石油鉆井工程數據庫的建設與應用系列二

宋 鍇

（山東理工大學 圖書館，山東 淄博255049）

0 前言

上期《石油鉆井數據庫的建設與應用系列一》講述了石油鉆井工程參數數據庫建設的重要性和石油鉆井參數數據庫建設的基本框架，本期講述數據采集的方式方法。

第一個層面是數據實時采集系統，把鉆井過程中產生的工程數據、鉆井液、地質數據，采集到PLC，或手工錄入數據，第二個層面是由數傳模塊將數據無線傳輸給井隊值班房計算機，經過數據處理以圖表的形式在計算機上顯示出來，然后通過網絡傳輸到鉆井公司及總公司的數據庫，即可實現鉆井參數的實時監測和數據共享；第三個層面是數據分析系統，采集得到的大量數據需要在數據庫下通過各種軟件進行分析、處理、對比；分析得到的結果供決策中心的專家參考，鉆井、地質等不同領域的專家結合各自的經驗，以實時分析得到的結果為基礎，提出最終的決策意見，通過遠程在線診斷系統解決現場發生的問題。

1 石油鉆井參數數據庫有關參數的采集

鉆井隊原來主要通過資料員每天手工錄入工程數據，隨著科學技術的發展和計算機技術的升級換代，自動化、信息化、實時化、集成化、智能化的鉆井隊將逐步實現，今后大部分工程數據將通過鉆井實時監測系統采集，通過PLC 將安裝在各關鍵部位的監測儀器和多種傳感器連接起來，再由數傳模塊將數據無線傳輸給井隊值班房計算機，經過數據處理以圖表的形式在計算機上顯示出來，然后通過網絡傳輸到鉆井公司及總公司，即可實現鉆井參數的實時監測和數據共享。

鉆井隊的工程參數主要分為工程參數、鉆井液參數、地質錄井參數、測井參數、管理參數幾個部分。有的通過儀器實現了數據的實時采集，還有一些需要手工錄入。

工程參數部分由鉆時、鉆壓、懸重、立管壓力、轉盤扭矩、轉速、鉆速、大鉤負荷等測量儀器組成，大部分數據現在已經通過傳感器實現實時監測。

地質錄井現場監測部分由綜合錄井儀等現場測量儀器組成，如果解決巖屑錄井自動定量采集、定量熒光等，即可實現實時監測。

鉆井液是保證井壁穩定和井眼暢通的關鍵因素。此前鉆井液參數需要通過人工取樣到實驗室分析化驗、測量，鉆井液資料由人工抄寫，既不便于查詢和統計，又耗費了大量的人力和物力，給鉆井液管理帶來很多不便，更重要的是不能實時監測，無法實現實時決策，成為制約泥漿技術發展和服務的難點。目前鉆井實時監測系統已經研究成功，實現了大部分鉆井液參數的在線實時采集。

鉆井液數據庫是一個高度集成的鉆井、 完井液數據庫管理系統，由兩個分系統組成，單井數據庫系統主要是面向鉆井隊現場使用，用于全面實時采集、儲存鉆井、完井液相關數據，并且提供鉆井液技術、事故和單井成本分析功能，完成日報表、班報表和完井報告編寫等功能；公司數據庫系統是一個以Oracle 數據庫為基礎，面向網絡和鉆井液技術人員的分析系統，包含油田區塊單井數據庫系統和各種報告，區塊地質概況、地層礦物組分與理化性能、儲層特性、地層壓力系數、試油簡況等信息，可提供鉆井、完井液區塊信息查詢、統計分析，和鉆井液設計等。鉆井隊采用移動電話通信系統或衛星通信系統實時報送數據，并在完井后通過U 盤或移動硬盤儲存和報送數據庫文件，公司數據庫使用大型計算機處理和保存。

數據庫需要手工錄入的是鉆井現場施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。這些數據包括日常管理數據、鉆井設備數據、鉆井隊伍數據等。（1）常用鉆具統計查詢，即鉆頭、鉆桿的使用情況；（2）取芯情況(起始井深、終止井深、巖心長度、取心率等)及匯總查詢(巖心總長度、總鉆進時間、平均時效、總進尺等)；（3）生產施工時效分析報表，能夠方便地對生產施工情況按井統計；（4）測井參數，包括油層厚度，層數，滲透率等；（5）井史數據錄入和查詢功能。數據庫系統主要功能包括：數據管理（即對井史數據的錄入、編輯和數據管理等）、查詢統計（提供了鉆井時效統計分析、井下事故統計分析等十幾項井史數據庫的應用功能）、報表生成（可自動生成完井總結、材料消耗、成本統計等各種報表及用于生產管理的各種日報、月報、年報等）、系統維護（包括檔案管理、口令管理、數據轉儲、代碼維護等）、打印輸出（提供了對查詢統計結果、各種報表、單項井史以及整本井史的打印輸出功能）。

2 鉆井隊的配套設施

2.1 鉆井隊的硬件設施

（1）數據采集儀器

數據采集儀器是鉆井實時監測系統，包括工程參數、鉆井液參數、地質錄井參數等多種監測儀器、傳感器、PLC 及無線數傳模塊等。

（2）計算機及網絡設備

鉆井隊在井場組建一個小型的局域網絡。局域網由一臺主電腦和若干客戶機組成，實現隊長值班室，鉆井平臺，錄井值班室，泥漿值班室等的數據共享。計算機的連接方式采用無線數傳模式。主機與公司通過移動電話網絡或衛星通信系統連接。

2.2 鉆井隊的配套軟件

（1）實時數據采集、處理軟件

本系統的數據主要來源于鉆井實時監測系統實時采集的數據，包括鉆井液、地質、鉆井工程參數。數十個信號全部轉換為4－20mA 的標準信號，采集到PLC 然后通過無線數傳模塊發送到計算機。

（2）鉆井過程實時監測和遠程傳輸軟件

無線數傳模塊客戶端計算機接收的信號通過軟件的處理轉換成圖表，方便現場工程技術人員的實時監控。

井場與基地間的數據傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經濟簡便的通訊方式為GPRS 移動通訊網，其次是衛星通訊。本軟件可實現以上集中網絡的靈活選用。

（3）工程數據手工錄入維護軟件

需要手工錄入的鉆井現場施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。

3 結束語

數據庫的建設是數據分析系統的基礎，數字化鉆井隊主要通過數據采集計算機將安裝在各關鍵部位的監測儀器、傳感器連接起來，再由井場局域網絡將數據采集計算機、數據處理與傳輸計算機、現場監控及其他應用計算機、現場攝像監控解碼器等設備連接起來，然后通過部署在這些機器上的軟件系統完成數據的自動采集、數據人工錄入、數據轉換、數據傳輸、現場工況監測等工作，完成鉆井參數數據庫的建設。

［1］張海平.鉆井工程數據庫[J].石油鉆采工藝,1987(06):60-67.

［2］《鉆井手冊(甲方)》編寫組.鉆井手冊(甲方)[M].石油工業出版社,1990.

［3］石油勘探開發研究院鉆井工藝研究所，西南石油學院開發系，江漢石油管理局鉆井處，大港油田管理局鉆井處.SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數據庫文件格式[S].石油工業出版社,1995.

［4］錢浩東,龔俊,彭軾,張帆.國內鉆井數據庫現狀及發展應用前景[J].鉆采工藝,2010(01):25-28.