石油工程决策支持系统提升钻井信息化水平

2017-10-21崔洪波

中国化工贸易·中旬刊 2017年1期

关键词：决策支持系统石油工程钻井

崔洪波

摘要：信息化是各行业发展的必然选择，决策支持系统为石油工程管理决策工作奠定基础，是钻井信息化的重要构成部分。本文分析其关键技术与面临问题。

关键词：石油工程；决策支持系统；钻井；信息化

1 石油工程决策支持系统关键技术介绍

1.1 地质与工程信息的融合技术

①地质与工程深度融合：以每一口井井深视为纵坐标，把地质分层、地层压力与岩石物性信息与井身结构、钻井液、钻具组合工程信息相融合，通过曲线对比，使专家更直观、便捷了解井筒周缘地质参数，优化设计方案；②宏观地质分析：通过开发专用数据接口提取地质研究成果，以底图投放、三维场景等方式同井筒信息共同展示，专家据此可直观分析井筒地理环境、井下状况、邻井复杂情况，针对作出适合此区块最佳方案。

1.2 钻井工程方案论证支持技术

①图形可视化：待论证方案与邻井井史数据，均可以地理域和深度域串接，通过二维剖面或360度三维场景集成展现，图形间可联动，便于专家直观、快速、灵活进行信息分析、判断；②一体化数据流支持：对于所有论证环节，底层由统一数据库支持，数据可在任何模块加载、更新，其他模块也可调用，确保任何业务数据都有唯一性；③邻井案例对比：邻井施工情况可作为新井设计重要参考依据，在底图上选一或多口邻井，提取历史数据，汇总、统计、分析技术指标、井下故障，可获得该区块经验教训，以此为基础，可综合对新井设计合理性进行评价；④多方案对比：可设计多套、多侧重向的井身结构、钻具组合方案，以该系统同界面显示，方案间异同一目了然，专家可以此讨论并优选；⑤方案模拟：水力、固井、井控等设计涉及到强度校核、压力控制等细节，内嵌计算模型通过对设计数据计算模拟，调整参数后也可当场模拟验证，利于方案最优化，避免反复修改论证。

1.3 远程多井实时监测预警技术

①多参数关联预警法。通过该区块已钻井，确定特征量经验权重，得加权型的标准特征向量；以当前井的正钻层位上部井段的正常钻进实时数据，建各工程的正常参数波动区间，超出区间波动即为异常；监测位于下部的井段钻进过程，以灰色关联算法求实际异常波动值与标准特征向量关联度；实时计算关联度，如某风险关联度过高，则系统报警提示正在发生该风险。②单参数超限预警法。依据每口井地区、层位、钻机不同，预设大鉤负荷、扭矩等工程参数门限值，钻井中以远程实时传输录井参数，判别超限并报警给后方专家。③远程多井监测预警。基于以上方法，以并行计算对所有监测井同时监测，把每口井监测所得结果实时反馈井位分布图，可实现该井具体监测模块导入，开展具体分析，便于一名专家同时监测多口井。

1.4 松耦合软件开发技术

①SOA技术。钻井工程决策支持系统采用面向服务架构技术，可实现数据库与应用模块之间松耦合，当底层数据结构、数据平台或数据库网络位置发生改变时，只需要对服务层进行调整，无需对分散在各用户机器上客户端进行更新，实现了以不变应万变。②面向服务专业计算。传统钻井软件计算模块为本地客户机运行，运算对性能要求很高。本系统将算法封装为webservice服务，部署在服务器上并向客户端发送计算结果，提升软件性能的同时利于算法程序统一更新和保护。③插件式技术。开发了统一插件软件框架，各模块独立开发后可以接口快速插接至框架，模块间可交互通信。

1.5 远程协同技术

①远程传输。实现了井场信息、视频远程传输，集成低带宽TCP/IP视频会议系统。②在线意见共享。任何专家可启动軟件审阅设计，并批注到方案相应位置，意见可通过网络发送到所有客户端。在异地也可针对某个问题互通有无、协同决策。

2 石油工程决策支持系统面临问题

2.1 地质与工程信息深度融合问题

钻井施工必须充分考虑全井段与钻井工程相关各种地质细节。目前，钻井地质、工程设计、施工各自独立，地质与工程脱节，经出现地质与钻井专家结论不一或相矛盾尴尬局面，难做出科学决策。

2.2 钻井方案专家论证支持问题

每口井钻井工程设计方案，尤其是重点井、疑难井设计方案，往往要经过不同专家组多次讨论，决策。国内软件尚不能对决策过程提供相应支持。参与决策专家观看幻灯片演示只能得到有限信息，大脑分析。难以快速、直观了解、共享、交流信息，导致方案论证不彻底，决策效率不高，科学性受限。

2.3 多专家异地协同决策问题

远程协同决策基本网络主要通过语音、影像交流，各方要将对方分析、观点记录，思考后反馈结论，难以当场快速得出结论并在线共享，决策效率有待提升。

2.4 钻前、钻中、钻后信息一体化应用问题

目前钻井设计、施工、评价信息化系统均是独立开发，而不是可相互接洽的模块化设计，相互之间独立，没有实现数据共享与信息流转，没有高效一致的数据共享支撑，历史数据未发挥价值。

2.5 决策支持系统开放性问题