郭 陽，王舒遲

（中國石油川慶鉆探工程有限公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院信息處理中心，四川 成都 610056）

引言

鉆井工程是獲取石油、天然氣等油氣礦藏的主要途徑，其分為鉆前工程、鉆進(jìn)工程和完井工程。鉆進(jìn)工程是以鉆井隊(duì)為主體，鉆井服務(wù)隊(duì)伍為輔助通過鉆進(jìn)手段實(shí)現(xiàn)油氣通道建立的手段。在鉆進(jìn)工程中，鉆井作業(yè)在石油鉆進(jìn)工程中屬于其核心業(yè)務(wù)，在油氣田開發(fā)行業(yè)中常常作為主營業(yè)務(wù)體現(xiàn)。在石油行業(yè)中，普遍以甲乙方的形式來區(qū)分油氣田開發(fā)方和油氣田作業(yè)方[1]，鉆井工程隸屬于油氣田作業(yè)方，鉆井作業(yè)則屬于油氣田作業(yè)方的作業(yè)主體，而鉆井液服務(wù)和錄井服務(wù)等一系列鉆井服務(wù)則是服務(wù)于鉆井作業(yè)主體的核心鉆井服務(wù)。

隨著石油行業(yè)的逐年發(fā)展，各類鉆井服務(wù)行業(yè)也隨之衍生而來，鉆井服務(wù)特指為鉆井作業(yè)服務(wù)的一系列輔助作業(yè)手段，以錄井服務(wù)、鉆井液服務(wù)、欠平衡服務(wù)、定向服務(wù)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向服務(wù)等鉆井服務(wù)為典型代表。但是由于地質(zhì)信息的多樣性，并非所有的鉆井作業(yè)均需要所有的鉆井服務(wù)參與或者并非所有的鉆井服務(wù)行業(yè)均在石油鉆進(jìn)工程中全過程體現(xiàn)，而錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)則是出現(xiàn)于所有的石油鉆進(jìn)工程中且全過程體現(xiàn)，因此又可以將這兩類服務(wù)統(tǒng)稱為核心鉆井服務(wù)。

為了應(yīng)對(duì)在石油鉆進(jìn)工程中會(huì)出現(xiàn)的高溫高壓高礦化度等復(fù)雜鉆進(jìn)需要[2]，鉆井液服務(wù)應(yīng)需而生，其可以有效地發(fā)揮控制地層壓力、保護(hù)油氣層和鉆井液循環(huán)等重要功能，為鉆井作業(yè)保駕護(hù)航。隨著石油鉆井體系和鉆井液體系的愈發(fā)復(fù)雜，大量的學(xué)者和公司開始進(jìn)行數(shù)字化鉆井液服務(wù)，以鉆井液實(shí)時(shí)監(jiān)測、鉆井液智能操控等系統(tǒng)[3]作為典型代表開展鉆井液信息化改革建設(shè)。由于地層信息的多樣性和不確定性，導(dǎo)致在石油鉆井作業(yè)過程中會(huì)出現(xiàn)一系列的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)，而錄井服務(wù)則是以各類地層信息為基底，及時(shí)識(shí)別地層巖性[4]等重要鉆進(jìn)輔助信息，保障了鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。隨著巖體成像技術(shù)和井位測量技術(shù)[5]等信息化錄井技術(shù)的發(fā)展，錄井服務(wù)的信息化建設(shè)也迫在眉睫。

隨著石油行業(yè)信息化改革的開始，川慶鉆探工程有限公司自2010 年起正式上線ERP 系統(tǒng)[6]以響應(yīng)集團(tuán)公司的信息化建設(shè)策略，并同步在其公司內(nèi)部開展信息化改革，以鉆井作業(yè)為主體，各類鉆井服務(wù)作業(yè)為輔助來完成信息化建設(shè)的改革目標(biāo)。

川慶鉆探工程有限公司是以鉆井作業(yè)為主體的油氣田作業(yè)方單位，其下屬有大量的鉆井服務(wù)業(yè)務(wù)，而鉆井液服務(wù)和錄井服務(wù)則是其核心鉆井服務(wù)業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)而言，川慶鉆探工程有限公司的鉆井液服務(wù)和錄井服務(wù)是分別獨(dú)立的作業(yè)單位，各服務(wù)方以其獨(dú)立的紙質(zhì)鉆井液安全施工設(shè)計(jì)和錄井地層地質(zhì)設(shè)計(jì)為鉆井作業(yè)提供服務(wù)。但是鉆井液安全施工設(shè)計(jì)和錄井地層地質(zhì)設(shè)計(jì)存在著大量的相同信息交叉，例如：井深、層位、地層孔隙壓力等信息，同時(shí)又分別擁有其特色服務(wù)信息。例如：錄井要求、鉆井液密度等信息，那么將相同的信息進(jìn)行整合，特色信息進(jìn)行區(qū)分的集成性系統(tǒng)的出現(xiàn)則尤為重要。為了一線作業(yè)的便捷性，系統(tǒng)同時(shí)提供了基于井深或?qū)游坏鹊貙有畔⑦M(jìn)行快速查找核心鉆井服務(wù)信息的功能，大大提升和改善了一線石油勘探開發(fā)作業(yè)的效率。

1 系統(tǒng)構(gòu)架及應(yīng)用場景

地層信息是石油鉆進(jìn)工程中的主要參考依據(jù)之一，基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)以層位或井深等地層信息為依據(jù)，為鉆井作業(yè)施工方提供了以基礎(chǔ)鉆井信息為基礎(chǔ)，包含：井深、設(shè)計(jì)層厚、套管結(jié)構(gòu)、鉆具結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)鉆井信息。輔以特色錄井信息和鉆井液信息，包含：巖性、取心井段和錄井要求等錄井特色信息和鉆井液密度、鉆井液體系、精細(xì)化控壓鉆井液服務(wù)等鉆井液特色信息。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)初始來源于錄井地層地質(zhì)設(shè)計(jì)和鉆井液安全施工設(shè)計(jì)，但錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)都是以獨(dú)立的主體存在于鉆井施工現(xiàn)場，其數(shù)據(jù)往往不能做到及時(shí)的共享，但是在石油鉆進(jìn)工程作業(yè)中，其往往需要兩部分核心鉆井服務(wù)共享的數(shù)據(jù)才能保證進(jìn)行鉆井作業(yè)的順利施工進(jìn)行。同時(shí)，錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)往往會(huì)提供大量的相同數(shù)據(jù)，而相同數(shù)據(jù)的比重一般而言遠(yuǎn)大于特色服務(wù)數(shù)據(jù)的占比，大量的重復(fù)冗余數(shù)據(jù)也給鉆井一線作業(yè)人員帶來一定的麻煩?；诘貙有畔⒌暮诵你@井服務(wù)追蹤系統(tǒng)集成了錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和特色數(shù)據(jù)，并且能夠通過地層信息及時(shí)對(duì)應(yīng)到所需地層的鉆井服務(wù)信息，以信息化的形式提升了鉆井作業(yè)的效率。

2 數(shù)據(jù)庫框架及實(shí)現(xiàn)思路

基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以MYSQL 為實(shí)現(xiàn)手段，其總共包含三類核心鉆井服務(wù)數(shù)據(jù)，其中，以核心鉆井液服務(wù)表為基底，通過表id進(jìn)行表數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，共包含錄井信息表、基礎(chǔ)信息表、鉆井液表三個(gè)鉆井服務(wù)信息表，而三個(gè)鉆井服務(wù)表也通過表id 與其下屬表完成表關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖1 所示。

其中，錄井信息表里包含巖性表、取心井段表和錄井要求表，以其各表的表id 與錄井信息表相關(guān)聯(lián)；基礎(chǔ)信息表包含井狀表、鉆具結(jié)構(gòu)表、地層孔隙壓力表、油氣水漏及鄰井資料表和故障提示表，以其各表的表id 與基礎(chǔ)信息表相關(guān)聯(lián)；鉆井液表包含鉆井液信息表和精細(xì)化控壓表，以其各表的表id 與鉆井液表相關(guān)聯(lián)。

2.1 基礎(chǔ)信息表

基礎(chǔ)信息表是基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)的基礎(chǔ)鉆井信息存儲(chǔ)空間，其將鉆井液服務(wù)和錄井服務(wù)中的鉆井基礎(chǔ)信息進(jìn)行集合，包含井深、層位、設(shè)計(jì)厚度等基礎(chǔ)井信息，而這些基礎(chǔ)的鉆井信息則是進(jìn)行錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)的基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)信息表通過MYSQL 提供的SELECT 功能首先讀取井狀表中的所有信息，隨后依托于INNER JOIN 功能將井狀表和基礎(chǔ)信息表通過井狀表id 進(jìn)行關(guān)聯(lián)；在對(duì)基礎(chǔ)信息表關(guān)聯(lián)完成后，通過INNER JOIN 功能進(jìn)而對(duì)鉆具結(jié)構(gòu)表、地層孔隙壓力表、油氣水漏及鄰井資料表和故障提示表通過其表id 與基礎(chǔ)信息表進(jìn)行關(guān)聯(lián)；待各表關(guān)聯(lián)完成后，在對(duì)鉆具結(jié)構(gòu)表、地層孔隙壓力表、油氣水漏及鄰井資料表和故障提示表中所需要信息進(jìn)行查詢，以完成基礎(chǔ)信息表的所需信息查詢功能。

2.2 錄井信息表

錄井信息表是基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)的錄井信息存儲(chǔ)空間，其將錄井服務(wù)的特色信息進(jìn)行存儲(chǔ)，包含巖性綜述、取心井段和錄井要求等基礎(chǔ)錄井信息，而這些基礎(chǔ)的特色錄井信息為鉆井作業(yè)提供了重要的地質(zhì)信息參考。

錄井信息表通過MYSQL 提供的SELECT 功能首先讀取巖性表中的所有信息，隨后依托于INNER JOIN 功能將巖性表和錄井信息表通過巖性表id 進(jìn)行關(guān)聯(lián)；在對(duì)錄井信息表關(guān)聯(lián)完成后，通過INNER JOIN功能進(jìn)而對(duì)取心井段表和錄井要求表通過其表id 與錄井信息表進(jìn)行關(guān)聯(lián)；待各表關(guān)聯(lián)完成后，在對(duì)取心井段表和錄井要求表中所需要信息進(jìn)行查詢，以完成錄井信息表的所需信息查詢功能。但是由于單獨(dú)的錄井信息并沒有任何工程意義，所以在錄井信息表中加入了層位數(shù)據(jù)使得其錄井?dāng)?shù)據(jù)具有工程意義，則需要通過INNER JOIN 功能將錄井信息表與核心鉆井服務(wù)表通過錄井信息表id 進(jìn)行關(guān)聯(lián)；在與核心鉆井服務(wù)表關(guān)聯(lián)完成后，在逐級(jí)通過INNER JOIN 功能完成對(duì)基礎(chǔ)信息表和井狀表的關(guān)聯(lián)；進(jìn)而通過SELECT 功能實(shí)現(xiàn)層位的讀取，在讀取完成錄井信息表所有數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)信息表的層位數(shù)據(jù)后，即可完成錄井信息表的數(shù)據(jù)查詢功能。

2.3 鉆井液表

鉆井液表是基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)的鉆井液資料存儲(chǔ)空間，其將鉆井液服務(wù)的特色信息進(jìn)行存儲(chǔ)，包含鉆井液密度、鉆井液體系和是否需要精細(xì)化控壓輔助等基礎(chǔ)鉆井液信息，而這些基礎(chǔ)的特色鉆井液信息為鉆井作業(yè)提供了重要的鉆井液信息參考。

鉆井液表通過MYSQL 提供的SELECT 功能首先讀取鉆井液信息表中的所有信息，隨后依托于INNER JOIN 功能將鉆井液信息表和鉆井液表通過鉆井液信息表id 進(jìn)行關(guān)聯(lián)；在對(duì)鉆井液表關(guān)聯(lián)完成后，在對(duì)精細(xì)化控壓表通過其表id 與鉆井液表進(jìn)行關(guān)聯(lián)，待關(guān)聯(lián)完成后；在對(duì)鉆井液表中所需要的信息進(jìn)行查詢，以完成鉆井液信息的所需信息查詢功能。但是由于單獨(dú)的鉆井液信息并沒有任何工程意義，所以在鉆井液信息表中加入了層位數(shù)據(jù)使得其鉆井液數(shù)據(jù)具有工程意義，則需要通過INNER JOIN 功能將鉆井液表與核心鉆井服務(wù)表通過鉆井液表id 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在與核心鉆井服務(wù)表關(guān)聯(lián)完成后。在逐級(jí)通過INNER JOIN 功能完成對(duì)基礎(chǔ)信息表和井狀表的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而通過SELECT 功能實(shí)現(xiàn)層位的讀取，在讀取完成鉆井液表所有數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)信息表的層位數(shù)據(jù)后，即可完成鉆井液表的數(shù)據(jù)查詢功能。

2.4 核心鉆井服務(wù)表

核心鉆井液服務(wù)表是基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)的主體，其包含了所有的核心鉆井服務(wù)信息，包括基礎(chǔ)信息表、錄井信息表和鉆井液表在內(nèi)，以一個(gè)整體的形式將所有的核心鉆井服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，為鉆井作業(yè)提供了集成性的數(shù)據(jù)參考。

核心鉆井服務(wù)表通過MYSQL 提供的SELECT 功能首先讀取了井狀表中的所有信息，隨后依托于INNER JOIN 功能將井狀表和基礎(chǔ)信息表通過井狀表id進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在對(duì)基礎(chǔ)信息表關(guān)聯(lián)完成后。通過INNER JOIN 功能進(jìn)而對(duì)鉆具結(jié)構(gòu)表、地層孔隙壓力表、油氣水漏及鄰井資料表和故障提示表通過其表id 與基礎(chǔ)信息表進(jìn)行關(guān)聯(lián)。隨后通過INNER JOIN 功能將基礎(chǔ)信息表與核心鉆井服務(wù)表通過基礎(chǔ)信息表id 相關(guān)聯(lián)，在與核心鉆井服務(wù)表關(guān)聯(lián)完成后，在逐級(jí)通過INNER JOIN 功能完成對(duì)錄井信息表和鉆井液表的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而通過SELECT 功能實(shí)現(xiàn)錄井信息表和鉆井液表中的所需數(shù)據(jù)讀取，在讀取完成基礎(chǔ)信息表、錄井信息表和鉆井液表三表數(shù)據(jù)后，即可完成核心鉆井服務(wù)表數(shù)據(jù)查詢功能。

3 功能模塊及應(yīng)用設(shè)計(jì)

基于地層信息的基于地層信息的核心鉆井服務(wù)追蹤系統(tǒng)總共提供三種功能模塊，其一是對(duì)核心鉆井服務(wù)信息的查詢功能，其二是基于層位信息對(duì)核心鉆井信息的特定層位信息查詢，其三則是基于井深信息對(duì)核心鉆井信息的特定井深信息查詢。

3.1 核心鉆井服務(wù)信息查詢功能模塊

核心鉆井服務(wù)信息查詢功能模塊調(diào)用了基礎(chǔ)信息表、錄井信息表和鉆井液表三表數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，以一種集成的形式將所有的鉆井信息數(shù)據(jù)提供給作業(yè)人員，例如：層位、井深、錄井要求、鉆井液密度和地層孔隙壓力等。

以川慶鉆探工程有限公司德探1 井?dāng)?shù)據(jù)為例，系統(tǒng)基于企業(yè)報(bào)表平臺(tái)BI 工具，將預(yù)先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，以電子表格的形式將數(shù)據(jù)顯示，如圖2 所示。

其中，核心鉆井服務(wù)信息查詢功能模塊利用企業(yè)報(bào)表平臺(tái)BI 工具所提供的超鏈接功能實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)信息表、錄井信息表、鉆井液表的單獨(dú)數(shù)據(jù)查看模塊，通過點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的表名，例如基礎(chǔ)信息表，即可進(jìn)入基礎(chǔ)信息表的所有數(shù)據(jù)展示頁面。

3.2 基于層位信息的核心鉆井服務(wù)功能模塊

基于層位信息的核心鉆井服務(wù)功能模塊調(diào)用了基礎(chǔ)信息表、錄井信息表和鉆井液表三表數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，以層位為篩選點(diǎn)，通過便捷的點(diǎn)擊想要查看地層的核心鉆井服務(wù)信息，即可完成特定地層核心鉆井服務(wù)信息的查詢功能。

以川慶鉆探工程有限公司德探1 井?dāng)?shù)據(jù)為例，系統(tǒng)基于企業(yè)報(bào)表平臺(tái)BI 工具，將預(yù)先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，以電子表格的形式將數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)選擇層位為天馬山組時(shí)，天馬山組的所有核心鉆井服務(wù)信息將對(duì)應(yīng)顯示，如圖3 所示。

其中，利用MYSQL 數(shù)據(jù)庫提供的where 篩選功能，當(dāng)所選擇的層位和數(shù)據(jù)庫中的層位相對(duì)應(yīng)時(shí)，即可完成對(duì)應(yīng)層位數(shù)據(jù)的顯示，例如：天馬山組=天馬山組，系統(tǒng)則判斷顯示天馬山組的數(shù)據(jù)。

3.3 基于井深信息的核心鉆井服務(wù)功能模塊

基于井深信息的核心鉆井服務(wù)功能模塊調(diào)用了基礎(chǔ)信息表、錄井信息表和鉆井液表三表數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，以井深為篩選點(diǎn)，通過手動(dòng)輸入想要查詢的井深數(shù)據(jù)以找到想要查看井深的核心鉆井服務(wù)信息，即可完成特定井深核心鉆井服務(wù)信息的查詢功能。

以川慶鉆探工程有限公司德探1 井?dāng)?shù)據(jù)為例，系統(tǒng)基于企業(yè)報(bào)表平臺(tái)BI 工具，將預(yù)先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，以電子表格的形式將數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)輸入井深為66 m 時(shí)，遂寧組的所有核心鉆井服務(wù)信息將對(duì)應(yīng)顯示，如圖4 所示。

其中，利用MYSQL 數(shù)據(jù)庫提供的where 篩選功能，當(dāng)所輸入的井深信息處于判斷邊界時(shí)，即可完成對(duì)應(yīng)井深數(shù)據(jù)的顯示，例如，當(dāng)輸入井深為66 m 時(shí)，由于井深66 m 大于50 m（天馬山組）且小于90 m（遂寧組）的判斷邊界線，即可認(rèn)定此時(shí)處于遂寧組，系統(tǒng)則判斷顯示遂寧組的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

在石油鉆進(jìn)工程的施工作業(yè)中，其作業(yè)主體為鉆井作業(yè)，鉆井作業(yè)往往伴隨著一系列的鉆井服務(wù)作業(yè)，以錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)為典型代表，傳統(tǒng)的錄井服務(wù)和鉆井液服務(wù)以紙質(zhì)錄井地層地質(zhì)設(shè)計(jì)和鉆井液安全施工設(shè)計(jì)獨(dú)立存在于鉆井作業(yè)現(xiàn)場，給一線作業(yè)員工帶來了極大的不便?；诘貙有畔⒌暮诵你@井服務(wù)追蹤系統(tǒng)將傳統(tǒng)的信息數(shù)字化，將分割的信息集成化，以層位和井深等地層信息為基準(zhǔn)，便捷的方便一線作業(yè)人員快速定位所需核心鉆井服務(wù)信息。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)大大地改善了核心鉆井服務(wù)的效率，為川慶鉆探工程有限公司及石油行業(yè)信息化建設(shè)做出了一定的貢獻(xiàn)。