鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用技術(shù)研究與應(yīng)用

魏剛，于忠濤，和鵬飛，袁洪水，李明明，袁則名

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 （天津 300452）

目前國(guó)際上鉆完井報(bào)告是一類(lèi)系統(tǒng)，作業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控是另一類(lèi)系統(tǒng)，沒(méi)有進(jìn)行統(tǒng)一，因此如何對(duì)鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用是一個(gè)需要深入研究的問(wèn)題。國(guó)際上已開(kāi)始在專(zhuān)業(yè)軟件上進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的連接，但由于是專(zhuān)業(yè)公司開(kāi)發(fā)的軟件，只對(duì)本公司軟件進(jìn)行兼容，提取數(shù)據(jù)接口也只在本公司軟件中有效，因此，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的接口可以直接連接靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)不存在一致的標(biāo)準(zhǔn)。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)與開(kāi)發(fā)廠家有關(guān)，而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)有Witsml標(biāo)準(zhǔn)和Wits0標(biāo)準(zhǔn)[1-6]，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)提取動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。如何充分集成靜態(tài)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)油公司提供技術(shù)支持，打破數(shù)據(jù)孤島，形成動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，是海洋石油鉆完井?dāng)?shù)字化研究的主要目的。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 中海油鉆完井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用現(xiàn)狀

中海油的鉆完井作業(yè)數(shù)據(jù)主要包括靜態(tài)的Wellview數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要為鉆完井作業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（Sitecom數(shù)據(jù)），在Wellview中已存儲(chǔ)了四海分公司及部分海外分公司的6 000余口井的日?qǐng)?bào)表及完工報(bào)告數(shù)據(jù)，在Sitecom數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了中海油2 000余口井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)[7-8]。這些數(shù)據(jù)是數(shù)十年鉆完井作業(yè)的知識(shí)沉淀及智慧結(jié)晶。鉆完井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要用于日常曲線(xiàn)查看，沒(méi)有鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合應(yīng)用的技術(shù)方案[9]。

1.2 難點(diǎn)和可行性處理思路

在處理復(fù)雜情況及事故過(guò)程中，普遍的做法是對(duì)相似井進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，但難以對(duì)所有類(lèi)似情況進(jìn)行分析。復(fù)雜情況及事故數(shù)據(jù)庫(kù)可以對(duì)所有類(lèi)似情況進(jìn)行快速統(tǒng)計(jì)，并以曲線(xiàn)的形式顯示出來(lái)，快速協(xié)助專(zhuān)家處理問(wèn)題。該方法不但可提供大量的類(lèi)似案例，同時(shí)可以將案例的處理情況及作業(yè)曲線(xiàn)及時(shí)提取并顯示出來(lái)，顯示出強(qiáng)大的數(shù)字化處理能力。

目前所有的鉆完井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)均是以靜態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)填寫(xiě)的，并且沒(méi)有考慮動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)情況。單井報(bào)表查詢(xún)系統(tǒng)不但可以顯示靜態(tài)數(shù)據(jù)，而且可以顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。集成顯示方式可以更有利于監(jiān)督人員對(duì)作業(yè)情況的掌握。

作業(yè)效率分析是以Wellview為基礎(chǔ)的，由于Wellview數(shù)據(jù)是以15 min為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行填寫(xiě)的，因此在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)上會(huì)與實(shí)際存在出入。該系統(tǒng)是在常規(guī)靜態(tài)報(bào)表的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的，導(dǎo)致分析的精度不夠，無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)分析，難以有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)以提高作業(yè)效率。

2 關(guān)鍵技術(shù)研究與成果

在融合靜態(tài)Wellview數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)鉆完井?dāng)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了各類(lèi)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用，為項(xiàng)目和作業(yè)決策提供有力工具。

2.1 基于Witsml協(xié)議的數(shù)據(jù)接口

基于Witsml協(xié)議的公用數(shù)據(jù)接口的目的是搭建一個(gè)通用的第三方軟件模塊接入平臺(tái)，供用戶(hù)調(diào)用Sitecom數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，主要包括鉆井、地質(zhì)、錄井、鉆井液等工程數(shù)據(jù)、MWD／LWD等鉆井過(guò)程中所產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)接口主要提供以下功能：①用戶(hù)可根據(jù)井名、時(shí)間段、深度區(qū)間、海域進(jìn)行歷史井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢(xún)。查詢(xún)結(jié)果以曲線(xiàn)的形式進(jìn)行展示，并提供Excel、PDF、Word等導(dǎo)出方式，便于用戶(hù)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。②針對(duì)實(shí)時(shí)作業(yè)井提供基于深度軸、時(shí)間軸的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊。③針對(duì)歷史井?dāng)?shù)據(jù)提供基于深度軸、時(shí)間軸的數(shù)據(jù)回放功能，為用戶(hù)進(jìn)行事故回放、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、模擬培訓(xùn)提供支持。

2.2 復(fù)雜情況及事故案例庫(kù)的建立

結(jié)合Wellview靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和Sitecom動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，整合中海油近年來(lái)發(fā)生的復(fù)雜情況及事故。根據(jù)不同的復(fù)雜情況及事故，提取數(shù)據(jù)并以曲線(xiàn)等形式顯示。對(duì)不同復(fù)雜情況及事故的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，形成針對(duì)不同復(fù)雜情況及事故的分析方法，并針對(duì)起鉆原因進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析。整體框架設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 復(fù)雜情況及事故案例庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1）復(fù)雜情況及事故工況查詢(xún)。通過(guò)Wellview靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的日志，提取所需查看的復(fù)雜情況及事故工況信息，提供復(fù)雜情況及事故發(fā)生的大致時(shí)間節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)可以通過(guò)Wellview數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)單一井、油田、區(qū)塊進(jìn)行復(fù)雜情況及事故的工況檢索。

2）復(fù)雜情況及事故數(shù)據(jù)提取。結(jié)合從Wellview靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的復(fù)雜情況及事故的大致時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從Sitecom動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取對(duì)應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的鉆井?dāng)?shù)據(jù)。該系統(tǒng)會(huì)針對(duì)不同的復(fù)雜情況及事故，從Sitecom數(shù)據(jù)庫(kù)中提取相關(guān)參數(shù)。

3）復(fù)雜情況及事故數(shù)據(jù)顯示。該系統(tǒng)從Well?view數(shù)據(jù)庫(kù)和Sitecom數(shù)據(jù)庫(kù)中提取數(shù)據(jù)，整合并以曲線(xiàn)的形式顯示在系統(tǒng)界面中，以便用戶(hù)查閱分析。

4）復(fù)雜情況及事故分析。該系統(tǒng)可以查看歷史井的復(fù)雜情況及事故，通過(guò)對(duì)比歷史井的相關(guān)參數(shù)，可以為當(dāng)前井的作業(yè)提供一定指導(dǎo)，幫助當(dāng)前井避免復(fù)雜情況發(fā)生或加速處理事故。

2.3 單井?dāng)?shù)據(jù)查詢(xún)及報(bào)表展示系統(tǒng)建立

1）單井?dāng)?shù)據(jù)查詢(xún)。提供簡(jiǎn)易快捷的單井日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)，用戶(hù)可以按照不同的條件對(duì)單井進(jìn)行檢索，并且用戶(hù)可以根據(jù)各自的需求建立獨(dú)有的數(shù)據(jù)查詢(xún)模板。

2）單井?dāng)?shù)據(jù)報(bào)表展示。單井的基本信息及主要數(shù)據(jù)報(bào)表瀏覽，鉆井常用報(bào)表37張，可以根據(jù)報(bào)表直接查看實(shí)時(shí)作業(yè)曲線(xiàn)。

2.4 作業(yè)時(shí)效跟蹤系統(tǒng)的完善

基于鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，基于靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)階段劃分，然后在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)上進(jìn)行識(shí)別判斷，利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)時(shí)效的實(shí)時(shí)分析跟蹤，可進(jìn)行起下鉆、下套（尾）管、下油管、鉆井作業(yè)、循環(huán)等作業(yè)的實(shí)時(shí)作業(yè)效率跟蹤，該統(tǒng)計(jì)結(jié)果直接服務(wù)于項(xiàng)目組，并用于分公司對(duì)鉆井平臺(tái)作業(yè)效率的考核。

中海油在鉆完井信息化上實(shí)現(xiàn)了作業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，陸地人員可方便地查看各類(lèi)作業(yè)數(shù)據(jù)及曲線(xiàn)，但是在作業(yè)效率管理上還是依賴(lài)傳統(tǒng)的作業(yè)報(bào)表靜態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式。針對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸并結(jié)合鉆完井作業(yè)步驟重復(fù)進(jìn)行的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)效率跟蹤管理的軟件，可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)作業(yè)效率，分析作業(yè)效率高低的原因，有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提高作業(yè)效率，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井承包商的考核。

實(shí)時(shí)作業(yè)效率跟蹤主要分析起下鉆、下套管、倒劃眼、鉆進(jìn)、起下管柱等效率。作業(yè)效率分析可以分井段進(jìn)行，特別是海上平臺(tái)作業(yè)模式，可對(duì)每一個(gè)平臺(tái)每口井每個(gè)井段進(jìn)行作業(yè)效率的分析跟蹤，有效指導(dǎo)下步作業(yè)，并進(jìn)一步優(yōu)化后期設(shè)計(jì)。軟件開(kāi)發(fā)主要基于報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)，可以自動(dòng)提取主要作業(yè)階段、井眼段等基礎(chǔ)信息，然后通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)作業(yè)效率。

基于鉆完井靜態(tài)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)階段劃分，然后在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)上識(shí)別判斷，利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)時(shí)效的實(shí)時(shí)分析跟蹤?？蛇M(jìn)行起下鉆、下套（尾）管、下油管、鉆井、循環(huán)等實(shí)時(shí)作業(yè)效率跟蹤，該統(tǒng)計(jì)結(jié)果直接服務(wù)于項(xiàng)目組，并用于分公司對(duì)鉆井平臺(tái)作業(yè)效率的考核。目前集成動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)的作業(yè)效率實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)，結(jié)合動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)，能更準(zhǔn)確地分析作業(yè)效率，且時(shí)效性更強(qiáng)，更有利于項(xiàng)目組對(duì)作業(yè)效率的控制。

3 工程應(yīng)用

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提取技術(shù)目前已應(yīng)用在基于WITS協(xié)議的模塊公用接口平臺(tái)開(kāi)發(fā)、軟件系統(tǒng)集成測(cè)試應(yīng)用；作業(yè)效率跟蹤系統(tǒng)已成功應(yīng)用在海上鉆完井項(xiàng)目，成為對(duì)鉆井裝置作業(yè)效率考核的參考指標(biāo)；復(fù)雜情況及事故數(shù)據(jù)庫(kù)已在處理復(fù)雜情況及事故中顯示了不凡的功能，大幅度提高數(shù)據(jù)查詢(xún)效率，可快速查詢(xún)類(lèi)似作業(yè)情況并顯示出作業(yè)曲線(xiàn)，協(xié)助專(zhuān)家快速處理事故；單井報(bào)表查詢(xún)系統(tǒng)方便了鉆完井監(jiān)督人員對(duì)日?qǐng)?bào)的查看，同時(shí)也給鉆完井監(jiān)督人員提供了一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看的接口，可以直接對(duì)照?qǐng)?bào)表查看曲線(xiàn)。

鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用技術(shù)研究成果已累計(jì)在海上鉆完井應(yīng)用418口井。

4 結(jié)束語(yǔ)

該技術(shù)形成了鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)集成應(yīng)用的成果，成為對(duì)鉆井裝置評(píng)價(jià)的技術(shù)工具，解決了評(píng)價(jià)鉆井裝置有標(biāo)準(zhǔn)而無(wú)法執(zhí)行的問(wèn)題，減少了人為干預(yù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使中海油在鉆完井動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用上占領(lǐng)了先機(jī)，在技術(shù)的引領(lǐng)下會(huì)取得更多的實(shí)際應(yīng)用。