钻完井动静态数据集成应用技术研究与应用

2020-10-09魏刚于忠涛和鹏飞袁洪水李明明袁则名

石油工业技术监督 2020年5期

魏刚，于忠涛，和鹏飞，袁洪水，李明明，袁则名

中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司（天津 300452）

目前国际上钻完井报告是一类系统，作业实时数据监控是另一类系统，没有进行统一，因此如何对钻完井动静态数据集成应用是一个需要深入研究的问题。国际上已开始在专业软件上进行实时数据的连接，但由于是专业公司开发的软件，只对本公司软件进行兼容，提取数据接口也只在本公司软件中有效，因此，没有专门的接口可以直接连接静态数据库和动态数据库，并且动静态数据库不存在一致的标准。静态数据库与开发厂家有关，而动态数据有Witsml标准和Wits0标准[1-6]，没有统一的标准同时提取动静态数据库。如何充分集成静态数据及动态数据对油公司提供技术支持，打破数据孤岛，形成动静态数据联动，是海洋石油钻完井数字化研究的主要目的。

1 技术现状

1.1 中海油钻完井数据库应用现状

中海油的钻完井作业数据主要包括静态的Wellview数据，设计数据等。动态数据主要为钻完井作业实时数据（Sitecom数据），在Wellview中已存储了四海分公司及部分海外分公司的6 000余口井的日报表及完工报告数据，在Sitecom数据库中存储了中海油2 000余口井的实时数据[7-8]。这些数据是数十年钻完井作业的知识沉淀及智慧结晶。钻完井动态数据主要用于日常曲线查看，没有钻完井动静态数据结合应用的技术方案[9]。

1.2 难点和可行性处理思路

在处理复杂情况及事故过程中，普遍的做法是对相似井进行数据查询，但难以对所有类似情况进行分析。复杂情况及事故数据库可以对所有类似情况进行快速统计，并以曲线的形式显示出来，快速协助专家处理问题。该方法不但可提供大量的类似案例，同时可以将案例的处理情况及作业曲线及时提取并显示出来，显示出强大的数字化处理能力。

目前所有的钻完井数据库均是以静态数据为基础填写的，并且没有考虑动态数据情况。单井报表查询系统不但可以显示静态数据，而且可以显示动态数据。集成显示方式可以更有利于监督人员对作业情况的掌握。

作业效率分析是以Wellview为基础的，由于Wellview数据是以15 min为节点进行填写的，因此在数据统计上会与实际存在出入。该系统是在常规静态报表的基础上进行分析的，导致分析的精度不够，无法进行详细分析，难以有效指导现场以提高作业效率。

2 关键技术研究与成果

在融合静态Wellview数据和实时钻完井数据的基础上，开发了各类应用软件，实现动静态数据的集成应用，为项目和作业决策提供有力工具。

2.1 基于Witsml协议的数据接口

基于Witsml协议的公用数据接口的目的是搭建一个通用的第三方软件模块接入平台，供用户调用Sitecom数据库中存储的数据，主要包括钻井、地质、录井、钻井液等工程数据、MWD／LWD等钻井过程中所产生的实时数据。该数据接口主要提供以下功能：①用户可根据井名、时间段、深度区间、海域进行历史井实时数据的查询。查询结果以曲线的形式进行展示，并提供Excel、PDF、Word等导出方式，便于用户进行后续的数据处理。②针对实时作业井提供基于深度轴、时间轴的数据实时显示模块。③针对历史井数据提供基于深度轴、时间轴的数据回放功能，为用户进行事故回放、经验总结、模拟培训提供支持。

2.2 复杂情况及事故案例库的建立

结合Wellview静态数据库和Sitecom动态数据库，整合中海油近年来发生的复杂情况及事故。根据不同的复杂情况及事故，提取数据并以曲线等形式显示。对不同复杂情况及事故的数据进行系统分析，形成针对不同复杂情况及事故的分析方法，并针对起钻原因进行系统的统计分析。整体框架设计如图1所示。

图1 复杂情况及事故案例库架构设计

1）复杂情况及事故工况查询。通过Wellview静态数据库的日志，提取所需查看的复杂情况及事故工况信息，提供复杂情况及事故发生的大致时间节点。该系统可以通过Wellview数据库针对单一井、油田、区块进行复杂情况及事故的工况检索。

2）复杂情况及事故数据提取。结合从Wellview静态数据库中提取的复杂情况及事故的大致时间节点，从Sitecom动态数据库中提取对应时间节点的钻井数据。该系统会针对不同的复杂情况及事故，从Sitecom数据库中提取相关参数。

3）复杂情况及事故数据显示。该系统从Well⁃view数据库和Sitecom数据库中提取数据，整合并以曲线的形式显示在系统界面中，以便用户查阅分析。

4）复杂情况及事故分析。该系统可以查看历史井的复杂情况及事故，通过对比历史井的相关参数，可以为当前井的作业提供一定指导，帮助当前井避免复杂情况发生或加速处理事故。

2.3 单井数据查询及报表展示系统建立

1）单井数据查询。提供简易快捷的单井日报数据及实时数据查询，用户可以按照不同的条件对单井进行检索，并且用户可以根据各自的需求建立独有的数据查询模板。

2）单井数据报表展示。单井的基本信息及主要数据报表浏览，钻井常用报表37张，可以根据报表直接查看实时作业曲线。

2.4 作业时效跟踪系统的完善

基于钻完井静态数据及动态数据，基于静态数据进行作业阶段划分，然后在动态数据上进行识别判断，利用动态数据进行作业时效的实时分析跟踪，可进行起下钻、下套（尾）管、下油管、钻井作业、循环等作业的实时作业效率跟踪，该统计结果直接服务于项目组，并用于分公司对钻井平台作业效率的考核。

中海油在钻完井信息化上实现了作业数据的实时传输，陆地人员可方便地查看各类作业数据及曲线，但是在作业效率管理上还是依赖传统的作业报表静态数据统计方式。针对作业数据实时传输并结合钻完井作业步骤重复进行的特点，开发了利用实时数据进行作业效率跟踪管理的软件，可以实时统计作业效率，分析作业效率高低的原因，有效指导现场作业提高作业效率，并可实现对钻井承包商的考核。

实时作业效率跟踪主要分析起下钻、下套管、倒划眼、钻进、起下管柱等效率。作业效率分析可以分井段进行，特别是海上平台作业模式，可对每一个平台每口井每个井段进行作业效率的分析跟踪，有效指导下步作业，并进一步优化后期设计。软件开发主要基于报表数据库和实时数据库，利用报表数据库，可以自动提取主要作业阶段、井眼段等基础信息，然后通过实时跟踪监测作业效率。

基于钻完井静态数据及动态数据，对静态数据进行作业阶段划分，然后在动态数据上识别判断，利用动态数据进行作业时效的实时分析跟踪。可进行起下钻、下套（尾）管、下油管、钻井、循环等实时作业效率跟踪，该统计结果直接服务于项目组，并用于分公司对钻井平台作业效率的考核。目前集成动静态数据开发的作业效率实时跟踪系统，结合动静态数据，能更准确地分析作业效率，且时效性更强，更有利于项目组对作业效率的控制。

3 工程应用

实时数据提取技术目前已应用在基于WITS协议的模块公用接口平台开发、软件系统集成测试应用；作业效率跟踪系统已成功应用在海上钻完井项目，成为对钻井装置作业效率考核的参考指标；复杂情况及事故数据库已在处理复杂情况及事故中显示了不凡的功能，大幅度提高数据查询效率，可快速查询类似作业情况并显示出作业曲线，协助专家快速处理事故；单井报表查询系统方便了钻完井监督人员对日报的查看，同时也给钻完井监督人员提供了一个实时数据查看的接口，可以直接对照报表查看曲线。

钻完井动静态数据集成应用技术研究成果已累计在海上钻完井应用418口井。