石油钻井工程数据库的建设与应用系列三

【摘 要】世界石油勘探开发的发展趋势，是以自动化、信息化、实时化、集成化、智能化为特点，向数字化方向全面发展，目的是增加产量、降低成本、提高经济效益。数字化的基础是数据库的建设及应用。

【关键词】石油钻井；数字化；数据库建设

Series 3： The Construction and Application of Petroleum Drilling Engineering Parameter Database

SONG Kai

（Shandong University of Technology，Zibo Shandong 255049，China）

【Abstract】Nowadays， the development trends of the petroleum exploration and development are based on automation， informatization， real-time， integration and intelligentization. It develops towards the direction of digitalization which plays an important role for oil companies increasing production， reducing the costs and improving the benefit. It is obvious that the digitalization is built on the database construction.

【Key words】Petroleum drilling；Digitalization；Database construction

0 前言

上期《石油钻井工程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工程参数数据库建设的基本框架，数字化钻井的目的是建立智能化的生产管理系统。在物探、地质油藏等相关专业数据库高度集成共享的基础上，建立钻井、泥浆、固井、定向、测井、完井等多专业的综合数据应用体系。在建立钻井生产和管理流程优化应用模型的基础上，下一步利用实时监测技术、仿真以及CAD等技术对数据实现实时和多维表达，并且通过建立智能化分析模型，为钻井施工和经营管理提供实时辅助决策信息，进一步优化设计与施工，提高钻井的生产时效，减少复杂与事故，降低钻井成本。《石油钻井工程数据库的建设与应用系列二》讲述了钻井数据库数据采集的方式方法。本期讲述石油钻井工程数据库的基本设计。

1 钻井工程参数数据库的基本设计

石油钻井工程参数数据库主要分为工程参数实时监测数据部分和人工输入的数据部分。

1.1 钻井综合数据库设计与实现

数据库以钻井的工程生命周期为路线，包括钻井、录井、测井、完井、交井的全部数据以及形成上报统计钻井资料的数据。既能够适应高速发展的钻井系统现状，同时又具有较好的扩充能力。

《SY/T 5705-1995 石油钻井工程数据库文件格式》中钻井数据库共设计了数百个数据表，数千个数据项，可分为钻井标准数据库、钻井编码数据库、钻井工程设计数据库、钻井IADC报表数据库、钻井工程数据库、钻井实时数据库、钻井井史数据库等大类，但主要是手工录入数据。随着钻井监测技术和计算机技术的发展，现在已经有好多工程参数实现了在线实时监测，因此将钻井工程数据库的显示界面分为工程参数实时监测数据部分和人工输入的数据部分。

工程参数实时监测数据部分主要是可以借助于监测仪器和各种传感器能够实时监测的钻井工程参数、钻井液参数、地质录井参数等，已经有数十个工程参数实现了在线实时监测。

人工输入的数据部分主要是钻头查询、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）。

1.2 数据流及数据软件

所有的钻井数据在钻井现场经计算机自动输入和手工录入，通过移动电话网络或卫星通信系统远程传输至钻井公司，经过公司技术人员审核后进入钻井数据中心数据库。并且在完井后交送数据库U盘。

数据库及配套的录入系统目前已经实现了钻井综合数据库的实时查询，根据不同的授权，能够满足各级的数据查询、统计与分析要求。现在中石油、中石化已经分别建设完成了三级钻井数据中心数据库，分为钻井公司数据中心、局级数据中心和总公司级数据中心。各级钻井数据中心运行平稳，并发挥着越来越重要的作用。

建立了强大的钻井数据中心数据库，就必须发挥作用。

该系统按照钻井流程将信息分为三大部分：

1）钻井设计信息模块；

2）钻井施工动态信息模块（包括实时监测工程参数、IADC报表、钻井日报等）；

3）钻井完井信息。

2 工程参数实时监测数据部分数据库

2.1 钻井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

2.2 钻井液性能监测部分由钻井现场实时监测粘度计、现场实时监测失水仪、现场实时监测含砂量和固相含量测定仪、现场实时监测系数测定仪、密度测定仪、进出口流量测定仪、温度测定仪等组成

2.3 地质录井现场实时监测部分由综合录井仪、甲烷含量测定仪、电导率仪等现场测量仪器组成

2.4 有的钻井队在钻定向井时可以绘制井眼轨迹，等等

本系统纵向上也分3个部分，现场仪器产生的电信号通过无线数传模块，传输到井队计算机处理设备，通过计算机软件转换成图表在显示器上实时显示出来，再经过远程传输（卫星或移动电话系统等）到基地计算机，即可实现钻井公司数十个钻井队的实时监测和数据共享。

3 人工输入的数据部分

《SY/T 5705-1995 石油钻井工程数据库文件格式》中钻井数据库共设计了数百个数据表，数千个数据项，可分为钻井标准数据库、钻井编码数据库、钻井工程设计数据库、钻井IADC报表数据库、钻井工程数据库、钻井实时数据库、钻井井史数据库等大类，主要是手工录入数据。

4 软件实现的基本功能

4.1 实时动态曲线的显示

画面是最直接的表达方式，钻井实时监测系统在软件系统中通过计算机显示器显示动态曲线，能从整体和细节两个方面对采集到的数据进行实时监视。

4.2 实时报警和操作系统，能及时发现事故苗头，进行事故诊断和分析，并提示处理方式和处理措施

4.3 信息存储与输出

系统不仅能进行实时监测与操作，还能对信息进行存储和报告，即利用实时数据库，根据系统要求，处理批量信息。

4.4 数据库实时查询

系统对实时数据库中的数据可随时进行查询，实现了事后对钻井全过程的实际重演。

4.5 网络数据的实时备份监测（下转第202页）

（上接第173页）系统实现了网络化的运行，即通过客户机、服务器的网络模式，由一台服务器和多台客户机的星型连接，实现多台客户机实时共享服务器所采集到的数据，同步显示、同步数据备份的功能。

5 结束语

数据库的设计原则是方便采集得到的大量数据在数据库下通过各种软件进行分析、处理，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、现场监测及其他应用计算机等设备连接起来，然后通过安装在这些计算机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，完成现场钻井参数数据库的建设。再经过远程传输（卫星或移动电话系统等）到基地计算机，即可实现钻井公司数十个钻井队的实时监测和数据共享。

【参考文献】

[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.