鉆完井動靜態數據集成應用技術研究與應用

魏剛，于忠濤，和鵬飛，袁洪水，李明明，袁則名

中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司 （天津 300452）

目前國際上鉆完井報告是一類系統，作業實時數據監控是另一類系統，沒有進行統一，因此如何對鉆完井動靜態數據集成應用是一個需要深入研究的問題。國際上已開始在專業軟件上進行實時數據的連接，但由于是專業公司開發的軟件，只對本公司軟件進行兼容，提取數據接口也只在本公司軟件中有效，因此，沒有專門的接口可以直接連接靜態數據庫和動態數據庫，并且動靜態數據庫不存在一致的標準。靜態數據庫與開發廠家有關，而動態數據有Witsml標準和Wits0標準[1-6]，沒有統一的標準同時提取動靜態數據庫。如何充分集成靜態數據及動態數據對油公司提供技術支持，打破數據孤島，形成動靜態數據聯動，是海洋石油鉆完井數字化研究的主要目的。

1 技術現狀

1.1 中海油鉆完井數據庫應用現狀

中海油的鉆完井作業數據主要包括靜態的Wellview數據，設計數據等。動態數據主要為鉆完井作業實時數據（Sitecom數據），在Wellview中已存儲了四海分公司及部分海外分公司的6 000余口井的日報表及完工報告數據，在Sitecom數據庫中存儲了中海油2 000余口井的實時數據[7-8]。這些數據是數十年鉆完井作業的知識沉淀及智慧結晶。鉆完井動態數據主要用于日常曲線查看，沒有鉆完井動靜態數據結合應用的技術方案[9]。

1.2 難點和可行性處理思路

在處理復雜情況及事故過程中，普遍的做法是對相似井進行數據查詢，但難以對所有類似情況進行分析。復雜情況及事故數據庫可以對所有類似情況進行快速統計，并以曲線的形式顯示出來，快速協助專家處理問題。該方法不但可提供大量的類似案例，同時可以將案例的處理情況及作業曲線及時提取并顯示出來，顯示出強大的數字化處理能力。

目前所有的鉆完井數據庫均是以靜態數據為基礎填寫的，并且沒有考慮動態數據情況。單井報表查詢系統不但可以顯示靜態數據，而且可以顯示動態數據。集成顯示方式可以更有利于監督人員對作業情況的掌握。

作業效率分析是以Wellview為基礎的，由于Wellview數據是以15 min為節點進行填寫的，因此在數據統計上會與實際存在出入。該系統是在常規靜態報表的基礎上進行分析的，導致分析的精度不夠，無法進行詳細分析，難以有效指導現場以提高作業效率。

2 關鍵技術研究與成果

在融合靜態Wellview數據和實時鉆完井數據的基礎上，開發了各類應用軟件，實現動靜態數據的集成應用，為項目和作業決策提供有力工具。

2.1 基于Witsml協議的數據接口

基于Witsml協議的公用數據接口的目的是搭建一個通用的第三方軟件模塊接入平臺，供用戶調用Sitecom數據庫中存儲的數據，主要包括鉆井、地質、錄井、鉆井液等工程數據、MWD／LWD等鉆井過程中所產生的實時數據。該數據接口主要提供以下功能：①用戶可根據井名、時間段、深度區間、海域進行歷史井實時數據的查詢。查詢結果以曲線的形式進行展示，并提供Excel、PDF、Word等導出方式，便于用戶進行后續的數據處理。②針對實時作業井提供基于深度軸、時間軸的數據實時顯示模塊。③針對歷史井數據提供基于深度軸、時間軸的數據回放功能，為用戶進行事故回放、經驗總結、模擬培訓提供支持。

2.2 復雜情況及事故案例庫的建立

結合Wellview靜態數據庫和Sitecom動態數據庫，整合中海油近年來發生的復雜情況及事故。根據不同的復雜情況及事故，提取數據并以曲線等形式顯示。對不同復雜情況及事故的數據進行系統分析，形成針對不同復雜情況及事故的分析方法，并針對起鉆原因進行系統的統計分析。整體框架設計如圖1所示。

圖1 復雜情況及事故案例庫架構設計

1）復雜情況及事故工況查詢。通過Wellview靜態數據庫的日志，提取所需查看的復雜情況及事故工況信息，提供復雜情況及事故發生的大致時間節點。該系統可以通過Wellview數據庫針對單一井、油田、區塊進行復雜情況及事故的工況檢索。

2）復雜情況及事故數據提取。結合從Wellview靜態數據庫中提取的復雜情況及事故的大致時間節點，從Sitecom動態數據庫中提取對應時間節點的鉆井數據。該系統會針對不同的復雜情況及事故，從Sitecom數據庫中提取相關參數。

3）復雜情況及事故數據顯示。該系統從Well?view數據庫和Sitecom數據庫中提取數據，整合并以曲線的形式顯示在系統界面中，以便用戶查閱分析。

4）復雜情況及事故分析。該系統可以查看歷史井的復雜情況及事故，通過對比歷史井的相關參數，可以為當前井的作業提供一定指導，幫助當前井避免復雜情況發生或加速處理事故。

2.3 單井數據查詢及報表展示系統建立

1）單井數據查詢。提供簡易快捷的單井日報數據及實時數據查詢，用戶可以按照不同的條件對單井進行檢索，并且用戶可以根據各自的需求建立獨有的數據查詢模板。

2）單井數據報表展示。單井的基本信息及主要數據報表瀏覽，鉆井常用報表37張，可以根據報表直接查看實時作業曲線。

2.4 作業時效跟蹤系統的完善

基于鉆完井靜態數據及動態數據，基于靜態數據進行作業階段劃分，然后在動態數據上進行識別判斷，利用動態數據進行作業時效的實時分析跟蹤，可進行起下鉆、下套（尾）管、下油管、鉆井作業、循環等作業的實時作業效率跟蹤，該統計結果直接服務于項目組，并用于分公司對鉆井平臺作業效率的考核。

中海油在鉆完井信息化上實現了作業數據的實時傳輸，陸地人員可方便地查看各類作業數據及曲線，但是在作業效率管理上還是依賴傳統的作業報表靜態數據統計方式。針對作業數據實時傳輸并結合鉆完井作業步驟重復進行的特點，開發了利用實時數據進行作業效率跟蹤管理的軟件，可以實時統計作業效率，分析作業效率高低的原因，有效指導現場作業提高作業效率，并可實現對鉆井承包商的考核。

實時作業效率跟蹤主要分析起下鉆、下套管、倒劃眼、鉆進、起下管柱等效率。作業效率分析可以分井段進行，特別是海上平臺作業模式，可對每一個平臺每口井每個井段進行作業效率的分析跟蹤，有效指導下步作業，并進一步優化后期設計。軟件開發主要基于報表數據庫和實時數據庫，利用報表數據庫，可以自動提取主要作業階段、井眼段等基礎信息，然后通過實時跟蹤監測作業效率。

基于鉆完井靜態數據及動態數據，對靜態數據進行作業階段劃分，然后在動態數據上識別判斷，利用動態數據進行作業時效的實時分析跟蹤。可進行起下鉆、下套（尾）管、下油管、鉆井、循環等實時作業效率跟蹤，該統計結果直接服務于項目組，并用于分公司對鉆井平臺作業效率的考核。目前集成動靜態數據開發的作業效率實時跟蹤系統，結合動靜態數據，能更準確地分析作業效率，且時效性更強，更有利于項目組對作業效率的控制。

3 工程應用

實時數據提取技術目前已應用在基于WITS協議的模塊公用接口平臺開發、軟件系統集成測試應用；作業效率跟蹤系統已成功應用在海上鉆完井項目，成為對鉆井裝置作業效率考核的參考指標；復雜情況及事故數據庫已在處理復雜情況及事故中顯示了不凡的功能，大幅度提高數據查詢效率，可快速查詢類似作業情況并顯示出作業曲線，協助專家快速處理事故；單井報表查詢系統方便了鉆完井監督人員對日報的查看，同時也給鉆完井監督人員提供了一個實時數據查看的接口，可以直接對照報表查看曲線。

鉆完井動靜態數據集成應用技術研究成果已累計在海上鉆完井應用418口井。

4 結束語

該技術形成了鉆完井動靜態數據庫集成應用的成果，成為對鉆井裝置評價的技術工具，解決了評價鉆井裝置有標準而無法執行的問題，減少了人為干預。該技術的實現使中海油在鉆完井動靜態數據的集成應用上占領了先機，在技術的引領下會取得更多的實際應用。