定向井井场信息实时采集与监测系统研制

一、前言
定向井、水平井的钻井施工过程中,采油厂作为甲方,迫
切需要及时掌握现场的生产情况,特别是当前的实钻轨迹、施工参数、地层情况等,并进行直观的图形展示,以便迅速有效地制定出各项决策,保证安全、优质、快速地完成钻井施工任务并命中目标层位,为后续作业过程提供一个良好的基础。
定向井、水平井的控制目标在钻进过程中有可能发生改变,要实时控制井眼轨迹变化,根据变化的情况修改施工方案,按照地质要求控制井眼轨迹。因此在定向井、水平井的钻井施工过程中有可能同时采用MWD与LWD仪器,以便综合钻井、随钻测井/测斜、地质录井及其他各项参数,实时判断是否钻遇泥岩、识别泥岩位于井眼的位置,及时调整钻头在油层中的穿行轨迹,提高油层钻遇率和采收率。
旬阳县神河中学在定向井、水平井作业过程中产生的各项随钻数据(井深、井斜角、方位角、伽玛、电阻率等),需要实时传送到后方,提供给采油厂,辅助其作出各项决策。
为此,开发了“定向井井场信息采集与监测系统”,它是一个针对定向井、水平井作业的信息应用软件系统。它能够将井场所有相关的施工信息在井场汇集到井场数据库,并发送至基地。基地相关单位(采油厂、钻井公司、定向施工单位、录井公司等)的领导、技术专家通过油田局域网能够实时关注钻井作业进展,为现场作业提供指导和决策。
系统设计的总体目标是充分采集与定向井、水平井施工密切相关的各方面数据,为定向井、水平井钻井提供强有力的计算功能与助手功能,帮助现场人员随时监控地质参数的变化。通过井场与后方的数据传输,还能实现MWD、LWD数据的实时传输与解释,有助于形成定向井、水平井的网络化施工决策,使现场定向井工程师与后方支持人员、决策人员充分互动。
二、系统组成与功能
在井场及基地分别建立一个数据库,分别称为“井场数据库”与“基地数据库”。以“井场数据库”为中心,在井场建立“井场局域网”,MWD、
LWD、FEWD、录井等数据实时入库。井场与基地建立无线或有线网络环境连接,所有井场数据库
的数据实时发送到“基地数据库”存储。各相关单位(设计、
定向、采油厂、地质等)通过油田局域网访问“基地数据库”,从而实时获取井场信息,辅助定向井、水平井的施工决策。
整个系统需要做三个方面的工作:采集———传输———发布。相应的,需要有相应的软件来支持:井场客户端软件、基地服务器端软件、发布客户端软件。系统总体框架如图1所示。
图1系统总体框架
1.井场客户端软件(RigClient,简称RC)
RC是一个在井场采集、
处理并发送井场信息的客户端软件,其主界面如图2所示,它分为以下四个方面的功能。
图2井场客户端软件
定向井井场信息实时采集与监测系统研制
勇,崔
杰,苑世升
(中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院钻井信息中心,山东东营257017)
要:定向井井场信息采集与监测系统的研制,立足于定向井钻井,功能全面,用户界面操作灵活方便。
在井场实时采集MWD、LWD数据,实现灵活方便的定向井轨道设计与轨迹控制,通过有线或无线网络将井场信息实时传输到后方,有助于形成定向井的网络化施工决策,使现场定向井工程师、地质工程师与后方支持人员、决策人员充分互动。为定向井、水平井的设计与施工过程提供便利,具有很好的推广价值与应用前景。
关键词:定向井;井场信息;数据采集;远程传输中图分类号:TP319
文献标识码:A
文章编号:1008-8083(2007)03-0077-02
作者简介:刘
勇(1973-),男,湖北武汉人,胜利石油管理局钻井工艺研究院钻井信息中心工程师。
第21卷第3期胜利油田职工大学学报
Vol.21No.3
2007年6月
JOURNALOFSHENGLIOILFIELDSTAFFUNIVERSITY
Jun.2007
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(1)井场数据录入功能
能够随时录入井场更新的钻井信息,如泥浆参数、钻具结构、套管串结构、地层岩性识别等信息,可以手工录入,存储在井场数据库中。
(2)井场数据采集功能
在井场上部署了局域网后,根据MWD工具类型的不同,RC能够以需要的方式(网口或者串口)连接到MWD的上位计算机,从而实时采集数据。对于海蓝MWD仪器,可以直接连其数据库;对于FEWD、LWD等仪器,需要通过串口方式实时接收其发送的WITS数据。
RC软件通过以上方式,能够实时自动获取(并记录)MWD/LWD/FEWD数据(支持WITS),将随钻测量数据实时采集、存储在井场数据库中。
(3)井场数据处理功能
能够实时标定井深,筛选测斜数据,从中得到静止测量的准确方位;能够实现轨道设计与轨迹控制功能,包括待钻井眼设计、防碰扫描、摩阻计算等功能。
(4)井场数据传输功能
RC通过有线或无线(GPRS/CDMA)网络环境连接到基地,将井场数据打包成若干个小的数据包,利用WinSock控件与服务器端软件(SS)以TCP或UDP方式,将井场数据发送到SS。在得到SS传来的确认信号后,继续进行下一个数据包的传送,如此完成整个井场数据传输任务。
2.基地服务器端软件(ServerSoft,简称SS)
SS是一个在基地的数据服务器上安装使用的软件,它接收从井场客户端传来的数据,并将数据保存到基地数据库。这样,可以减少从井场远程操作基地数据库的网络负荷,提高数据传输效率。
井场的数据如果直接发送到基地Oracle数据库中,会因为数据库操作的制约,产生较大的网络和服务器负荷,在若干口井同时操作时问题更为突出。SS软件主界面如图3所示。
图3基地服务器端软件
3.发布客户端软件(GeoOrient)
GeoOrient是一套针对定向井、水平井钻井的专业辅助软件。它能够将钻井现场相关的施工信息汇集,并实时传输到相关单位(如采油厂、钻井公司、定向施工单位、录井公司等),领导和技术专家通过网络能够实时关注钻井进展,并为现场作业提供指导和决策。根据当前的钻井状态以及相关数据进行相应的轨迹预测,同时有效地发现和保护油气层。
最终用户通过GeoOrient客户端软件访问设在基地的数据库服务器,实时获知现场情况。为了提高GeoOrient客户端从基地数据库提取数据的速度与效率,并减轻最终用户安装与使用中出现问题的可能性,在GeoOrient与基地数据库间布置一个WebService服务器。由WebService服务器负责从基地数据库提取数据,然后以文本模式发送到最终用户客户端。
GeoOrient向最终用户(甲方采油厂及其他单位)提供实时的井场数据浏览服务。通过GeoOrient可以实现设计轨道与实钻轨迹的对比,还可以提供钻井参数、随钻测量数据、随钻测井数据的实时显示、地层识别数据的图形显示等功能。
设备维修管理系统三、系统运行环境
1.硬件环境
基本配置要求P4及以上计算机(台式机或便携机),显示器分辨率为1024×768,内存建议512M以上。
用户如要打印图件,需配打印机。
用户如果想使用真三维图形显示的拾取功能,需要将显示器设为32位真彩。
2.软件环境
(1)服务器端
1)Windows2000Server或Windows2000AdvancedServer;
2)Oracle数据库服务器,IIS5;
3)GeoOrientWebService服务发布。
(2)后方客户端
1)井眼轨道设计与轨迹控制软件;
2)WIN98或更高版本的操作系统;
3)需要有IE(5.0或更高版本);
4)Office2000或更高版本的Office软件;
5)GeoOrient客户端。
(3)井场客户端铁托名言
1)井眼轨道设计与轨迹控制软件;
2)WIN98或更高版本的操作系统;
3)需要有IE(5.0或更高版本);
4)Office2000或更高版本的Office软件。
四、系统应用情况
2006年,本系统应用于“地质导向钻井井眼轨道设计与轨迹控制软件”(中石化重点推广课题“地质
导向钻井工艺技术推广应用”的子课题),已在江汉油田推广三口井,在江苏油田推广三口井,在华东分公司腰英台油田推广一口井。在这七口井的施工过程中,提供轨道设计、测斜数据处理、随钻设计、防碰扫描、远程数据传输、轨迹控制等工程应用技术支持,得到了用户的认可。
参考文献:罗增刚
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[5]黄根炉,赵金海.基于地质导向的水平井中靶优化设计[J].石油钻采工艺,2004,26(6):1-4.
[6]刘瑞文,郭学增.钻井数据实时远程传输系统研制[J].石油大学学报(自然科学版),2
000,24(2):7-8.
传奇故事2011(责任编辑周永红)
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