钻井作业实时信息采样装置探索.pdf

2020 年 27 期研究视界 科技创新与应用 Technology Innovation and Application 钻井作业实时信息采样装置探索 李小英 （中国石油集团长城钻探工程有限公司钻具公司， 辽宁 盘锦 124010） 引言 现阶段石油勘探企业的油田钻井实时信息收集并分析 的解决方案的进步已经产生了颠覆性的改变和革新，该解决 方案和参数分析层面 （即复杂化处置） 的有机结合引发了数据 捕捉解决方案的革命性变革。信息之间的配合即时体系内的 采集和传送到位针对提升改进点效果发挥着无可替代点关键 的作用，早期的信息收集的规划和兑现一般是进行后期的参 数处理任务。本文探讨的是即时的石油钻井开采作业过程中 的实时信息的捕捉设备体系，采用即时的信息收集整理相关 体系， 第一时间做到准确评估地层的破坏程度， 以期能够为相 关石油开采单位的快捷平稳地开展石油钻井开采活动给予最 大限度地智力支持。 1 石油资源挖掘开采钻井作业的发展历程 我国是全球较早开始石油资源勘探开采的国家。西汉时 代宣帝在位的时代 （公元前 50-65 年） ， 当时的百姓就在现今 的四川省及陕西省挖掘盐井的同时认识到天然气的存在， 并 且将采集到的天然气应用于煮盐作业。到了宋代仁宗庆历时 代公元 （1040耀1047） 年， 就在现今四川省自贡区域使用人力顿 钻出装置打通了 “卓筒井”（小内径的井） ， 为此该顿钻钻井工 艺方法为英国科技历史方面的权威专家李约瑟先生（1901耀 1996） 认定是中国地质勘探开采史上的伟大发现之一。 国际上 来讲的旋转钻井开采方式于 1902年时面世，我国直到 1935 年左右着手进口了当时比较先进点旋转钻探设备，并在现今 新疆自治区某区域挖掘了若干深度较浅的油井。新中国成立 以后， 我国石油行业钻井解决方案的发展大体分为 4个时代 1949-1958年是行业初始创建的时代，在此时段内我国的相 关石油开采企业的主要方向是引入及消化吸收苏联等社会主 义阵营国家的相关钻井设备和工艺方法，旋转类型钻井解决 方案取得了前期的发展；（1958耀1979） 年是行业步入正轨的时 代， 经过相关企业和有关技术人员的不懈努力， 攻坚克难， 初 步形成了浅度油井和中等深度油井搭配的钻井解决方案； （1980耀1999） 年是行业开始上升的时期， 有关石油企业吸取了 国外同行的挖掘开采钻井工艺方法， 与此同时， 大力发展自主 研发，初步形成了大深度油井钻井和多维度精准油井钻井配 合的石油挖掘开采解决方案，而且开发了油气层资源防护工 艺方法； 2000年以后是行业开始全方位彻底化进入市场经济 模式的时期，在此阶段相关石油开采企业开发了小口径钻井 解决方案、 大范围移动油井钻井解决方案、 水平油井钻井解决 方案、 分类油井钻井解决方案、 不平衡油井钻井解决方案、 连 续管型油井钻井和套管油井钻井等钻井方面的先进的解决方 案。 2 石油钻井作业项目 石油钻井作业项目 （见图 1） 是一类使用相关的钻探装置 由地球表面开始沿规划的轨迹钻透若干套岩层从而抵达预先 设定的目标层 （石油气层或预先估计的石油气层） ， 完成石油 或天然气收集出来或者灌入开采作业所需流体 （填充用水、 填 充用气、 水汽） 的恒定通路 （即石油气井） ， 并且在掘进的流程 中以及钻井完工后， 同步做完取样、 记录油井、 监测油井和检 测任务， 完成勘探、 开采和油井钻探需要的各类相关信息收集 的一项系统的工程。 摘要 石油资源挖掘开采操作要求一系列高端先进的技术作为技术支撑， 相关石油开采企业需要确保工程参数信息可以得到合 理的收集和管控。 伴随着互联网技术的持续进步， 现阶段已达成信息的即时传送， 故此相关人员便能全过程精准监控和评估钻井作业。 文章讲述了一类特定的钻井信息收集装备， 探讨先进互联网环境下， 完成初始信息收集体系、 电脑体系、 传送方案、 作业信息捕捉体系 等有机结合， 进而完成钻井工作信息化和智能化升级。 关键词 石油资源挖掘开采； 钻井作业； 钻井信息收集装备 中图分类号院TP311文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2020冤27-0060-02 Abstract The operation of oil resources mining requires a series of high-end advanced technologies as technical support, and relevant oil mining enterprises need to ensure that engineering parameter ination can be reasonably collected and controlled. With the continuous progress of Internet technology, the instant transmission of ination has been achieved at this stage, so the relevant personnel can accurately monitor and uate drilling operations throughout the process. This paper describes a kind of specific drilling ination collection equipment, and discusses how to complete the organic combination of initial ination collection sys鄄 tem, computer system, transmission scheme, operation ination capture system and so on in the advanced Internet environment, so as to complete the inatization and intelligent upgrade of well drilling work. Keywords oil resources mining; drilling operation; drilling ination collection equipment 作者简介 李小英 （1977-） ， 女， 大专， 助理工程师， 研究方向 石油行业生产数据分析。 60-- 2020 年 27 期研究视界 科技创新与应用 Technology Innovation and Application 图 1 石油钻井作业项目 3 钻井作业流程 一口油井从开始挖掘到最终完工， 需要通过若干步骤， 大 体能分为钻探前、 钻探进程和钻井完成三个不同过程。 钻探前 的前期准备任务一般包括 （1） 确定油井位置。 负责地质勘探的相关人员依据地形地 貌方面或者生产作业要求方面的需求明确油井底部的位置。 如果油井本身的轴线属于垂直设定的情况，则井口中心线与 油井底部中心始终是处于同一垂线之上， 即为竖直油井。 假如 油井本身轴线方向与垂线发生偏离，油井口中心点与油井底 部中心点不在同一条垂线之上， 即为定向油井。 （2） 修建道路。 相关油气公司需要将钻井所需装备和物资 运抵钻井现场， 因此修建一条合适的道路是必不可少的工作。 由于搭载工程机械的车辆的满载质量最高可达 35耀45吨甚至 更大的质量， 因此所筑的道路需要满足通行重载车辆的要求。 假如涉及海上钻井的平台， 相关工作人员、 工程机械与所需物 资将由特殊的物资补给船或者直升飞机负责运送。 （3） 修建油井场地。相关油气企业需要在油井口四周 平整并且铺垫出适当的场地以方便作业进行。油井场地的 面积由于钻机的规格不同而变化， 大型钻探设备大约需要 （115伊85） m 见方的场地面积， 中钻探设备大约需要 （105伊 65） m 见方的场地面积， 场地一般来讲呈矩形， 也可以根据 油井周边实际情况实施调整。 4 初始信息收集体系 初始信息收集能够直接地规定为由一种或者多种源头 采集信息的进程。 基本源头能够包含传感装置、 微机或者另外 数据信息收集体系。 虽然上述初始信息非常完整详细， 但是这 些信息精确度偏低。信息参数收集解决方案经历长期的不断 进步，不但包含相关信息的采集，并且也包含相关信息的管 控、 作业、 体现及传送。 上述体系由三种非常重要的部件构成。 （1） 初始信息源头 被检测的客观实际存在的物体或者捕 捉到的初始信息参数。 （2） 数据参数输送 达成初始数据信息从初始源头至数据 体系端口的便捷输送。 （3） 数据参数端口 把初始信息参数分解翻译或者转化为 能够被主要骨干体系管控的类型。 5 微机操作数据信息体系 石油挖掘开采钻井作业要求来源于多种多样各异初始 源头的海量参数信息。范畴包含地底及地表的参数信息。所 以，从另外的电脑或者相关参数信息开采收集装置获得参数 信息是比较常规的。上述参数信息能够经过很多渠道进行传 输，但是尤为关键的是数据参数信息收集体系可以互相互联 互通，特别是由于绝大部分石油开采挖掘企业均有多种多样 不同的相关装置及相关安装程序，上述装置均具备某些特定 的功能。某些程序及控制体系均有一类独自规划的软件来达 成数据信息传送工作，相关软件系统在石油开采勘探企业内 部体系中能够顺畅的工作，但是在和第三方硬件互联互通时 却很难顺畅交互连接。相关石油开采勘探企业为了应对上述 这些困难， 唯一有效办法是制定一个开放的标准协议， 即一套 不基于专有或排他性技术的规则。协议应该作为一个抽象提 供一个高级的传输定义。供应商可以决定实施标准规范的特 定级别； 只要遵循特定级别的所有规则， 系统就被视为 WITS 级别的标准，可确保符合 WITS的系统之间的数据完整性和 传输。 6 相关数据信息传输端口 如果相关参数信息经过指定的传送解决方案由初始源 头传送出去， 该数据信息需要经过特定的端口。 端口大体上把 初始参数信息/数值转化成电信号或者二进制信号， 该类型数 据能够被信息体系收集。 端口充当一个高阶逻辑值， 从而否定 了模型中每个组件了解整个系统实现机制的要求。端口技术 对数据采集系统至关重要，它们不仅提供了将数据集成到系 统中的方法， 而且定义了一个可交互式通信模型。 7 处理参数信息收集体系 石油挖掘开采钻井作业参数信息收集是一类繁杂的参 数信息收集资源及数据网络连接，不但供应边界数据信息的 有关参数信息源头作业及使用软件，但是也需要促使与实行 安全作业流程。相关参数信息应用在真实钻井和管控油气井 及使用软件研究前提。操控参数信息收集包含下述部分。 （1） 监控钻井数据、 钻井速度、 钻头质量。 （2） 监控及显示灌入及作业流体、 速度、 品质特性。 8 结束语 综上所述， 二十一世纪石油采集挖掘钻井解决方案进步 的主要趋势是达成石油数据的数字化、 机械化及智慧化。 我国 石油采矿挖掘行业需要更深层次提升科技进步速率，减少和 行业领先水准的距离，并且竭尽全力实现达成石油开采项目 的安全、 低碳及造价低。钻井数据采集是一个复杂系统， 通过 建立一个完整实时的钻井数据采集系统，实现钻井的数据化 和智能化， 从而提供钻井的管理、 评估和分析水平。 参考文献院 [1]张乃文.油田生产中大数据分析技术的研究[J].化学工程与装备， 2019 （1） 27， 41. [2]李小娜.大数据分析在采油工程管理中的应用探讨[J].化学工程与装 备， 2019 （1） 183-184. [3]周春燕.油田生产中大数据分析技术的研究及应用[J].科技创新与应 用， 2017 （13） 120. 61--