CN113112639A - 一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法，其能够存储、分析对应工况下的钻井参数，并且能够根据该地区采集的实时参数进行标准参数更新，对于后期解决复杂情况具有指导意义，还能及时通知工程师，减少人员成本，该参数记录系统包括：数据库，设置有多种工况类型数据包，工况类型数据包内设置有对应工况类型的标准钻井参数；数据采集模块，对系统选择的对应工况类型进行实时数据采集；数据分析模块，对采集到的实时数据对比标准钻井参数判断实时数据是否异常；若实时数据异常，通知工程师调试，调试完成后再一次工况选择步骤；数据存储模块，将采集到的实时数据、判定结果和调试数据存储到对应工况类型数据包，并更新标准钻井参数。

Description

一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，具体而言，涉一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法。

背景技术

在石油钻井中，钻井参数反映着井下情况。钻井参数是由地面上各类传感器采集并由仪表进行显示，钻井参数主要有井深、泵压、泵冲、排量、立压、钻压、套压、悬重、转速、扭矩、钻时、泥浆池体积、烃值含量等。

在现有技术中的石油钻井过程中需要钻台参数记录员与坐岗人员对其每隔15分钟记录一次，并判断参数是否正常，若不正常则需要立马通知司钻，停止当前工况作业。由于坐岗员与司钻之间并不能时刻联系，导致坐岗员在记录参数时对应工况有延迟。例如，在起下钻时，坐岗人员需记录灌返量及立柱编号，记录的立柱编号与实际的立柱编号会有3-5柱的延迟误差，导致灌浆不及时，存在溢流隐患。现有的钻井参数记录系统，虽然能够对参数进行采集和传输，但是参数冗长，不易筛选，不能对该区域的钻井参数范围修订提供参考。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法，其能够存储、分析对应工况下的钻井参数，并且能够根据该地区采集的实时参数进行标准参数更新，对于后期解决复杂情况具有指导意义，还能及时通知工程师，减少人员成本。

本发明的实施例是这样实现的：

一种适用于石油钻井的参数记录系统，该参数记录系统包括：

数据库，设置有多种工况类型数据包，工况类型数据包内设置有对应工况类型的标准钻井参数；

数据采集模块，对系统选择的对应工况类型进行实时数据采集；

数据分析模块，对采集到的实时数据对比标准钻井参数判断实时数据是否异常；若实时数据异常，通知工程师调试，调试完成后再一次工况选择步骤；

数据存储模块，将采集到的实时数据、判定结果和调试数据存储到对应工况类型数据包，并更新标准钻井参数。

在本发明的较佳实施例中，上述数据分析模块包括：若实时数据正常，将采集的实时数据存入对应工况类型数据包。

一种适用于石油钻井的参数记录方法，前述参数记录系统，该参数记录方法包括：

选择工况类型；

采集实时数据，采集对应工况类型的实时数据；

判定实时数据是否异常，调用工况类型的数据库中的验证规则对采集的实时数据进行异常判断；若判定为异常，则通知工程师进行设备调试，调试完毕后再一次选择工况类型；

存储实时数据，将判定后的实时数据和判定结果、调试数据存储到数据库中；

更新验证规则，根据采集的实时数据和判定结果、调试数据、原验证规则形成新的验证规则，并将新的验证规则存储到数据库。

在本发明的较佳实施例中，上述判定实时数据是否异常包括：每隔x秒判定一次实时数据，x＜10。

在本发明的较佳实施例中，上述存储实时数据包括：每隔Y分钟将记录下的实时数据和判定结果形成队列数据包并存储到数据库中，数据库在工况类型结束后，将所有的队列数据包按时间顺序打包存储在数据库内。

在本发明的较佳实施例中，上述工况类型包括：生产工况和非生产工况，生产工况包括钻进、起下钻、接单根、扩划眼、循环、换钻头、测井、固井、辅助；非生产工况包括修理、停工、复杂、事故。

在本发明的较佳实施例中，上述判定实时数据是否异常包括：

若实时数据判定为正常，则执行存储实时数据步骤；若实时数据判定为异常，则钻井设备锁死，然后通知工程师。

本发明实施例的有益效果是：在本发明中的参数记录系统设置有数据库，数据库内设置有多种工况类型数据包，通过开启钻井设备，选择对应工况，数据采集模块采集实时数据，参数记录系统比对工况类型数据包中的标准钻井参数，若实时数据在标准钻井参数的范围内则判定为正常，不在标准钻井参数的范围内则为异常，正常时将采集的实时数据保存到数据存储模块；若不正常，钻井设备锁死并通知工程师调试，调试完成后重启再次选择工况，并采集数据，在调试完成后数据存储模块将采集到的实时数据、判定结果和工程师的调试数据存储到对应工况的数据库中，更新钻井参数，由于井控细则根据不同油气田片区而不同，采用本技术方案中的参数记录系统和方法能够依据标准参数进行不同油气田片区的井控细则编写，对于解决复杂情况具有指导意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的工况选择为复合/滑动钻进时的规则流程图；

图2为本发明实施例的工况选择为复合钻进时的规则流程图；

图3为本发明实施例的工况选择为滑动钻进时的规则流程图；

图4为本发明实施例的自动记录参数流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

第一实施例

本实施例提供一种适用于石油钻井的参数记录系统及其方法，其能够实现对应工况下的实时数据自动存储和分析，实现降本增效。

在本实施例中的参数记录系统加设在司钻房的控制中心，当司钻即将执行下一步工况时，必须选择确定工况后，钻井设备才能够开启，否则锁死。在本实施例中的工况包括生产工况和非生产工况，生产工况包括：钻进、起下钻、接单根、扩划眼、循环、换钻头、测井、固井、辅助，非生产工况包括：修理、停工、复杂、事故。

在本实施例中以钻进为例，请参见图4，其参数记录系统的操作步骤如下：

在开始钻井作业时，司钻启动钻机工作模式，执行工况待司钻确认，否则钻机处于待命锁死状态；

司钻确认后，钻机启动，参数记录系统每隔6秒对实时数据进行异常判断；

若判定为正常，则将进行实时数据存储；在本实施例中每15min存储的数据作为一个数据包，方便后续的井史编写时快速采集正常数据包和异常数据包，在最后一次保存数据包时，若未满15min的数据作为一个数据包，并对未满15min的数据包座数据分析；

若判定为异常，则将设备锁死，并发出警报通知工程师，待工程师解决后，重新启动钻机工作模式；在判定为数据异常时，将工程师的调整数据和判定结果也按照每15min存储一次的要求进行存储；

一种适用于石油钻井的参数记录系统，该参数记录系统包括：

数据库，设置有多种工况类型数据包，工况类型数据包内设置有对应工况类型的标准钻井参数；运行时，按照该标准钻井参数进行数据对比判定；

数据采集模块，对系统选择的对应工况类型进行实时数据采集；

数据分析模块，对采集到的实时数据对比标准钻井参数判断实时数据是否异常；若实时数据异常，通知工程师调试，调试完成后再一次工况选择步骤；

数据存储模块，将采集到的实时数据、判定结果和调试数据存储到对应工况类型数据包，并更新标准钻井参数。

在本发明的较佳实施例中，上述数据分析模块包括：若实时数据正常，将采集的实时数据存入对应工况类型数据包，使得在在同一区域钻井时可以调节标准参数的取值范围，判定结果更加精确。

一种适用于石油钻井的参数记录方法，前述参数记录系统，该参数记录方法包括：

选择工况类型；

采集实时数据，采集对应工况类型的实时数据；

判定实时数据是否异常，调用工况类型的数据库中的验证规则对采集的实时数据进行异常判断；若判定为异常，则通知工程师进行设备调试，调试完毕后再一次选择工况类型；

存储实时数据，将判定后的实时数据和判定结果、调试数据存储到数据库中；

更新验证规则，根据采集的实时数据和判定结果、调试数据、原验证规则形成新的验证规则，并将新的验证规则存储到数据库。

在本发明的较佳实施例中，上述判定实时数据是否异常包括：每隔x秒判定一次实时数据，x＜10。在本实施例中采用的6s一次判定，在其他实施例中也可以采用1s或其他时间进行数据判定；

在本发明的较佳实施例中，上述存储实时数据包括：每隔Y分钟将记录下的实时数据和判定结果形成队列数据包并存储到数据库中，数据库在工况类型结束后，将所有的队列数据包按时间顺序打包存储在数据库内。在本实施例中每隔15min进行一次数据记录打包，在其他实施例中可以采用10min或5min一次进行数据打包。

在本实施例中的每一种工况都默认一组钻井参数，该钻井参数是工程设计里给定，在实钻过程中调整后，以正常作业工况的钻井参数为评价标准，分析实时的钻井参数，并判断是否正常。且每种工况的分析规则也不一样，该规则为井控细则里给定。井控细则又根据不同油气田片区而不同。为此，本发明实施例以西南油气田井控细则，编写出钻进的分析规则。按此思路编写出其他工况分析规则均属于本发明保护范围内。

在本发明的较佳实施例中，上述工况类型包括：生产工况和非生产工况，生产工况包括钻进、起下钻、接单根、扩划眼、循环、换钻头、测井、固井、辅助；非生产工况包括修理、停工、复杂、事故。

在本发明的较佳实施例中，上述判定实时数据是否异常包括：若实时数据判定为正常，则执行存储实时数据步骤；若实时数据判定为异常，则钻井设备锁死，然后通知工程师。

具体的，钻进分为复合钻进与滑动钻进，复合钻进分析主要的钻井参数有：泵压、立压、排量、钻压、悬重、转速、扭矩、泥浆池体积、烃值含量。建立规则如下：请参见图1和图2、图3。

当泵压、立压、排量瞬时高于评价标准则，则说明憋泵，需立即停止作业，若长时间高于评价标准则，则需提示司钻精心操作，出现其他问题警示，立即停止作业。若瞬间低于评价标准则泵发生刺漏，发出警报，提示司钻停止作业，倒泵和检修。

当钻压高于评价标准则说明钻遇地层硬，低于评价标准则说明钻遇地层软或钻遇破碎带，易发生井漏，都需提示司钻精心操作，出现其他问题警示，立即停止作业。

当悬重偏离评价标准或转速瞬间减小、扭矩瞬间变大则说明井下钻具受到井壁摩阻偏大，警示司钻停止当前工况，采用反向原则进行操作，即停止钻进，与钻进相反方向提起钻具。

当钻进中泥浆池体积变化报警值的设置按照参加循环的所有循环罐钻井液总量增减2m3进行设置；未参加循环的循环罐，报警值按每个罐增减0.5m3进行设置。液面监测数据一旦发生大于设置值，警示司钻停止当前工况作业，并通知工程师分析原因。

当烃值含量变化率较大，警示司钻降低排量，以防溢流。

滑动钻进分析主要的钻井参数有：泵压、立压、排量、钻压、悬重、泥浆池体积、烃值含量。泵压、立压、排量、悬重、泥浆池体积、烃值含量的建立规则同复合钻进一样。

钻压在半分钟内无减小，且泵压下降，说明井下钻具已托压，警示司钻，停止钻进，活动钻具。

以上钻进规则建立后，实际钻井参数就会在此规则下分析判断，只要不满足评判标准就会发出警报提示给现场人员，现场人员就会根据工况下的钻井参数针对性的解决问题，无论钻井参数在正常或异常的情况下，都会满足每隔15分钟记录一次。真正实现减少人力资料浪费。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于石油钻井的参数记录系统，其特征在于，所述参数记录系统包括：

数据库，设置有多种工况类型数据包，所述工况类型数据包内设置有对应工况类型的标准钻井参数；

数据采集模块，对系统选择的对应工况类型进行实时数据采集；

数据分析模块，对采集到的实时数据对比所述标准钻井参数判断所述实时数据是否异常；若实时数据异常，通知工程师调试，调试完成后再一次工况选择步骤；

数据存储模块，将采集到的实时数据、判定结果和调试数据存储到对应工况类型数据包，并更新所述标准钻井参数。

2.根据权利要求1所述的适用于石油钻井的参数记录系统，其特征在于，所述数据分析模块包括：

若实时数据正常，将采集的实时数据存入对应工况类型数据包。

3.一种适用于石油钻井的参数记录方法，包括权利要求1或2所述的参数记录系统，其特征在于，所述参数记录方法包括：

选择工况类型；

采集实时数据，采集对应所述工况类型的实时数据；

判定实时数据是否异常，调用所述工况类型的数据库中的验证规则对采集的所述实时数据进行异常判断；若判定为异常，则通知工程师进行设备调试，调试完毕后再一次选择工况类型；

存储实时数据，将判定后的所述实时数据和判定结果、调试数据存储到所述数据库中；

更新验证规则，根据采集的所述实时数据和所述判定结果、所述调试数据、原验证规则形成新的验证规则，并将所述新的验证规则存储到所述数据库。

4.根据权利要求1所述的适用于石油钻井的参数记录方法，其特征在于，所述判定实时数据是否异常包括：

每隔x秒判定一次所述实时数据，所述x＜10。

5.根据权利要求1所述的适用于石油钻井的参数记录方法，其特征在于，所述存储实时数据包括：

每隔Y分钟将记录下的所述实时数据和判定结果形成队列数据包并存储到所述数据库中，所述数据库在所述工况类型结束后，将所有的队列数据包按时间顺序打包存储在数据库内。

6.根据权利要求1所述的适用于石油钻井的参数记录方法，其特征在于，所述工况类型包括：生产工况和非生产工况，所述生产工况包括钻进、起下钻、接单根、扩划眼、循环、换钻头、测井、固井、辅助；所述非生产工况包括修理、停工、复杂、事故。

7.根据权利要求1所述的适用于石油钻井的参数记录方法，其特征在于，所述判定实时数据是否异常包括：

若实时数据判定为正常，则执行存储实时数据步骤；若实时数据判定为异常，则钻井设备锁死，然后通知工程师。

Images