石油钻井工程数据库的建设与应用系列二

宋 锴

（山东理工大学 图书馆，山东 淄博255049）

0 前言

上期《石油钻井数据库的建设与应用系列一》讲述了石油钻井工程参数数据库建设的重要性和石油钻井参数数据库建设的基本框架，本期讲述数据采集的方式方法。

第一个层面是数据实时采集系统，把钻井过程中产生的工程数据、钻井液、地质数据，采集到PLC，或手工录入数据，第二个层面是由数传模块将数据无线传输给井队值班房计算机，经过数据处理以图表的形式在计算机上显示出来，然后通过网络传输到钻井公司及总公司的数据库，即可实现钻井参数的实时监测和数据共享；第三个层面是数据分析系统，采集得到的大量数据需要在数据库下通过各种软件进行分析、处理、对比；分析得到的结果供决策中心的专家参考，钻井、地质等不同领域的专家结合各自的经验，以实时分析得到的结果为基础，提出最终的决策意见，通过远程在线诊断系统解决现场发生的问题。

1 石油钻井参数数据库有关参数的采集

钻井队原来主要通过资料员每天手工录入工程数据，随着科学技术的发展和计算机技术的升级换代，自动化、信息化、实时化、集成化、智能化的钻井队将逐步实现，今后大部分工程数据将通过钻井实时监测系统采集，通过PLC 将安装在各关键部位的监测仪器和多种传感器连接起来，再由数传模块将数据无线传输给井队值班房计算机，经过数据处理以图表的形式在计算机上显示出来，然后通过网络传输到钻井公司及总公司，即可实现钻井参数的实时监测和数据共享。

钻井队的工程参数主要分为工程参数、钻井液参数、地质录井参数、测井参数、管理参数几个部分。有的通过仪器实现了数据的实时采集，还有一些需要手工录入。

工程参数部分由钻时、钻压、悬重、立管压力、转盘扭矩、转速、钻速、大钩负荷等测量仪器组成，大部分数据现在已经通过传感器实现实时监测。

地质录井现场监测部分由综合录井仪等现场测量仪器组成，如果解决岩屑录井自动定量采集、定量荧光等，即可实现实时监测。

钻井液是保证井壁稳定和井眼畅通的关键因素。此前钻井液参数需要通过人工取样到实验室分析化验、测量，钻井液资料由人工抄写，既不便于查询和统计，又耗费了大量的人力和物力，给钻井液管理带来很多不便，更重要的是不能实时监测，无法实现实时决策，成为制约泥浆技术发展和服务的难点。目前钻井实时监测系统已经研究成功，实现了大部分钻井液参数的在线实时采集。

钻井液数据库是一个高度集成的钻井、 完井液数据库管理系统，由两个分系统组成，单井数据库系统主要是面向钻井队现场使用，用于全面实时采集、储存钻井、完井液相关数据，并且提供钻井液技术、事故和单井成本分析功能，完成日报表、班报表和完井报告编写等功能；公司数据库系统是一个以Oracle 数据库为基础，面向网络和钻井液技术人员的分析系统，包含油田区块单井数据库系统和各种报告，区块地质概况、地层矿物组分与理化性能、储层特性、地层压力系数、试油简况等信息，可提供钻井、完井液区块信息查询、统计分析，和钻井液设计等。钻井队采用移动电话通信系统或卫星通信系统实时报送数据，并在完井后通过U 盘或移动硬盘储存和报送数据库文件，公司数据库使用大型计算机处理和保存。

数据库需要手工录入的是钻井现场施工工程与管理数据的录入、维护和统计。这些数据包括日常管理数据、钻井设备数据、钻井队伍数据等。（1）常用钻具统计查询，即钻头、钻杆的使用情况；（2）取芯情况(起始井深、终止井深、岩心长度、取心率等)及汇总查询(岩心总长度、总钻进时间、平均时效、总进尺等)；（3）生产施工时效分析报表，能够方便地对生产施工情况按井统计；（4）测井参数，包括油层厚度，层数，渗透率等；（5）井史数据录入和查询功能。数据库系统主要功能包括：数据管理（即对井史数据的录入、编辑和数据管理等）、查询统计（提供了钻井时效统计分析、井下事故统计分析等十几项井史数据库的应用功能）、报表生成（可自动生成完井总结、材料消耗、成本统计等各种报表及用于生产管理的各种日报、月报、年报等）、系统维护（包括档案管理、口令管理、数据转储、代码维护等）、打印输出（提供了对查询统计结果、各种报表、单项井史以及整本井史的打印输出功能）。

2 钻井队的配套设施

2.1 钻井队的硬件设施

（1）数据采集仪器

数据采集仪器是钻井实时监测系统，包括工程参数、钻井液参数、地质录井参数等多种监测仪器、传感器、PLC 及无线数传模块等。

（2）计算机及网络设备

钻井队在井场组建一个小型的局域网络。局域网由一台主电脑和若干客户机组成，实现队长值班室，钻井平台，录井值班室，泥浆值班室等的数据共享。计算机的连接方式采用无线数传模式。主机与公司通过移动电话网络或卫星通信系统连接。

2.2 钻井队的配套软件

（1）实时数据采集、处理软件

本系统的数据主要来源于钻井实时监测系统实时采集的数据，包括钻井液、地质、钻井工程参数。数十个信号全部转换为4－20mA 的标准信号，采集到PLC 然后通过无线数传模块发送到计算机。

（2）钻井过程实时监测和远程传输软件

无线数传模块客户端计算机接收的信号通过软件的处理转换成图表，方便现场工程技术人员的实时监控。

井场与基地间的数据传输可以采用不同的通讯形式，目前经济简便的通讯方式为GPRS 移动通讯网，其次是卫星通讯。本软件可实现以上集中网络的灵活选用。

（3）工程数据手工录入维护软件

需要手工录入的钻井现场施工工程与管理数据的录入、维护和统计。

3 结束语

数据库的建设是数据分析系统的基础，数字化钻井队主要通过数据采集计算机将安装在各关键部位的监测仪器、传感器连接起来，再由井场局域网络将数据采集计算机、数据处理与传输计算机、现场监控及其他应用计算机、现场摄像监控解码器等设备连接起来，然后通过部署在这些机器上的软件系统完成数据的自动采集、数据人工录入、数据转换、数据传输、现场工况监测等工作，完成钻井参数数据库的建设。

［1］张海平.钻井工程数据库[J].石油钻采工艺,1987(06):60-67.

［2］《钻井手册(甲方)》编写组.钻井手册(甲方)[M].石油工业出版社,1990.

［3］石油勘探开发研究院钻井工艺研究所，西南石油学院开发系，江汉石油管理局钻井处，大港油田管理局钻井处.SY/T 5705-1995 石油钻井工程数据库文件格式[S].石油工业出版社,1995.

［4］钱浩东,龚俊,彭轼,张帆.国内钻井数据库现状及发展应用前景[J].钻采工艺,2010(01):25-28.