海洋石油钻完井数据集成服务系统的应用

刘全全(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

0 引言

全球石油资源总量中海洋石油资源量占据33.9%，现有海洋石油资源勘测储量约为390 亿吨。根据我国海洋石油资源的开发条件，国家将加大技术研发力度，加强打造我国海洋石油工业体系。现有海洋石油资源开采中，完井作为水下钻井工作的重要步骤，其中数据信息采集服务工作的实现，为钻井工作产生的数据进行记录，并同步传输到终端集成系统中，为后期开采、管理工作开展提供数据支撑。本文主要探讨海洋石油钻完井数据集成服务系统及其应用。

1 海洋石油钻完井数据集成服务系统概述

完井是海洋石油钻井工作的最后环节，同时也是采油工作的开端。受限于海洋地理环境的限制，在各项钻井工序、开采工序中均需要严格执行预定基准，如果其中某一项环节出现问题，极易产生不可补救的问题。对此，石油工程项目的管理人员必须具备实时了解现场施工信息的能力，分析现场施工动态，针对各类施工中可能产生的问题进行预测，并通过远程控制，增强主系统与基层工作之间的关联性。在国家战略规划下，我国海洋石油集团针对勘测、采油等制定一系列规划，加大基层工作量，对数据采集与信息化实现提出迫切需求。

数据集成服务系统的研发与应用，可在海洋石油开采中起到数据采集与传输的效果，针对海洋石油开采产生的问题同步传输到地面企业，由行业专家从宏观层面分析海洋石油开采中存在的问题，快速、有效地处理问题，为后期开采工作提供数据支撑[1]。

2 海洋石油钻完井数据集成服务系统结构组成

2.1 钻完井的数据采集

数据集成服务是全程作用于钻完井工序中的，依托监测系统、传感系统，将钻井、开采中产生的数据信息进行整合与分类处理，提高数据表述的精准性，例如：钻井液物理性能、物理组成元素、激光粒度等。在不同数据驱动场景的作用下，按照内部局域网的场景处理结构，完成对既定数据信息的逻辑化处理，且数据库结构、可变更数据系统、图文信息显示界面等，均需要进行专业化处理，保证数据信息在测定过程中的统一性、标准性，这样才可在不同网络体系中进行无损传输[2]。

2.2 完井、固井作业

SAS 数据服务体系的建设，将数据集成服务系统进行功能分化与驱动，在不同场景下，数据集成功能的实现，可同步进行数据采集、反馈、传输等，且可按照终端功能进行数据信息的自适应、自匹配。例如测量油气水的精度，对现场作业进行不同场景的测定，保证完井作业中数据信息的对接处理。

2.3 数据管理

DTS 作为我国海洋石油钻完井数据集成服务系统的技术组成，在现场作业中，经由石油钻井工作的数据产生进行采集、运算、传输等处理，确保不同业务在拓展过程中，既可达到数据终端集成服务，又可在不同驱动场景下，按照固定的数据权限，执行业务，保证工作人员调取信息、驱动指令的规范性。图1 所示为DTS结构图示。数据信息在不同驱动场景下，完成逻辑性的运转。此外，局域网与广域网对接期间，也可通过数据加密处理，规避数据泄露问题，增强数据传输质量[3]。

图1 DTS 结构图示

3 海洋石油钻完井数据集成服务系统的设计原则

数据集成服务系统全程作用于石油作业中的，但是受限于我国海洋石油信息化建设进程的问题，在部分方面仍需引入国外先进的技术体系，确保集成系统在应用期间，可全面呈现数据问题，增强基础数据驱动能力。在进行设计时，应遵循下列几点原则[4]：

第一，总、分实现原则。从系统运行特征而言，各项数据服务工作的开展，是建立在数据采集、运算、传输功能之上完成的。要想在关联服务体系中达到数据有效衔接，则应借助数据系统完成基础管理与业务处理之间的拟合，在主系统与子系统的对接下，为数据信息赋予表述能力，这样在现场驱动期间，可实现无差异化的数据衔接，保证基础作业的流畅性。

第二，全周期原则。海洋石油资源开采中，需从前期勘测、中期钻井开采。后期运维等方面，实现对数据信息的综合处理，其中数据集成服务系统的应用，应遵循不同驱动场景的运行规律，保证在全生命周期的原则下，对数据处理提供持续性的改进作用，提高数据支撑精度。

第三，合用原则。数据集成服务系统应用过程，是针对海洋石油钻完井产生的数据进行采集与分析，并按照不同职能进行数据自匹配处理，整个数据处理模式需作用于主体功能之上，确保数据信息采集及处理的衔接性。其中合用原则是指数据及其具体应用，在数据平台功能的支撑下完成自主优化处理。借助系统数据集成功能，面向未知信获取，提高数据信息整合性。

4 海洋石油钻完井数据集成服务系统

数据集成服务系统在驱动过程中，是对动态类数据进行相对静止的分析，即为数据系统是以静止状态对外界环境产生的数据进行处理，且整个处理过程可实现对既定数据的协同化操作，为后期钻井作业提供数据支撑。

4.1 数据接口

数据集成服务系统中数据接口采用的是Witsml协议的公用接口，此类协议可为系统驱动提供第三方接入平台，且数据服务过程中无需担心数据丢失或各类异常问题。用户针对数据信息进行获取时，可在Sitecom 数据库中实时调入数据。此类数据库的数据整合功能包括钻井信息、工作换金信息、工程数据以及工程推进过程中的各项实时信息。数据接口在功能驱动时，是按照特定的程序完成在不同场景下的数据罗列，其中工作人员可按照钻井名称、时间区段、空间信息等作为数据信息的查询基准，这样在后期屏幕显示中，可按照数据信息的产生时间进行线性罗列，例如自动生成数据表格、线性图示。工作人员在记录与传输信息时，则可进行汇总，向地面工作处传递更为直观的数据信息。此外，数据集成功能，还可进行数据轨迹汇总，为新海洋石油项目的建设起到经验总结与支撑的作用[5]。

4.2 案例库

大数据时代到来下，海洋石油钻完井数据集成系统运行过程中，需对海量数据进行处理，此时静态系统与动态数据之间呈现数据衔接态势，针对不同场景的数据信息进行整合与运算处理，保证数据信息真实映射钻完井的一系列信息。案例库的建设则是针对系统运行期间产生的数据信息进行归类处理。因为从钻井开采过程而言，极易发生事故问题。此时案例库的作用针对不同场景下的数据信息进行归类处理，利用系统分析不同环境中的数据比对值，并按照既定程序分析事故产生动因，并归档案例库。

案例库功能：复杂工况查询、事件信息提取、事故数据显示、事故数据分析。

技术主体驱动过程：WllView、Sitecom 在静态与动态组合下，综合分析事故成因，并按照终端界面显示，对各类信息值进行测定，辅助工作人员找到事故原因点。

最终实现目标：形成事故节点参数曲线、WV 复杂情况数据自动检索、历史数据对此分析、异常工况特性解析。

4.3 数据呈现

数据呈现是针对不同场景的数据进行表述处理，此过程的数据罗列特征具有逻辑性与对称性。从数据信息表达形式而言，不同数据参数进行分析与比对时，是按照界定程序完成数据采集、处理的，一体化的数据处理流程，最大程度辅助人员分析当前操作模式下的问题呈现点，进而发挥出数据整合功能。在数据呈现期间，钻完井工作完成以后，其应具备独立的数据查询及显示功能：第一，完井数据查询模块。此类模块可提供详细的数据信息，其按照相对应的数据支撑单元，以用户权限为基准，实现多节点的数据过渡处理。例如钻井期间，用户需了解到钻进进度信息，此时向系统发送具有权限性质的请求，然后系统自动生成模板，供用户查询。第二，完井数据报表功能。此类报表功能主要是针对不同时间段、空间段的信息进行罗列处理，将基本信息、进度信息、环境信息以及需求信息等进行分类归档，工作人员在查找报表时，既可得到精准的数据信息，也可将报表做成饼状图、线性图等，直观分析数据轨迹，为后期管理工作的开展提供数据支撑[6]。

4.4 系统跟踪功能

海洋石油钻完井数据集成服务系统的建设与应用，是针对当前操作环境进行数据一体化采集，提高终端系统服务与数据表述功能的衔接度。从动态数据与静态运行模式来讲，要想实现对不同阶段的数据分析，则是建立在静态数据作业之上，按照模块划分数据组成，并结合具体驱动指标进行识别与判断处理。此时，动态数据的表述形式，则是建立在具有数据传输时效功能上完成同步分析。例如：起下钻、下油管、钻井工序等，每一项作业所产生的数据信息均需要罗列在系统内部，且数据产生形式应全面映射当前工作场景，便于管理人员、项目组等精准了解到钻井进度。

数据集成服务系统是海洋石油开采行业信息化推进的基础保障，数据信息采集与录入、传输的同步处理，方便地面团队了解到海洋深处的环境信息，为后期开采工作提供数据支撑。其中动态化、实时化的数据传输是保证大体量数据同步转换与录入的基础，此过程系统功能的研发则代表数据处理指标，例如作业效率、作业质量等，不同驱动场景下，提高对单体作业流程的数据采集，保证数据处理的针对性。

5 海洋石油钻完井数据集成服务系统的应用

基于服务系统实现的数据同步驱动，是对外界动态作业环境的数据实时录入。在系统设计研发与应用下，此类服务功能则是全程建立在石油钻井作业之中。同时，系统功能驱动形式，也为不同环境下的数据同步基准、协议基准等提供指标。因为系统应用过程中，钻完井的数据采集过程相当于局域网，要想实现作业地点与地面地点的数据流通，则需借助互联网或物联网，完成数据的传输。同时，数据集成服务系统在提取技术的支撑下，接入不同接口，完成对数据传输与平台服务功能之间的对接，保证不同应用环境下的数据整合，如果发生数据传输及匹配异常的问题，则可起到报警的作用。例如，数据集成服务系统在全天候运行期间，采集的数据在传输期间可以与数据库、案例库的数据进行比对，在常规状态下，数据已经形成一个固定的基准，且与采集到的信息进行比对，如果常规条件下出现数据传输异常的话，则将此类信息进行标记并预警，令工作人员了解到当前运行环境中异常问题的产生点及原因。此外，在复杂环境下，数据集成服务系统可提供授权查询服务，按照不同作业类型进行数据自匹配处理，通过计算机信息平台起到对工作环境、工作人员、工作进度的监管，为钻完井工序提供可靠性保障。

6 结语

综上所述，数据集成服务系统在运行期间，是以数据采集功能为主，搭载传感器、计算机网络实现对数据信息全域化、实时化采集处理，为海洋开采环境与陆地信息处理组织提供数据同步反馈平台。从我国海洋石油信息化实现而言，与国外发达国家仍存在一定差距，对此，国家应加大资源扶持力度，结合技术、经济等，打造自主性的数据服务系统，确保数据传输及处理的一体性，逐步提高我国海洋石油的开采能力。