国内外钻井软件调研李琪教授

国内外钻井软件调研及钻井软件发展规划西安石油大学李琪2009.12.23

三大技术趋势一、提高机械钻速为目的钻井技术针对破岩的：冲击钻井、粒子冲击钻井、垂直钻井减少事故复杂的：NDS、MPD、膨胀管二、提高单井产量的系列钻井技术

水平井、分支井、欠平衡钻井、地质导向钻井薄油层、超低渗三、软件技术的发展和应用

软件做载体，集成信息技术、随钻测量技术、地质建模和地质分析技术，不断完善设计，优化井身结构、优选钻头、优化措施汇报内容一、国外钻井软件开发概况二、国内钻井软件开发概况三、西安石油大学钻井信息中心四、钻井软件发展规划1、国外钻井软件概况——1.1哈里伯顿公司

公司简介哈里伯顿公司成立于1919年，是世界上主要的能源服务公司之一。在60多个国家设立了约300多家服务中心，目前业务覆盖产层评价、钻井、完井、采油和油气井维护等。LandmarkSoftware是美国Halliburton公司开发的专业的钻井工程服务软件。LandmarkSoftware是一套知识集成系统，它的主要功能是利用所集成的知识协助用户进行专业分析并做出智能决策。1、国外钻井软件概况——1.1哈里伯顿公司

LandmarkSoftware

DrillingandCompletionsInformationManagemenandInfrastructureProductionOptimization

GeologicalandGeophysicalTechnologiesReservoirManagementInformationManagementandInfrastructure

定向井设计成本预算套管/油管设计钻井限制基准地下数据回顾钻井数据回顾定向井油田设计储层数据回顾孔隙压力/井壁稳定性成本/时间/风险评估水力/固井钻头钻具选择钻机选择确定油管柱确定成本/时间预算报告|实时数据设计和实际|知识获取现场工程成本/时间估算水力/固井钻头钻具选择现场工程套管和油管设计数据回顾/报告基准知识的获取可行性和计划阶段详细设计施工钻井和地质数据的回顾以及定向井设计钻井数据可视化优化钻井工程–TotalDrillingPerformance(TDP)1、国外钻井软件概况——1.1哈里伯顿公司

1、国外钻井软件概况——1.2斯伦贝谢公司

公司简介斯伦贝谢是一家全球化的技术服务公司，总部设在纽约，并在巴黎和海牙成立准总部机构。它由三大部门组成：油田服务、电子交易与测试和资源管理服务。OspreyDrilling是斯伦贝谢公司开发的，覆盖了从钻井工程设计、钻井风险预测到钻井日报等完整的钻井工具包软件，该软件有助于钻井工程师提高钻井作业效率，规避昂贵的钻井风险。1、国外钻井软件概况——1.2斯伦贝谢公司

钻井设计和钻井工程

OspreyRiskDrillingOfficeTDAS，套管、油管强度分析和校核

钻井数据采集和管理

OspreyReportsDrillDB

OspreyRiskDrillDBTDAStubulardesignandanalysissystem

1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

公司简介：在美国注册的公司，成立于1992年。钻井软件：Drillingsoftware，是一套为钻井监督管理人员提供优质的工程计算和智能决策的集成软件。由DrillingEngineering、MudEngineering、Rigmaintenance、Workover&Completions4个功能模块组成。1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

软件模块与功能：

（1）DrillingEngineering，以钻井工程计算为主

DrillingHydraulicsCasingDesignBHADesignElectronicDrillingFlangeSlideRule，API标准和公制单位之间的转换

FinalWellReport，完整的井下工具和零件图库

TubularsDataBase，4127种不同的油管和套管

PackerCalculationDualunits，封隔器计算与检查

1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

FinalWellReport子模块界面1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

TubularsDataBasePackerCalculationDualunits1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

软件模块与功能：

（2）MudEngineering

钻井液用的处理剂钻井液数据钻井液报告1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

软件模块与功能：

（3）RigMaintenancePMSchedule，钻机维修和保养计划

RigMaintenanceForm,钻机维修操作规程1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

软件模块与功能：

（4）Workover&Completions，完井设计、计算、绘图

Workover&CompletionSchematicssoftwareWorkoverOfficeStandardeditionHorizontalCompletionsExtendedReachCompletionsTubingTallysoftwareElectricSubmersiblePumpCompletionsRodPumpCompletionsGasLiftMandrelSpacingPackerandtubingmovementcalculationsPackerCalculationDualunitsXtreeSchematicandTanks1、国外钻井软件概况——1.3DrillingsoftwareLLC

HorizontalCompletionsExtendedReachCompletions1、国外钻井软件概况——1.4PetrisTechnology,Inc

公司简介PetrisTechnology,Inc总部位于美国休斯顿，是一家提供钻井软件及相关服务的专业公司。该公司所开发的代表性产品是2004年开发的一套掌上电脑钻井工程软件Driller’sToolkitforPocketPC。Survey1、国外钻井软件概况——1.4PetrisTechnology,Inc

包括了涉及钻井施工的20类127项计算：

Bottom-holeassemblyCasingdesignCementingDrillingmechanicsDailyreportsSurvey…支持不同单位制提供了图形输出1、国外钻井软件概况——1.5帕拉代姆地球物理公司公司简介世界最大的独立的地学软件开发和应用技术服务公司；1994年在北京成立了北京代表处和全资外商投资公司。拥有系列软件解决方案及服务于地球物理和油藏研究的先进的处理和成像技术、可视化技术、解释及正演模拟技术、油藏特征及油藏物理技术、井位设计和钻井工程技术，它们共享业界最先进的分布式数据管理系统EPOS,并实现了真正意义上的一体化。1、国外钻井软件概况——1.5帕拉代姆地球物理公司钻井软件：“WellPlanning&DrillingSolutions”是一套高度集成、相互协作的钻井工程软件，加上独有的专家咨询功能可以帮助客户有效的降低钻井的不确定性和风险。软件采用工程与地质一体化的设计思想和方法，可实现井身结构设计、管串设计及校核、钻具组合设计、水力学分析、固井设计等计算；通过建立三维地质模型后，进行可视化设计；通过建立压力体，进行地层压力、破裂压力预测。软件模块与功能（1）GeologRealTimeGeosteering：实时地质导向模块，通过实时采集数据更新和岩石物理模型更新进行地质导向，在建模时应用到了伽马射线；（2）GOCADBasicWellPlanning：基本参数设计模块，构建最佳路径，确定最佳地质目标，并确定最佳的平台定位；（3）SysdrillCasingDesign：套管柱设计模块；（4）SysdrillDirector：定向井设计模块；（5）SysdrillDirectorGeo：地质导向模块；（6）SysdrillHydraulics：水力参数设计模块；（7）SysdrillTorqueandDrag：扭矩计算模块；（8）OpsLink。1、国外钻井软件概况——1.5帕拉代姆地球物理公司信息采集信息传输信息处理信息应用远程监控智能决策1、国外钻井软件概况——1.6远程传输及远程监控1、国外钻井软件概况——1.7无风险钻井NDSNDS（NoDrillingSurprises）：

BP公司和斯伦贝谢公司联合开发的集成软件包；主要功能是钻前分析预测风险、钻中时实更新数据并及时预见和解决潜在问题。技术关键是：以最新前沿技术（如可视化地震信息处理技术、随钻成像测井技术）为基础，综合利用钻井、地质、测井及地震等学科领域的专业资料信息，采用高效的钻井数据库系统和地质模型的时实更新技术有效处理例如井壁稳定问题、孔隙压力问题、循环漏失问题、井眼清洗问题、钻压传输问题、井眼摩阻问题、以及井眼结构和套管柱优化等钻井工程中主要问题。1、国外钻井软件概况——1.7无风险钻井NDSNDS（NoDrillingSurprises）：

“GIS”是以图形技术、数据库技术、网络计算机技术为工具，利用数学及地学领域的理论、方法，处理地理信息及地理相关信息问题的计算机综合应用技术。GIS技术可将事物的属性和空间信息联系起来，从而能将对象的空间位置信息进行全方位的描述。1、国外钻井软件概况——1.7GIS系统2、国内钻井软件概况——2.1国内各高校成果中国石油大学(北京)地层压力分析系统钻井工程实时监测与辅助决策系统钻井数据管理与应用系统中国石油大学(华东)井涌动态模拟及压井设计软件系统欠平衡钻井设计计算软件系统新标准钻井套管设计软件系统SD-JKFZ-7钻井井控模拟仿真训练系统水平井完作业管柱力学分析软件西南石油大学水平井/分支井钻井设计与分析系统、固井设计与模拟分析系统大庆石油学院欠平衡/气体钻井设计及分析系统

长江大学固井工程设计与分析系统充气钻井水力参数计算软件燕山大学深井钻柱防共振技术、通用下部钻具三维力学分析、套管开窗模拟井下作业管柱力学分析、定向井套管柱居中技术、定向井钻柱力学分析2、国内钻井软件概况——2.2北京超思维科石油软件公司

公司简介北京超思唯科石油软件开发有限责任公司是一家以石油钻井信息化为核心业务的综合性IT公司。钻井软件：钻井动态实时监测与专家诊断系统、钻井工程设计一体化系统、钻井生产运行管理系统及井眼轨迹设计及防碰扫描计算软件。钻井动态实时监测与专家诊断系统钻井工程设计一体化系统钻井生产运行管理系统井眼轨迹设计及防碰扫描2、国内钻井软件概况——2.2北京超思维科石油软件公司

钻井动态实时监测与专家诊断系统

井身结构设计

钻井生产运行管理系统井眼轨迹设计及防碰扫描

2、国内钻井软件概况——2.3北京怡恒阳光科技发展公司

公司简介：北京怡恒阳光公司是从事石油工程软件开发的专业公司。钻井软件：Navigator，定向井水平井轨迹设计及计算分析系统。用于辅助定向井工程师合理地设计一个井的轨道，在轨迹控制过程中进行实钻计算和轨迹分析。Navigator

轨道设计

实钻计算轨迹分析电子图板防碰计算多坐标系统和磁参数计算2、国内钻井软件概况——2.3北京怡恒阳光科技发展公司

轨道设计中靶分析

1992年成立CNPC钻井信息应用技术中心；1994年批准为中国石油天然气总公司首批重点学科；2001年转评为陕西省重点学科。3、西安石油大学——钻井信息应用技术中心承担的项目：国家自然科学基金项目：“油气钻井智能信息与模拟技术的理论与方法研究”97-99“随钻地震理论与工程应用研究”99-02“远程钻井网上会战智能应用系统理论与方法的研究”01-03“地质导向钻井信息临境模拟与协同决策的理论和方法研究”05-07国家863项目：“油气勘探开发信息综合集成智能应用系统”98-01

中油集团公司创新基金项目：“临境式地质导向钻井信息模拟与协同决策系统的研究”04-06中油股份公司科技风险创新研究项目：“钻井工程监督助理及质量监控体系研究与开发”06-08中油长城钻井有限责任公司项目：“钻修井现场信息管理和工程服务系统开发”04-07陕西省2009年重大科技创新项目：

“油田事故灾难应急救援系统平台建设”09-10

以钻井人的office为目标（理念），开发了系列有知识产权的软件产品。3、西安石油大学——钻井信息应用技术中心3、西安石油大学——3.1钻井信息管理与工程服务系统数据库管理模块：提供代码输入、记录复制和粘贴、自动联机计算、自动转换单位、自动绘图等功能，无需做任何手工计算而以最简捷、最合理的方式录入现场数据。完井报告模块：自动生成单井井史卡、班报、日报、钻井井史、钻头卡片等完井后井队所需上报的资料，并可以标准格式打印成册。3、西安石油大学——3.2钻井工程师助手工程计算模块3、西安石油大学——3.2钻井工程师助手事故与复杂模块3、西安石油大学——3.3钻井工程甲方监督助理系统监督写实质量评价监督管理3、西安石油大学——3.4海外版钻井信息管理系统3、西安石油大学——3.4海外版钻井信息管理系统（1）基于微软.net2005开发平台进行开发，最新的主流开发平台；（2）提供多语言支持（已有中文，英文，俄文）；（3）提供自动在线升级功能，免去了系统升级重新安装的麻烦；（4）提供数据的在线备份和恢复功能；（5）提供数据联网在线传输功能。3、西安石油大学——3.4海外版钻井信息管理系统3、西安石油大学——3.4海外版钻井信息管理系统3、西安石油大学——3.5钻井工程集成设计平台3、西安石油大学——3.5钻井工程集成设计平台风险实钻库人机交互界面1.风险因素分析6.数据获取与维护7.风险实例获取与维护8.风险防范措施2.单因素风险评估3.风险综合评价5.风险防范措施风险设计库实例库措施库4.辅助计算单因素评估计算综合评价计算…风险清单风险率和权重值检索防范措施检索相似实例获取新实例获取新措施风险防范控制措施3、西安石油大学——3.6钻井风险评估及风险控制系统3、西安石油大学——3.6钻井风险评估及风险控制系统3、西安石油大学——3.6钻井风险评估及风险控制系统地质模型轨迹模型靶区模型

3、西安石油大学——3.7地质导向钻井临境模拟与协同决策平台3、西安石油大学——3.8钻井事故灾难应急救援系统系统功能：事故实战指挥平时应急值守事故模拟演练日常安全培训系统总体结构：基于微软.net体系架构开发采用B/S结构由8大子系统组成3、西安石油大学——3.8钻井事故灾难应急救援系统火

灾

及

爆

炸

应

急

程

序3、西安石油大学——3.8钻井事故灾难应急救援系统硫

化

氢

防

护

应

急

程

序3、西安石油大学——3.9钻井手册字典3、西安石油大学——3.9钻井手册字典3、西安石油大学——3.10基于无线传感器网络的测试系统置放于监控室3、西安石油大学——3.10基于无线传感器网络的测试系统1-天车2-悬臂吊绳缆3-钻井大绳4-二层台5-游车6-顶驱7-井架8-方钻杆9-司钻偏房10-防喷器11-水箱12-电缆托盘13-发电机组14-储油罐15-电气控制房16-泥浆泵17-泥浆桶箱18-泥浆罐19-泥浆池20-离心器21-振动筛22-节流管汇23-管子坡道24-钻杆架25-蓄电池4、钻井软件发展规划——4.1规划方案4.1.1规划目标钻井软件发展规划的总目标是：初步建成总公司的钻井工程数据资源中心，统筹规划建设由钻井信息管理系统、钻井技术支持系统、集成钻井设计系统、钻井决策支持系统和钻井生产指挥系统组成的钻井工程软件集成平台

，建设钻井工程技术网站。

“一个中心、一个平台、一个网站”4、钻井软件发展规划——4.1规划方案4.1.2规划方案一个中心一个平台一个网站4、钻井软件发展规划——4.1规划方案4.1.2规划方案钻井数据中心：集团公司级的数据存储和分析中心钻井软件平台：

钻井信息管理系统：钻井信息管理系统（海内外）钻井监督助理系统钻井技术支持系统：钻井工程师助手、计算工具、钻井手册钻井集成设计系统：工程设计、钻井液设计、固井设计钻井决策支持系统：风险评估和控制、事故诊断、临境模拟钻井生产指挥系统：应急救援、远程指挥、实时监控钻井技术网站：信息交流和对外进行实力展示的信息网站4、钻井软件发展规划——4.2关键技术4.2.1统一数据源现场:静态数据：井史、完井报告动态数据：综合录井、随钻数据基地：钻井设计数据实例库、知识库、措施库统一的标准和格式，统一前台软件，统一的存储库（结构）4、钻井软件发展规划——4.2关键技术4.2.2一体化开发者的一体化用户的一体化系统运行环境的一体化（前台、后台）软件开发环境的一体化

软件系统的一体化（集成）4、钻井软件发展规划——4.2关键技术4.2.2一体化

用户的一体化1）Web服务器端：MicrosoftWindows2008企业版，