1 前言

　　为了提高石油钻井管理水平，降低成本，提高经济效益和竞争能力，充分利用现代化信息技术，以降低开发成本和降低生产成本为目标，建设全新的数字化钻井施工模式有着重要意义。

　　2 数字化钻井信息平台框架

　　石油钻井的主流程是从市场信息的收集与分析开始，在构建过程中，全面考虑了钻井全过程所涉及到的数据以及生产经营活动，以钻井生产的主流程为线索，从数字化钻井队、钻井数据中心、钻井辅助决策平台和远程通信网络等四个方面设计了数字化钻井信息平台框架，本文着重从前三个方面阐述数字钻井施工模式的构建方法。

　　3 数字化钻井队

　　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。这些软硬件集成起来构建了数字化钻井队。

　　3.1 数字化钻井队的硬件设施

　　（1）数据采集仪器

　　数据采集仪器一般是钻井参数仪或者地质录井仪，钻井参数仪一般包括钻井仪表主机、传感器、电缆及附件。另外，对于定向井、水平井，还需要配备有关的测斜仪器，便于进行地质导向监控。

　　（2）计算机及网络设备

　　数字化钻井队需要在井场组建一个小型的局域网络。局域网由一台服务器和若干客户机组成。计算机的连接方式采用星型拓扑结构，即网络中的所有计算机都连接到一个共享式Hub或交换机上。这种网络系统连接简单，也比较容易扩充。

　　3.2 数字化钻井队的配套软件

　　（1）实时数据采集、处理软件

　　本系统的实时数据来源于综合录井仪或钻井参数仪实时采集的数据。为钻井工程实时监测与井场信息系统服务器软件平台提供规范格式的实时数据,以不同方式为客户端提供实时数据服务等。

　　（2）钻井过程实时监测和远程传输软件

　　钻井过程实时监测分为钻进过程和起下钻过程两个模块。

　　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利用普通有线电话网和GPRS移动通讯网，其次是微波通讯和卫星通讯。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

　　该软件主要实现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20余类。

　　（4）地层压力监测评价软件

　　该软件是根据国外室内研究的最新成果差压和岩石弹性力学参数之间的关系建立的，根据钻井参数计算地层压力，实现地层压力数据的采集、管理、处理计算、数据图形输出一体化。用于提高地层压力的预测、检测精度，合理设计钻井液密度，提高钻井安全性，保护油气层。[1]

　　4 钻井数据中心

　　钻井数据中心建设包括钻井综合数据库、数据流及数据加载、数据发布软件等方面。

　　4.1 钻井综合数据库设计与实现

　　数据库以井的工程生命周期为路线，包括钻井施工、固井、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。

　　钻井数据库共设计了355个数据表，3654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。

　　4.2 数据流及数据加载

　　所有的钻井数据在源头一次录入，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。钻井数据的审核流程和交换流程下图所示：

　　数据库及配套的录入系统设计完成后，在胜利油田分别部署了钻井分公司数据中心、总公司数据中心和局级数据中心。各级钻井数据中心运行平稳，并发挥着越来越重要的作用。

　　4.3 数据发布软件

　　建立了强大的钻井数据中心，就必须发挥作用。

　　系统实现了钻井综合数据库的WWW发布，分为公司级、油田级及集团级系统，能够满足各级的数据查询、统计与分析要求。该发布系统按照钻井流程将信息分为三大部分：

　　1）钻井设计信息发布模块。

　　2）钻井施工动态信息发布模块（包括IADC报表、钻井日报）。

　　3）钻井完井信息发布。

　　5 钻井辅助决策平台

　　钻井辅助决策平台由钻井辅助设计系统、钻井动态实时监测与专家诊断系统、钻井生产指挥系统和事故与复杂情况处理系统等软件构成。

　　5.1 钻井工程设计系统

　　钻井工程设计系统包括轨道设计子系统、工程设计子系统、钻井液设计子系统、固井设计子系统等，最终生成图文并茂的钻井工程设计书，是设计者与管理者的顾问与助手。

　　5.2 钻井动态实时监测与专家诊断系统

　　该系统是以数据表、曲线图、仪表仿真等方式实时发布现场工程参数、现场多角度视频监控、在线交流、视频会议等。应用该系统对加快钻井科技的开发，提高钻井水平，及早发现油气层、保护油气层、指导现场施工生产，提高油田勘探开发的整体效益起到重要的作用。[2]

　　5.3 钻井生产指挥系统

　　该系统是钻井生产管理相关信息的总集成，实现了调度衔接的协同工作。包括钻井队伍分布状况及正钻井的分布状况的展示、钻井施工日动态数据的统计，领导和公司相关人员可以在线监控各分公司生产运行情况。

　　5.4 井事故与复杂情况处理系统

　　通过建立钻井事故与复杂问题知识数据库，为钻井现场和管理人员提供预防措施，利用钻井过程中的各种信息及早发现钻井异常，正确判断钻井事故和复杂的类型，及时、正确地处理施工井的事故，实现安全、快速、高效钻井。

　　6 结束语

　　近几年，我国政府和石油行业充分体验到了数字化钻井施工模式的巨大效益，并努力朝着这个方向发展。

　　参考文献：

　　[1] 论文：饶蕾、崔杰．用钻井参数实时监测地层压力的新方法．石油钻采工艺，2004（02）。

　　[2]论文：李璞，孙正义．重点井钻井信息传输及处理技术．石油机械，2004（06）。