CN101976494A - 录井实时数据采集及同步预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种录井实时数据采集及同步预警方法，步骤为：在各井场配置数据采集模块，再配置各井场的基本信息，并建立预警模型；采集各井场的实时数据，并解析和格式标准化实时数据；将实时数据根据预警模型进行归类、统计，做出综合分析判断、预警；同时将格式标准化的数据和根据预警模型得出的异常信息处理成标准格式传送到基地，进行二次预警。本发明采集现场综合录井仪的多种工况的实时录井数据，将这些数据进行智能化综合分析判断，做出一级异常预警，同时将这些数据解析成标准格式数据发送至基地，实现现场与后勤基地的同步和二级预警机制，达到多井场钻井过程的远程自动监控与预警，减少井下事故的发生，满足安全钻井生产需求的目的。

Description

录井实时数据采集及同步预警方法

技术领域

本发明涉及石油井场实时数据的采集及工程异常情况多级同步预警领域，特别是一种录井实时数据采集及同步预警方法，能够将井场的实时数据可靠、安全的进行采集，并对异常工况进行井场与后勤基地同步预警。

背景技术

石油作业现场分布在野外，点多面广，是一个复杂的生产过程，时常伴随着一系列的工程异常，例如井喷、井漏、钻具刺、钻具断等，这些异常往往会导致钻井工程事故，造成巨大的经济损失。录井过程就是在钻井平台相关部位安装传感器采集关键的参数，例如立压，泵冲，扭矩，池体积，气测等，这些数据信息将直接和间接地反映出钻井生产的各种动态、静态情况，通过对这些数据信息的综合分析判断，能及时掌握井场生产状况，减少和预防井下地质、工程复杂事故的发生。

目前由于录井作业设备类型多样，录井方式也不尽相同，使之数据格式不统一，给数据采集带来困难，加之采集的数据进行人工经验报警，报警的时间迟后，多有漏报误报的现象发生。例如，中国专利申请号“2008 10100835.9”公开了一种避免油气钻井相邻井眼碰撞的预警方法及系统，预警方法包括以下步骤：(1)分别在正钻井和可能发生碰撞的邻井套管上安装加速度传感器；(2)对各加速度传感器感应的振动信号进行处理，并发送给同步数据采集仪；(3)同步数据采集仪实时、同步采集各速度传感器的振动数据，并发送给计算机；(4)通过计算机嵌入的振动数据分析软件对振动数据进行分析判断是否具有井眼碰撞危险；(5)根据分析判断结果，启动报警系统。但该技术主要存在如下不足：一、井场录井系统报警主要采用单参数报警，不能有效地反映井下的复杂情况，也不能满足后勤基地及时掌握现场情况，达到多点监控现场的目的。二、功能单一，仅针对相邻井眼这一单一工况，只能完成相邻井眼碰撞的预警，不能对多种工况进行同时监测。三、没有将井场实时数据采集与预警机制有效的结合起来，不能达到井场与后勤基地同步预警。

因此，如何及时有效地将这些有价值的信息提供给现场和后勤基地，进行同步预警，为科学安全钻井生产提供技术保障，成为录井行业呈待解决的技术问题。随着安全生产和应急指挥需求的不断提高，常规的录井生产方式已经不能保证生产管理的需要，必须建立一套井场实时数据的采集传输及工程异常情况的预警机制，建立两级至多级安全监控体系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有录井数据采集及预警存在的上述问题，提供一种录井实时数据采集及同步预警方法，本发明采集现场综合录井仪的多种工况的实时录井数据，将这些数据进行智能化综合分析判断，做出一级异常预警，同时将这些数据解析成标准格式数据发送至基地，实现现场与后勤基地的同步和二级预警机制，达到多井场钻井过程的远程自动监控与预警，减少井下事故的发生，满足安全钻井生产需求的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在各井场配置数据采集模块，再配置各井场的基本信息，并根据不同工况的状态建立预警模型；

b、采集各井场的实时数据，并解析和格式标准化采集到的实时数据；

c、将格式标准化的数据根据预警模型进行归类、统计，做出综合分析判断、预警；

d、同时将格式标准化的数据和根据预警模型得出的异常信息处理成标准格式传送到基地，进行二次预警。

所述a步骤中，不同工况分为：钻进、起钻、下钻、循环、静态。建立预警模型的方法是对已转换的标准数据进行分析预警，并实现预警门限值的可配置，预警经验公式的可配置，预警灵敏度的可配置。

所述a步骤中，井场的基本信息包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP等。

所述a步骤中，根据综合录井仪设备型号的不同，配制不同的实时数据采集模块。

所述a步骤中，预警模型针对各个气体参数、总池体积和工程参数等进行门限值预警，实现对参数门限值的配置，不同工况下自动调用正常状态下的采集基准值，按浮动百分率设置参数上、下限，并定制异常报警响应时间，排除报警响应时间内的正常情况。

所述a步骤中，对各个预警工况进行预警编码、优先报警编码、工程状况、公式的配置，实现各种类型工程异常预警经验公式的配置，在不同工况下同类型的参数的比较中，实行优先级报警，对公式中参数值的异常大小根据预警参数配置的参数值进行比较。

所述b步骤中，解析实时数据是指对采集参数的逻辑号进行自由定制，将采集的参数进行类型比较，过滤比较类型外的异常参数。

所述b步骤中，格式标准化实时数据是指对非标准单位的数据进行转换，使其格式统一。

所述d步骤中，根据录井现场端传送回基地的实时预警信息，进行实时同步预警显示，并以声光及颜色显示状态信息。

所述d步骤中，格式标准化的数据通过井场数据远程传输通道ADSL、GPRS、CDMA、3G、卫星通信等无线通道进行传输。

采用本发明的优点在于：

一、本发明采集现场综合录井仪的多种工况的实时录井数据，将这些数据进行智能化综合分析判断，做出一级异常预警，同时将这些数据解析成标准格式数据发送至基地，实现现场与后勤基地的同步和二级预警机制，达到多井场钻井过程的远程自动监控与预警，减少井下事故的发生，满足安全钻井生产需求的目的。

二、本发明可对多井场进行监控，同时支持大于300井场的所有实时预警监控，实现井场实时计算，基地同步信息，做到基地同时监控上百个井场的各个实时预警情况，信息完全一致。

三、本发明中，井场基地同步，全面实现井场、基地同步监控报警，提高基地对紧急情况的处置能力，实现对多种任意实时参数的组合，智能计算参数的变化趋势：增加、减少、变化快慢速度、变化比例、变化持续时间。

四、本发明中，预警模型中的多参数预警公式，可以对各种参数进行组合经验公式预警，并且可以升级预警公式，具有充分的灵活性。

五、本发明根据不同井场的不同工况状态建立预警模型，实现了对多个井场同时采集实时数据和预警，提高了安全性和实用性，减少了成本投入。

六、井场录井系统报警根据预警模型，预警模型采用的是多参数报警，能有效地反映井下的复杂情况，满足后勤基地及时掌握现场情况，达到多点监控现场的目的。

七、本发明将井场实时数据采集与预警机制有效的结合起来，达到井场与后勤基地同步预警。

八、本发明有效地将采集到的实事数据提供给现场和后勤基地，进行同步预警，为科学安全钻井生产提供了技术保障。

附图说明

图1为本发明的配置文件加载流程

图2为本发明的采集处理流程图

图3为本发明的预警处理流程图

图4为本发明采用的系统逻辑框图

具体实施方式

一种录井实时数据采集及同步预警方法，包括如下步骤：

a、在各井场配置数据采集模块，再配置各井场的基本信息，并根据不同工况的状态建立预警模型；

b、采集各井场的实时数据，并解析和格式标准化采集到的实时数据；

c、将格式标准化的数据根据预警模型进行归类、统计，做出综合分析判断、预警；

d、同时将格式标准化的数据和根据预警模型得出的异常信息处理成标准格式传送到基地，进行二次预警。

所述a步骤中，不同工况分为：钻进、起钻、下钻、循环、静态。建立预警模型的方法是对已转换的标准数据进行分析预警，并实现预警门限值的可配置，预警经验公式的可配置，预警灵敏度的可配置。

建立预警模型的方法为：

①门限值配置：实现对参数门限值的配置，通知实时数据采集模块动态装载，并通过消息中间件将配置信息同步到基地。

②预警经验公式配置：实现各种类型工程异常预警经验公式的配置，并通知实时数据采集预警系统动态装载。

(a)钻进时井涌：出口流量上升60s与出口密度下降60s或(出口流量上升60s 10％(在原基值基础上))或(总池体积上升120s)。

(b)钻进时井漏：总池体积降低80s与出口流量降低。

(c)钻进时气测异常：总烃含量上升30s20％(在原基值基础上)。

(d)钻进时钻具刺：立管压力降低120s与出口流量上升120s或(立管压力降低600s15％(在原基值基础上))或(立管压力降低240s与入口流量上升240s。

(e)起钻时溢流：出口流量上升60s与入口流量减小＜1或(总池体积上升120s)。

(f)出口流量上涨(单参数预警)：出口流量上升60s15％(在原基值基础上)。

(g)出口密度降低(单参数预警)：出口密度降60s16％(在原基值基础上)。

在a步骤中，井场的基本信息包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP等。

在a步骤中，根据综合录井仪设备型号的不同，配制不同的实时数据采集模块。

在a步骤中，预警模型针对各个气体参数、总池体积和工程参数等进行门限值预警，实现对参数门限值的配置，不同工况下自动调用正常状态下的采集基准值，按浮动百分率设置参数上、下限，并定制异常报警响应时间，排除报警响应时间内的正常情况。

在a步骤中，对各个预警工况进行预警编码、优先报警编码、工程状况、公式的配置，实现各种类型工程异常预警经验公式的配置，在不同工况下同类型的参数的比较中，实行优先级报警，对公式中参数值的异常大小根据预警参数配置的参数值进行比较。

在b步骤中，解析实时数据是指对采集参数的逻辑号进行自由定制，将采集的参数进行类型比较，过滤比较类型外的异常参数。

在b步骤中，格式标准化实时数据是指对非标准单位的数据进行转换，使其格式统一。

在d步骤中，根据录井现场端传送回基地的实时预警信息，进行实时同步预警显示，并以声光及颜色显示状态信息。

在d步骤中，格式标准化的数据通过井场数据远程传输通道ADSL、GPRS、CDMA、3G、卫星通信等无线通道进行传输。

以下对本发明采用的系统进行说明：

本发明中的系统主要由井场实时数据采集和预警两大部份构成，其技术内容涵盖“主控制台”、“基础配置”、“数据格式解析配置”、“预警门限值配置”、“预警经验公式配置”、“预警参数配置”、“系统参数配置”等七个主要功能。各个功能模块的实现，主要方式为：

主控制台：提供实时数据启动采集和停止采集功能，监控实时数据和格式化数据，监控消息中间件的连接和传输状况，查看预警消息及系统运行消息。将标准的实时数据以及预警结果及时可靠地传输到基地，实现同步预警，多点监控。

基础配置模块：根据综合录井仪设备型号的不同，定制不同的实时数据采集模块，完成不同型号综合录井仪的接入，实现典型的录井仪数据接入，包括SK、SW、CMS、ALS-2.3等。配置井场的基本信息，包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP等，实现对采集源基本配置的管理，如：自由选择录井仪器类型，数据采集方式(tcp/ip、upd)等，同时可对实时数据采集系统进程监控，查看采集日志。

数据格式解析配置模块：对采集参数的逻辑号进行自由定制，将采集的参数进行类型比较，过滤比较类型外的异常参数，并对非标准单位的数据进行转换，使其格式统一，便于维护管理。不同型号综合录井仪对外提供的数据格式各有不同，根据不同的数据格式定制解析模块，将数据格式大致分为三种，文本方式的数据，数据之间以回车符，“|”等方式间隔，符合wits0；结构化方式的数据，符合wits1以上，表述为起始地址、长度、类型等；数据库格式的数据，同结构化方式的数据，其格式较为复杂。

预警门限值配置模块：根据不同工况下的状态，建立预警模型，主要针对各个气体参数、总池体积和工程参数等进行门限值预警，实现对参数门限值的配置，不同工况下自动调用正常状态下的采集基准值，按浮动百分率设置参数上、下限，并定制异常报警响应时间，排除报警响应时间内的正常情况。通知实时数据采集模块动态装载，并通过消息中间件将配置信息同步到基地。

预警经验公式配置模块：主要针对各个预警工况进行预警编码、优先报警编码、工程状况、公式的配置，实现各种类型工程异常预警经验公式的配置，灵活自由配置，在不同工况下同类型的参数的比较中，实行优先级报警的原则，对公式中参数值的异常大小根据预警参数配置的参数值进行比较，并通知实时数据采集预警系统动态装载。

预警参数配置模块：根据不同工况下的状态，建立预警模型，主要配置预警经验公式中所需的参数，提供基准值、浮动值、分段平均频率、命中比例的配置。

系统参数配置模块：主要完成对消息中间件和日志级别的配置及系统内部的管理。

建立主要预警模型通过如下方式：

(a)钻进时井涌：出口流量上升60s与出口密度下降60s或(出口流量上升60s 10％(在原基值基础上))或(总池体积上升120s)。

(b)钻进时井漏：总池体积降低80s与出口流量降低。

(c)钻进时气测异常：总烃含量上升30s20％(在原基值基础上)。

(d)钻进时钻具刺：立管压力降低120s与出口流量上升120s或(立管压力降低600s15％(在原基值基础上))或(立管压力降低240s与入口流量上升240s。

(e)起钻时溢流：出口流量上升60s与入口流量减小＜1或(总池体积上升120s)。

(f)出口流量上涨(单参数预警)：出口流量上升60s15％(在原基值基础上)。

(g)出口密度降低(单参数预警)：出口密度降60s16％(在原基值基础上)。上述系统的连接方式：

与实时数据库、消息中间件的接口：实时数据采集后，将解析其数据格式，按照实时数据库模型进行数据格式标准化，包括名称、单位等。

与专业数据库、消息中间件的接口：实时数据采集与预警系统进行预警相关参数设置后，将转换成标准xml格式的数据，包括预警门限值配置、预警经验公式配置、预警参数配置信息，通过消息中间件发送到基地，然后同步到专业数据库中。

与综合录井仪的接口：

由于不同型号综合录井仪其数据格式以及其通信方式存在差异，配置不同的数据采集以及数据格式解析模块。

Claims (10)

1.一种录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在各井场配置数据采集模块，再配置各井场的基本信息，并根据不同工况的状态建立预警模型；

b、采集各井场的实时数据，并解析和格式标准化采集到的实时数据；

c、将格式标准化的数据根据预警模型进行归类、统计，做出综合分析判断、预警；

d、同时将格式标准化的数据和根据预警模型得出的异常信息处理成标准格式传送到基地，进行二次预警。

2.根据权利要求1所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述a步骤中，不同工况分为：钻进、起钻、下钻、循环、静态。建立预警模型的方法是对已转换的标准数据进行分析预警，并实现预警门限值的可配置，预警经验公式的可配置，预警灵敏度的可配置。

3.根据权利要求1所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述a步骤中，井场的基本信息包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP等。

4.根据权利要求1所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述a步骤中，根据综合录井仪设备型号的不同，配制不同的实时数据采集模块。

5.根据权利要求1-4中任一所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述a步骤中，预警模型针对各个气体参数、总池体积和工程参数等进行门限值预警，实现对参数门限值的配置，不同工况下自动调用正常状态下的采集基准值，按浮动百分率设置参数上、下限，并定制异常报警响应时间，排除报警响应时间内的正常情况。

6.根据权利要求5所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述a步骤中，对各个预警工况进行预警编码、优先报警编码、工程状况、公式的配置，实现各种类型工程异常预警经验公式的配置，在不同工况下同类型的参数的比较中，实行优先级报警，对公式中参数值的异常大小根据预警参数配置的参数值进行比较。

7.根据权利要求6所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述b步骤中，解析实时数据是指对采集参数的逻辑号进行自由定制，将采集的参数进行类型比较，过滤比较类型外的异常参数。

8.根据权利要求7所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述b步骤中，格式标准化实时数据是指对非标准单位的数据进行转换，使其格式统一。

9.根据权利要求8所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述d步骤中，根据录井现场端传送回基地的实时预警信息，进行实时同步预警显示，并以声光及颜色显示状态信息。

10.根据权利要求9所述的录井实时数据采集及同步预警方法，其特征在于：所述d步骤中，格式标准化的数据通过井场数据远程传输通道ADSL、GPRS、CDMA、3G、卫星通信等无线通道进行传输。

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