CN112000650A - 一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法 - Google Patents

一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,包括:1:将采集到的井场数据写入到数据采集接口;2:控制一体化数据库读取井场数据,并分别存储到录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格中;3:由远程指挥系统通过授权的方式访问一体化数据库,获取井场数据并进行分类处理;4:通过网页对井场数据进行远程一体化实时展示;5:根据一体化实时展示的内容实时指导定向作业。本发明能够实现扭摆、录井、MWD系统数据的同步采集,并能将采集到的井场数据分类存储到一体化数据库中,然后再通过一体化数据库实现井场数据的传输与处理,有效解决了井场数据分散和传输标准缺乏统一的服务标准的问题。

Description

一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法
技术领域
本发明属于油气钻井(钻探)工程技术领域,尤其涉及一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法。
背景技术
以目前井场信息平台建设的情况,钻井现场已经具备了实时采集钻井现场数据的功能,滑动钻井现场采集的数据主要来源于扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统。扭摆系统PLC是实现滑动钻井的最重要系统,主要通过控制地面转盘扭矩大小、转速等参数来控制钻柱的运动状态,以实现井下工具面等参数的控制,从而实现滑动定向钻进。MWD系统主要测量随钻过程中的井斜、方位、工具面、井下扭矩等参数,技术成熟、应用普遍,已经从泥浆脉冲、钻杆应力电磁波等传统传输方法转向电磁波传输,大幅地提高了测量精度和传输的及时性,为定向斜井、大位移水平井的开采提供了技术支持。综合录井系统是基于综合录井仪和录井软件组成的一套系统,测量参数全面、精度高、及时性高,对于指导施工参数及时调整、预防事故具有重要意义。因此,三个系统的数据对于实现优快、高效、安全滑动钻井具有重要价值。
然而,由于录井、MWD、扭摆三个系统相互独立,录井仪厂家及型号多,实时传输方式及规则各异,加上现场人员对设置不清楚,导致协调存在一定困难,往往需要大量时间来进行适配,影响了获取滑动钻井数据的效率、准确性,增加了成本。同时,各系统采集频率各异,数据的完整性、准确性、及时性等方面存在较大差距,井场数据分散、传输标准缺乏统一的服务标准,导致各系统产生的大量数据无法有效提炼出有用信息,也不利于利用这些数据实时指导定向作业。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述技术问题,提供了一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,本发明能够实现扭摆、录井、MWD系统数据的同步采集,并能将采集到的井场数据分类存储到一体化数据库中,然后再通过一体化数据库实现井场数据的传输与处理,有效解决了井场数据分散和传输标准缺乏统一的服务标准的问题,为有效提炼井场数据和实现多系统数据直观分析提供了技术支持。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,其特征在于:
所述同步采集传输系统包括数据采集接口、控制模块和一体化数据库,控制模块分别与数据采集接口和一体化数据库连接,且控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库;
所述的井场数据的处理方法包括如下步骤:
步骤1:先将数据采集接口分别与扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统相连,再通过控制模块分别将扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统采集到的井场数据写入到数据采集接口;
步骤2:在一体化数据库中创建录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格,然后由控制模块控制一体化数据库读取数据采集接口,并将读取到的井场数据分别存储到录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格中;
步骤3:由远程指挥系统通过授权的方式访问一体化数据库,获取一体化数据库中的井场数据,再对获取到的井场数据进行分类处理;所述的分类处理是指通过滤波处理+野值处理+数据标准化的方式实现井场数据的清洗与融合,完成井场数据的滤波降噪和野值剔除处理;
步骤4:通过网页对分类处理后的井场数据进行远程一体化实时展示,所述一体化实时展示包括参数显示和曲线显示,参数显示包括测斜类型显示、测斜方位显示、斜度显示和测斜狗腿度显示,曲线显示是指将参数显示的数据以曲线化显示;
步骤5:由远程工作人员根据一体化实时展示的内容作出判断,向现场工程师发出定向参数调整指示,实时指导定向作业。
所述控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库是指采用帐号加密码的方式进行访问。
所述步骤1中,数据采集接口包括分别用于与扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统相连的三种接口。
所述步骤1中,数据采集接口采用网线传输、串口传输、无线传输中的任意一种与扭摆系统PLC、MWD系统、录井系统进行传输通讯;传输通讯的方式包括通过TCP/IP传输通讯和通过串行通讯;传输格式采用WITS或WITSML格式。
采用本发明的优点在于:
1、本发明不需自行搭建服务器,采集的井场数据已知,减少了大量协调、布置等工作量,依托同步采集传输系统进行数据采集,实现扭摆、录井、MWD系统数据的同步采集,通过内网(VPN方式)传输保密技术成熟,通过一体化数据库实现数据一体化存储、传输,有效解决井场数据分散、传输标准缺乏统一的服务标准的问题,为提炼井场数据,实现多系统数据直观分析提供技术支持。
2、本发明能实现远程工作人员实时监测现场定向作业情况,并向现场工程师发出定向作业参数调整指示,达到远程实时指导定向作业的目的,提升定向作业的质量与效率,保障定向作业的合理性与安全性。
3、本发明针对滑动定向数据来源涉及多系统来源,存在传输接口繁杂、频率不一,数据缺失与冗余并存等问题,造成数据难以满足实时精确展示要求,采用了以多源数据融合存储、滤波降噪算法、野值剔除算法等为核心的数据采集清洗技术,满足了远程实时指挥对数据规模、数据质量的要求。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明的原理图。
图3为本发明中同步采集传输系统读取井场数据并一体化存储的流程图。
图4为本发明中原始井场数据经滤波处理后的示意图。
图5为图4中存在野值时的示意图。
图6为本发明中原始井场数据经滤波处理和野值处理后的示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,所述同步采集传输系统包括数据采集接口、控制模块和一体化数据库,数据采集接口包括分别用于与扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统相连的三种对应接口,控制模块分别与数据采集接口和一体化数据库连接,且控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库。其中,控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库是指采用帐号加密码的方式进行访问,即控制模块在访问一体化数据库前,需要输入正确的内网帐号和密码,才能实现数据传输,以保证井场数据从数据采集接口传输至一体化数据库的安全性。
如图1-3所示,所述的井场数据的处理方法包括如下步骤:
步骤1:先使扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统分别与数据采集接口的三种对应接口相连,再通过控制模块分别将扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统采集到的井场数据写入到数据采集接口。
本步骤中,数据采集接口采用网线传输、串口传输、无线传输中的任意一种与扭摆系统PLC、MWD系统、录井系统进行传输通讯,传输通讯的方式包括通过TCP/IP传输通讯和通过串行通讯,可根据需要选择合适的传输通讯方式;传输格式采用WITS或WITSML格式。由于WITS具有多级格式、灵活、高效提供数据转换入口点、适用仪器多等优点,因此优选采用WITS格式。当然,每种系统都可以选择自身的传输方式,依照井场实际情况和传输要求进行选择。
步骤2:在一体化数据库中创建分别与录井系统、MWD系统和扭摆系统PLC相对应的录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格,然后由控制模块控制一体化数据库读取数据采集接口,并将读取到的井场数据分别存储到录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格中,实现井场数据的一体化存储。
步骤3:由远程指挥系统通过授权的方式访问一体化数据库,获取一体化数据库中的井场数据,再对获取到的井场数据进行分类处理。
本步骤中,访问权限由一体化数据库管理负责调配,访问前应向管理员发出访问申请,申请中应提交访问时段,管理员接收到申请提示后,核实信息,决定是否授予访问权限,成功访问后,下次访问一体化数据需要重新提交申请。
步骤4:将远程指挥系统接入网络,通过网页对分类处理后的井场数据进行远程一体化实时展示,所述一体化实时展示包括参数显示和曲线显示,参数显示包括测斜类型显示、测斜方位显示、斜度显示和测斜狗腿度显示,曲线显示是指将参数显示的数据以曲线化显示,两类显示相结合,能够更直观地观察到参数的规律性变化。
步骤5:由远程工作人员根据一体化实时展示的内容作出判断,向现场工程师发出定向参数调整指示,实时指导定向作业。
所述步骤3中,因仪器故障、网络等原因,原始井场数据中存在噪声干扰,并且还存在无效数据、乱码、冗余数等野值数据,严重影响数据质量。因此需要对井场数据进行分类处理,所述的分类处理是指通过滤波处理+野值处理+数据标准化的方式实现井场数据的清洗与融合,完成工具面等井场数据的滤波降噪和野值剔除处理,以减少无效数据、乱码、冗余数等野值数据,从而提升数据质量,为数据与曲线展示提供良好的数据支持。
进一步的,所述滤波处理是指采用Haar小波函数设计滤波算法,滤波效果优秀,适应性强,且运算简单,用于原始数据处理,易于实现且达到较好的滤波效果。原始井场数据经滤波处理后,井斜变得平滑,如图3、4所示。但野值的存在,影响了滤波效果,如图4所示。
更进一步的,所述的野值处理包含野值判断和野值处理两方面,野值处理采用牛顿插值算法,相较于卡尔曼滤波算法、正交模型参数变化法等,该方法将试验数据进行函数逼近,形成数据收敛性好、趋势性强,简单易行且精度高。经野值处理后原始井场数据如图6所示。
本发明中,同步采集传输系统所采集的数据均来源于钻柱扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统三类采集的现场数据。采集到数据后,通过一体化数据库实现数据一体化存储、传输,且访问时需要通过VPN的方式访问一体化数据库。有效解决了井场数据分散、传输标准缺乏统一的服务标准的问题,为提炼井场数据,实现多系统数据直观分析提供技术支持。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,本说明书中所公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换;所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以任何方式组合。

Claims (4)

1.一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,其特征在于:
所述同步采集传输系统包括数据采集接口、控制模块和一体化数据库,控制模块分别与数据采集接口和一体化数据库连接,且控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库;
所述的井场数据的处理方法包括如下步骤:
步骤1:先将数据采集接口分别与扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统相连,再通过控制模块分别将扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统采集到的井场数据写入到数据采集接口;
步骤2:在一体化数据库中创建录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格,然后由控制模块控制一体化数据库读取数据采集接口,并将读取到的井场数据分别存储到录井井场数据表格、MWD井场数据表格和扭摆井场数据表格中;
步骤3:由远程指挥系统通过授权的方式访问一体化数据库,获取一体化数据库中的井场数据,再对获取到的井场数据进行分类处理;所述的分类处理是指通过滤波处理+野值处理+数据标准化的方式实现井场数据的清洗与融合,完成井场数据的滤波降噪和野值剔除处理;
步骤4:通过网页对分类处理后的井场数据进行远程一体化实时展示,所述一体化实时展示包括参数显示和曲线显示,参数显示包括测斜类型显示、测斜方位显示、斜度显示和测斜狗腿度显示,曲线显示是指将参数显示的数据以曲线化显示;
步骤5:由远程工作人员根据一体化实时展示的内容作出判断,向现场工程师发出定向参数调整指示,实时指导定向作业。
2.根据权利要求1所述的一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,其特征在于:所述控制模块通过VPN的方式访问一体化数据库是指采用帐号加密码的方式进行访问。
3.根据权利要求1所述的一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,其特征在于:所述步骤1中,数据采集接口包括分别用于与扭摆系统PLC、MWD系统和录井系统相连的三种接口。
4.根据权利要求1所述的一种基于同步采集传输系统的井场数据处理方法,其特征在于:所述步骤1中,数据采集接口采用网线传输、串口传输、无线传输中的任意一种与扭摆系统PLC、MWD系统、录井系统进行传输通讯;传输通讯的方式包括通过TCP/IP传输通讯和通过串行通讯;传输格式采用WITS或WITSML格式。
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