油氣井工程數(shù)字化和智能化對于增加油氣井產能、降低操作成本、降低鉆井成本和提高HSE 管理水平等具有重要作用。川慶鉆探工程公司工程技術信息研究中心副主任謝寅溥通過理論創(chuàng)新和科研攻關,完成了油氣井工程數(shù)字化和智能化總體布局,并取得階段性成果,研發(fā)出“油氣井筒工程信息智能決策平臺V1.0”(登記號:2022SR1472012),實現(xiàn)了作業(yè)智能化、設計協(xié)同化和管理精細化。“油氣井筒工程信息智能決策平臺V1.0”是中國海油油氣井工程數(shù)字化和智能化的代表成果,包括eDrilling 鉆井系統(tǒng)、鉆井參數(shù)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、井下鉆井參數(shù)測量及信號短傳系統(tǒng)、深水鉆井早期溢流監(jiān)測系統(tǒng)、井下光纖監(jiān)測系統(tǒng)、鉆完井一體化設計平臺、鉆完井數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)、信息展示系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等,解決了油氣井工程決策中存在的信息孤島、復合型信息化人才緊缺等問題,謝寅溥堅持數(shù)字化技術“不為我所有、但為我所用”的理念,積極探索與國內外先進互聯(lián)網(wǎng)、智能化專業(yè)公司在油氣井工程領域的深化戰(zhàn)略合作,提升自主創(chuàng)新能力,推進“產學研用”結合,扎實推動中國海油油氣井工程數(shù)字化和智能化研究與應用,助力中國海洋石油工業(yè)的高質量發(fā)展。
油氣勘探屬于油氣能源工業(yè)的上游,其中井筒工程的質量關系著勘探開發(fā)的成效,為此借助大數(shù)據(jù)分析工程狀況、減少復雜風險、有效提速提效,是石油公司和鉆完井服務公司共同發(fā)展的急需。
“油氣井筒工程信息智能決策平臺V1.0”依托川慶鉆探工程有限公司科研項目,以井筒工程為主導研發(fā)形成集成化跨專業(yè)的數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸系列裝備,建立鉆完井工程數(shù)字化平臺,實現(xiàn)井場數(shù)據(jù)自動采集、遠程信息監(jiān)測監(jiān)控、生產動態(tài)跟蹤;具備工程預警、遠程技術支持、智能化決策以及遠程應急指揮、視頻通話和會議為一體的功能,實現(xiàn)了井筒工程全專業(yè)鏈、前后方協(xié)同的數(shù)字化工作模式。成果在川渝地區(qū)實現(xiàn)了全覆蓋,部署263個作業(yè)隊伍,覆蓋施工井608口;運用大數(shù)據(jù)工具預警、智能決策,川渝地區(qū)2017-2018年事故復雜時效由最高4.42%下降到2018年的2.79%;優(yōu)化重點區(qū)塊提速模版,川渝地區(qū)深井鉆井周期由平均104.06天縮短至94.05天,累計應用井數(shù)超過573口井。頁巖氣鉆井周期由60天縮短為46天;采用實時采集器、分專業(yè)用戶填報、跨專業(yè)數(shù)據(jù)共享,人工填報工作量減少70%。測井專業(yè)通過儀器傳輸數(shù)據(jù),替代 90%以上的手工填報工作量。單井應急處置時間平均縮短50%以上。
謝寅溥研發(fā)的“油氣井筒工程信息智能決策平臺V1.0”取得了創(chuàng)新成果:
一是首次在國內研制了油氣井筒工程全專業(yè)數(shù)據(jù)采集器,形成了井場多種設備和井下儀器的信息接入及協(xié)議轉換技術,實現(xiàn)對鉆參儀、錄井儀、壓裂儀表、連續(xù)油管、精細控壓、地面測試、固井實時數(shù)據(jù)、柴油機工況、視頻等圍繞井筒作業(yè)的所有儀器、裝備的實時數(shù)據(jù)的采集、傳輸及存儲,利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)手工采集向自動化采集轉變,數(shù)據(jù)填報量降低70%。
二是構建了行業(yè)唯一的井筒工程一體化數(shù)據(jù)庫,圍繞井筒為主體對象,以作業(yè)任務為活動對象的模式,開展數(shù)據(jù)庫建模,數(shù)據(jù)模型涵蓋工程技術8139項數(shù)據(jù),其中可為A7系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)5845項,占A7系統(tǒng)全部采集數(shù)據(jù)量的71.8%,為A1系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)3755項,占A1系統(tǒng)全部采集數(shù)據(jù)量約60%。實現(xiàn)了鉆井、錄井、測井、井下等作業(yè)數(shù)據(jù)的集成、管理和共享,提高了基層信息獲取工作效率和信息利用率,為鉆完井作業(yè)科學決策提供了數(shù)據(jù)支撐。
三是創(chuàng)新研發(fā)基于井筒工程數(shù)據(jù)的智能決策系統(tǒng),實現(xiàn)了生產作業(yè)實時優(yōu)化與遠程支持系統(tǒng),提升現(xiàn)場管理與支持能力,通過平臺實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)直觀、準確、多維度的展示,為專家遠程技術支持提供了數(shù)值、曲線、圖形等22類二維和三維顯示控件,電子地圖等多維信息展示手段,集成13項鉆完井工程計算工具。建立鉆井和地質模型,智能生成提速模板,實時優(yōu)化施工方案。事故復雜預警與處理智能化。建立了20類鉆井事故復雜預警模型,集成復雜處理專家知識庫;實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)異常情況自動報警、預警,智能檢索并推送處理措施,減少生產中事故復雜發(fā)生率,2017-2018年應用智能決策系統(tǒng)指揮現(xiàn)場處置溢流險情15井次,單井溢流平均處置時間縮短50%,有效保障了作業(yè)安全。鉆井施工參數(shù)綜合評價優(yōu)選與技術模板智能化,提高現(xiàn)場作業(yè)能力和鉆井設計自動優(yōu)化程度?,F(xiàn)場應用該技術,實現(xiàn)了鉆井施工學習曲線、優(yōu)化鉆井模式,改變了的傳統(tǒng)作業(yè)方式,為現(xiàn)場施工隊伍提速、提效和安全施工提供技術保障。將井筒工程數(shù)據(jù)應用于鉆井設計軟件,實現(xiàn)了對井眼軌跡、施工參數(shù)等綜合優(yōu)選,智能推送和優(yōu)化新井工程設計,至2018年底應用智能輔助設計600余口井,提高了鉆井工程設計的科學性、實用性和符合率;利用鄰井鉆頭數(shù)據(jù)和對應地層巖性鉆磨數(shù)據(jù)自動導入開展鉆頭個性化設計,實現(xiàn)鉆頭預期最佳設計組合,深度拓展井筒工程數(shù)據(jù)的應用領域。油氣井筒工程智能決策平臺的整體技術比肩國際先進水平,處于國內領先水平。“油氣井筒工程信息智能決策平臺V1.0”已在川渝、長慶和塔里木等油氣田推廣應用,取得了顯著的經濟和社會效益。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術的快速發(fā)展,油氣井筒工程智能決策系統(tǒng)將在推廣應用中不斷的升級完善,向著在線診斷、趨勢預測、數(shù)字化仿真等方向持續(xù)發(fā)展,進一步提升公司的管理效率和核心競爭力。謝寅溥的研究成果提高了井筒工程的信息化水平,實現(xiàn)對井筒全專業(yè)鏈進行綜合數(shù)據(jù)采集管理、生產動態(tài)跟蹤、現(xiàn)場作業(yè)實時監(jiān)控和專業(yè)數(shù)據(jù)分析應用,是中國石油鉆完井工程利用互聯(lián)網(wǎng)+實現(xiàn)“降本增效、轉型升級”成功探索,是大數(shù)據(jù)在工程技術中應用的創(chuàng)新實踐。




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