(shù)據(jù)為非實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，采用人為干預(yù)或定時(shí)的方式進(jìn)行發(fā)送。

監(jiān)管的作用之一就是提高財(cái)務(wù)報(bào)告的可比性。由于公司管理層存在操縱財(cái)務(wù)報(bào)告的動(dòng)機(jī)，所以外部財(cái)務(wù)報(bào)告的監(jiān)管是必要的，而被嚴(yán)格監(jiān)管下的財(cái)務(wù)報(bào)告的可比性是一個(gè)十分普遍且持續(xù)的問(wèn)題。

現(xiàn)場(chǎng)傳輸計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備接收到信息后，解析為數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中心ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)中，供現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員分析應(yīng)用，同時(shí)遠(yuǎn)程傳輸一份數(shù)據(jù)到基地ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，供基地地質(zhì)專家監(jiān)控分析。當(dāng)遠(yuǎn)程傳輸中斷時(shí)，遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以文件形式進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，待遠(yuǎn)程傳輸恢復(fù)時(shí)，將緩存數(shù)據(jù)發(fā)送回基地ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)。在遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞缴?，我們選擇了通訊衛(wèi)星。這種傳輸方式需要有衛(wèi)星通道和衛(wèi)星的地面站，它的特點(diǎn)是信號(hào)穩(wěn)定、可移動(dòng)性強(qiáng)、適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、不受傳輸距離的限制，并且我們對(duì)其單獨(dú)組網(wǎng)，安全性高，是野外偏遠(yuǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)與基地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x數(shù)據(jù)通訊方式。

2 水平井遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控

水平井的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控分為3個(gè)方面：一是對(duì)綜合錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)以及LWD數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；二是通過(guò)對(duì)本井斜深曲線到垂深曲線的轉(zhuǎn)換，與鄰井進(jìn)行多井對(duì)比，預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)深度；三是通過(guò)對(duì)實(shí)鉆井軌跡與地質(zhì)模型的監(jiān)控，進(jìn)行水平井的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.1 水平井遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

當(dāng)浙江國(guó)威智能設(shè)備有限公司董事長(zhǎng)林孝國(guó)，謙虛而不失自豪地談起公司的發(fā)展、產(chǎn)品的特點(diǎn)之時(shí)，過(guò)往25年，國(guó)威在激蕩的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、翻天覆地的印刷業(yè)中，以裁切設(shè)備為本尋突破、求發(fā)展的故事，徐徐展開(kāi)。

四是技術(shù)要求高，質(zhì)量難保證。中藥材的藥性受地理、生態(tài)等因素如緯度、海拔、地形地貌、光照、氣溫、土壤和降水的影響，這些環(huán)境條件對(duì)中藥材生長(zhǎng)都起著決定性作用。如果不按照技術(shù)要求隨意種植，既影響品質(zhì)，又易遭到病蟲(chóng)害侵襲。中藥材對(duì)栽培技術(shù)要求嚴(yán)格，特別是隨著中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GAP)的試行，對(duì)中藥材生產(chǎn)技術(shù)要求更為嚴(yán)格，對(duì)達(dá)不到GAP要求的，不能進(jìn)入下一道生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的藥材就是廢品。同時(shí)，中藥材抗病蟲(chóng)性較差，極易受病蟲(chóng)害侵襲，加上我縣農(nóng)戶一般都把中藥材作為農(nóng)作物生產(chǎn)的“附帶物”進(jìn)行栽培，憑經(jīng)驗(yàn)管理中藥材，有的產(chǎn)量很低，有的品質(zhì)達(dá)不到要求，沒(méi)有更新品種的觀念，品種退化嚴(yán)重。

水平井遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)讀取通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)傳回基地服務(wù)器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在基地監(jiān)測(cè)各水平井施工現(xiàn)場(chǎng)的工程參數(shù)，分析水平井鉆進(jìn)狀態(tài)，通過(guò)曲線顯示、單記錄條顯示以及表格顯示將各項(xiàng)工程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的或以回放形式呈現(xiàn)給監(jiān)控人員，使得監(jiān)控人員在基地即可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工況分析。

2.2 水平井多井對(duì)比

在水平井的著陸點(diǎn)控制過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)地進(jìn)行水平井的多井對(duì)比分析及預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)深度。通過(guò)讀取并計(jì)算基地服務(wù)器中水平井的井斜數(shù)據(jù)，將隨鉆測(cè)量的氣測(cè)數(shù)據(jù)、鉆時(shí)、LWD隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、巖屑等數(shù)據(jù)的斜深曲線圖轉(zhuǎn)換成垂深曲線圖，與鄰井進(jìn)行多井對(duì)比，逐一確定本井鉆遇的標(biāo)志層，預(yù)測(cè)本井的著陸點(diǎn)深度，直至軌跡在目的層著陸。

2.3 水平井水平段跟蹤

基地技術(shù)人員將服務(wù)器上的各項(xiàng)隨鉆數(shù)據(jù)同步到監(jiān)控機(jī)器后，將實(shí)鉆數(shù)據(jù)投到地質(zhì)模型中，判斷當(dāng)前軌跡在層中的位置，如果實(shí)鉆資料與地質(zhì)模型不符，應(yīng)當(dāng)立即修正地質(zhì)模型，并計(jì)算一條待鉆井軌跡引導(dǎo)井軌跡回到或繼續(xù)在油層中穿行。

3 結(jié)論

該套系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善，取得了良好的應(yīng)用效果，遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)為基地的技術(shù)人員提供了實(shí)時(shí)可靠的數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控加強(qiáng)了基地與現(xiàn)場(chǎng)的溝通，當(dāng)鉆遇到復(fù)雜情況時(shí)，地質(zhì)專家也無(wú)需上井，在基地即可遠(yuǎn)程決策指揮，節(jié)約了施工時(shí)間，節(jié)省了人力資源，加快了水平井的施工速度，達(dá)到了降本增效的目的。

[1]宋慶彬，孟令蒲，趙恩普，等.集合化井場(chǎng)信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介[J].錄井工程，2008，19（2）：50-53.

[2]劉瑞文，郭學(xué)增.鉆井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)施遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)研制[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000，24（3）：7-8.