骆新颖?谢寅溥?陶俊亦
摘要:地质工程一体化涵盖了地质、物探、钻井、录井等专业领域,涉及海量不同类型的数据。通过集成相关成熟应用模块与研发升级配套功能,初步构建地质工程一体化的数据湖和协同办公平台,形成统一的数据存储及模型标准及数据访问接口,实现各钻探井场数据、图件实时动态浏览、报表自动统计生成、成果共享、数据互通互用、成果结合应用等内容,后方全面覆盖各钻探、各地区重点探井及水平井地质导向动态,具备远程跟踪支持与多专业相结合的指挥决策能力,进一步促进工程地质一体化理念有形化。
关键词:地质;工程;一体化
一、前言
目前部分钻探公司拥有独立自研的地质导向系统,可以满足页岩气水平井开采的基本需求。但是由于页岩气开发的地域限制,分布区域较为集中,在同一区块往往存在多个服务单位进行勘探开发。各服务单位间也普遍存在专业软件类型众多且不兼容、测量数据不一致、随钻过程中决策样式多、归档资料不统一等问题[1]。因此,开发一套地质工程一体化导向系统迫在眉睫,该平台系统集数据填报、轨迹预测、单井综合、三维轨迹、多井对比等功能为一体,实现远程导向理念与多专业相结合的指挥决策能力,降低了因地质目标不确定而带来的钻探风险,为水平井钻井过程提供地质导向支持,体现前后方一体化、甲乙方一体化的技术理念。
二、系统建设原则
通过导向技术调研与发展分析,考虑服务对象的差异性,为满足导向工作特点,同时考虑系统的先进性、通用性、独特性,确定系统建设全部以B/S端为最终目标,打造真正的“多专业交互”导向工作平台[2]。
1.工程技术应用要服从地质条件需求,地面工艺设施要服从地下油藏特征。
2.不搞重复建设。充分利用油田现有数据库资源(基础库、成果库),充分利用已有的信息化建设成果和已有的成熟专业化软件[3]。
3.平台友好。要求做到界面友好、结构友好、数据交换友好、软件挂接友好。
4.可扩展。研究工区可扩展、专业接口可扩展、应用软件可扩展、核心参数项可扩展。
5.灵活介入。在油气藏勘探开发的任何时间节点,都可以随时介入,快速融合。
6.工程地质一体化工作平台建设过程中,充分集成应用一些油田习惯使用的、成熟的、先进的软件和技术,结合过往使用过程中发现的问题和不足,开展针对性的二次开发,进一步提高工作效率和质量。
三、建立地质导向数据模型标准及数据访问接口
明确了建设框架,Web应用开发采用“HTML5 + vue + element-ui + jquery + zrender + echart+ canvas”的形式,Net Core WebAPI开发采用“ SqlSugar + log4net + autofac + swagger”形式,采用IIS部署发布。完成6个主要数据表的接口研发工作,满足数据服务、应用服务的正常运行,具体方法如下:
1.扩充和完善现有地质导向模型,建立地质导向结构化和非结构化数据模型。
2.各录井公司对自己现有的软件进行修改,并对自己地质导向软件模型(随钻跟踪模型、多井对比模板)按照标准进行修改、保存、上传。
3.各录井公司需修改自己专业结构化数据和系统中数据模型及数据保持一致。
4.采用统一的数据接口和对外服务接口,方便各类专业软件接入,见图1。
四、系统功能介绍
为符合既满足现场导向应用,同时满足后方管理应用的双预期目标,通过统一的底层数据来源,实现地质导向数据图件共享与导向任务发布、跟踪全过程跟踪管理的目的。基于此,设计形成系统界面与功能按钮流程逻辑。地质工程一体化导向系统1.0包括“数据填报、地质建模、轨迹预测、单井综合、三维轨迹、多井对比”。
(一)数据填报模块
该模块主要是导向工作各类数据表的录入与查询,具体包括导向日报、井基础数据、LWD数据、解释成果数据、特殊数据、岩屑岩心数据、钻井地质数据、井眼轨迹调整,数据可通过模板文件形式进行填报上传,见图2。
在井号搜索下面,为搜索井的导向日报列表,主要展示了各导向井的导向日报基本情况。可一目了然查询到任务名、井号、日期、测斜井深、设计垂深、设计A点坐标、设计B点坐标、A点坐标、B点坐标、设计井深、当前垂深、施工阶段、设计层位、当前层位、设计水平段长、实际水平段等信息。
(二)井眼轨迹计算模块
井眼轨迹计算与预测模块开发根据随钻测斜数据(曲率半径法、最小曲率法)对轨迹进行实时计算获取当前井眼轨迹数据,并能对井斜数据插值计算及预测,对造斜段提供轨迹设计及预测展示功能。用户登录EISS地质导向应用系统后,可点击“轨迹预测”模块,输入井深、井斜角、方位角,点击“计算”,可计算出包括各点的垂深、闭合方位、闭合距、视平移、水平位移、狗腿度、东坐标、北坐标、大地坐标计算等,见图3。
(三)单井综合图
该模块包括岩屑录井图、元素录井图等单井图形的研发与基础,实现Web端的数据样式自定义设置,自定义曲线及比列尺展示,剖面符号自定义绘制添加、删除和修改岩性符号实现RESFORM的填充方式矢量放缩功能图道及曲线的拖拉拽放功能灵活满足不同预设模板的工作需要,提高快速成图的线上应用工作效率,见图4。
(四)多井对比模块
多井对比模块主要是利用多口井数据库中的综合录井资料、特殊录井资料与测井资料通过该系统从横向、纵向以及根据现场实际情况录入切片方位,正确选择倾斜方向、相切方位,从而通过后台计算获得地层真厚度计算值与地层倾角的计算值进行多功能对比,能直观了解熟悉邻井岩性、分层、油气水等成果性特征,从而实现了及时掌握本井钻遇地层实时情况。该模块提供连井剖面功能,通过现场采集数据,以多井垂深对比图为主要形式,用户可以根据自己需求生成连井剖面功能,判断分析当前钻遇层位,计算当前地层倾角,进而预测当前情况下的着陆点深度。基于上覆标志层的逐层卡取,逼近控制,不断提高着陆点预测精度。支持不同分层类型、不同深度维度、不同对齐方式的多井对比,支持模板定制化,实现对多井进行层位、岩性、剖面图道的展示和分析,系统支持多井同时进行新增对比层查看对比,用户可以根据实际需求动态添加对比层,对比层能实现相互之间首尾连接,更直观、一目了然。
(五)三维轨迹模块
数据库中存储有丰富的井筒工程数据资源,包含测斜数据、井眼轨迹等全部钻井工程数据,结合实钻数据,将井斜、方位几何学因素,在实际钻井控制过程中结合了地质、工程等因素综合判断,通过计算从当前井底预测待钻井眼轨迹是否能够中靶,系统自动提取一体化数据库内井眼轨迹数据(包括勾选的邻井和本井),计算生成三维井眼轨迹图。鼠标滚轮可以整体放大缩小生成的三维图,按住鼠标左键移动鼠标可以旋转三维图,方便从不同角度直观观察各个井眼轨迹状态。
(六)单井查询
用户点击地质导向数据发布与管理系统界面中的单井查询,会打开地质导向单井查询界面。
1.查询条件
用户在左侧查询条件区域,按照提示,自定义施工起始日期、施工结束日期、选择是否正钻井或完成井、选择钻井公司及业主单位等限制条件查找目标井。
2.单井数据
输入搜索条件后,用户点击“查询”按钮,在单井数据区域出现对应的单井列表。点击井号前面的“+”后,展开单井数据列表,主要内容包括“导向日报”“井基本数据”“LWD数据”“解释成果数据”“特殊录井数据”“岩屑岩心数据”“钻井地质数据”和“井眼轨迹调整”等模块。
3.导向日报
用户点击导向日报按钮后,在右边的主界面展示当前井的导向日报。单井导向日报由日期选择及导向日报两部分构成。选择日期进入当日的导向日报查询,通过查看导向日报,可以详细了解地质导向井现场所填写的日报信息。
4.井基础数据
用户点击井基础数据前面的“+”,展开井基础数据列表。单井基础数据由井基本数据、任务基础数据和地层分层数据三部分构成。井基本数据详细显示当前井的井基本数据,可以了解当前井的如区块信息、地理位置、构造位置、坐标信息、相对井位置等信息。
5.LWD数据
用户点击LWD数据前面的“+”,展开LWD数据列表,主要包括LWD数据、LWD井斜数据、随钻深度数据、随钻迟到数据、导向模型数据、成像数据等子数据。LWD数据展示当前井的详细LWD数据,包括状态、井深、垂深、钻头位置、伽马深度、伽马垂深、平均伽马等。LWD井斜数据展示当前井LWD井斜详细数据,包括井筒名、序号、井深、垂深、井斜角、方位角、闭合方位、闭合距、水平位移、视平移、狗腿度、北坐标、东坐标、轨迹类型、备注等数据。随钻深度数据展示当前井随钻深度数据,包括井筒名、井深、钻头位置、迟到井深、大钩高度、钻时、微钻时、转速、立压、套压、钻压、扭矩、排量等数据。随钻迟到数据显示随钻气测值及部分钻井液性能信息,包括井筒名、井深、迟到井深、全烃、C1、C2、C3、IC4、NC4、IC5、NC5、密度、黏度、氯离子等数据。导向模型数据显示导向模型的详细数据。成像数据显示数据模型成像数据,包括井筒号、密度深度、密度垂深、方位密度、伽玛深度等数据。
6.解释成果数据
解释成果数据由岩性解释数据、测井解释数据、单项解释数据三部分构成。用户点击解释成果数据前面的“+”,展开解释成果数据列表。岩性解释数据主要为分段岩性描述信息,包括归位顶深、归位底深、颜色、含油级别、岩石名称、岩性综述、提交人、审核人等内容。测井解释数据主要包含层位、开始井深、结束井深、厚度、有效厚度等信息。单项解释数据包含解释项目、层位、解释顶井深、解释低井深、解释层位、提交人、审核人等信息。
五、系统应用情况
地质工程导向系统1.0上线运行以来充分考虑了不同地区、不同井场的现场钻、录、测参数种类差异特点,通过平台在线自定义编辑,完善升级录井数据共享与资料处理功能,实现了针对不同地区标准的多专业数据快速调用与灵活成图分析应用的需要,已初步推广应用,累计覆盖10口井,系统稳定,储层箱体钻遇率达95%以上,实现降本增效的目标。同时,为地质导向中心提供远程技术决策支持,应用效果良好。
六、结语
地质工程一体化导向系统1.0根据应用数据类型与功能模块需求,拓充完善现有EISS数据库,建立结构化和非结构化数据模型,实现统一存储,为前端应用调取提供基础条件,推动了多方共同交互式远程导向目标的开展,将地质导向中随钻测井技术、工程应用软件与地质导向师紧密结合,优化了水平井井眼轨迹在储层中的位置,将井轨迹置于“地质+工程”甜点之内,在高质量地实现地质目标的同时,提高钻完井施工的整体时效,达到既满足地质导向跟踪应用,又满足后方导向管理应用的双重目的。
参考文献
[1]周丽丽.水平井井场数据一体化协同工作平台.录井工程,2019,30(1):82-87.
[2]赵彬凌.水平井综合录井地质导向系统及应用.钻采工艺,2008,31(6):45-46+97.
[3]李琪,张绍槐,郭建明,等.油气钻井智能信息综合集成系统[J].天然气工业,1997(02):64-67+10.