国外石油钻井软件的发展现状

张冬梅等国外石油钻井软件的发展现状113CRITICALSPEED临界转速分析利用有限单元分析和受力频率反映技术模拟和鉴定临界钻速及钻具中的高应力集中，该程序的灵活性高且适用范围广。利用临界转速分析的设计模式可帮助避免耗费巨大的钻具井下失效，利于分析失效的原因，以便在下一步钻井过程中避免钻具失效。114BHA底部钻具组合分析利用有限单元分析技术预测、模拟并分析各种旋转和导向钻具组合的钻井特性。这套软件是利用有限单元法来准确、完整地确定钻具组合的行为。115HYDRAULICSK力计算提供完整的循环系统分析、钻头水眼优选、压力损耗和抽吸激动压力计算；利用幂律、校正幂律、宾汉塑性、HERSCHELBULKLEY流体模式分析整个循环系统；根据压耗的分析计算出排量范围；计算井下马达压耗及旁通流量等。116SURGESWAB波动压力分析可动态模拟由于钻杆运动引起的井下波动压力；可为工程师提供最优的起下钻速度和钻井液密度，以避免起下钻和固井作业中发生井失控和地层损害问题。117WELLCONTROL井控计算预测最大流体侵入量，设计合适的套管程序以保证可承受最大压力，提供灵敏度分析和实际压井所需的技术支持。118CEMENT固井模拟对不同性能的多流体系统进行泵人模拟，对沿井眼的敏感点进行压力计算。在固井作业前对不同液体进行模拟，包括隔离液、前置液和水泥浆。11。9NOTEBOOK电子工程手册手册包括了几乎所有钻井工程手册中常见的计算和单位换算等，主要分为分析和计算两个部分。12COMPASS模块COMPASS应用软件能进行复杂井眼轨迹设计和分析，支持多目标水平井设计，数据编辑、数据输入及图形显示完全一体化。可观察到井眼轨迹动态变化；可根据特定的条件包括狗腿、连续增斜和扭方位剖面类型制定好计划，按计划进行施工；测量数据可以用工业标准方法进行输入和处理。该软件提供了井眼轨迹控制功能，用户可据此在早期轨迹设计及施工轨迹跟踪过程中发现问题，帮助现场决策，从而加快钻井速度，降低钻井成本L。121PLAN轨迹设计对于不同的井段都有许多曲线类型可供选择，曲线的选择主要是基于将狗腿定为常数或将造斜率或扭方位率定为常数。在给定的条件下，软件可为您提供不同的合理选择。对于井设计的不同阶段，使用者可以看到随数据变化图形的动态变化。122SURVEY测斜分析处理方法采用5种石油工业标准的计算模式最小曲率法、曲率半径法、平均角法、平衡正切法和正切法。测斜结果文件可以重新编辑、拼接、打印或分析，增强了从任意测点到靶点的预测功能。12_3ANTICOLLISION防碰扫描和最近距离计算防碰和最近距离计算功能提供了网状绘图、控制圆柱和打印输出最近距离扫描结果，最独特优点是可进行三维最近距离分析，并可以对图形进行任意放大缩小、旋转、预测、TVD断面检查和等距网状绘图。2DRILLINGOFFICE软件斯伦贝谢公司的钻井工程设计软件能够实现钻井工程设计的科学化和计算机化，用它可对世界范围内的钻井、完井作业进行管理、优化和干预，设计内容主要包括以下几个方面。21WELLDESIGN井眼轨迹设计模块具备常规二维和复杂三维井眼轨迹设计和误差椭圆分析能力，可进行多靶点的定向井和水平井设计；测斜数据处理方法包括6种最小曲率法、曲率半径法、平均角法、正切法、平衡正切法和MERCURY方法，全角变化率计算方法有两种LUBINSKIWILSON可供选择。22SURVEYEDITOR测斜计算该模块可对来自现场的测斜数据进行处理，计算垂深、水平位移、北距、东距、狗腿度、造斜率、方位改变率。23CLOSEAPPROACH防碰扫描模块可对多油田多平台同时进行扫描，具有多种扫描方式可供选择，提供多种不确定椭圆分析方法，2012年第3期石油科技论坛47具有井间接近警告提示功能，可选择井斜测量误差模式并对其进行再编辑，可同时考虑相邻平台的防碰扫描问题。24DRILIVIZ三维可视化显示钻井可视化显示系统可显示钻井轨迹和误差椭圆，可实时对地质模型进行修正，实现了当前井与邻井轨迹的三维显示，便于根据修改后的地质模型，快速修改井眼轨迹，提高钻井质量与中靶精度，在真三维状态下精确显示井间的相对位置及井与构造间的相对位置，根据需要可显示多层构造图。25BHA钻具与井简编辑模块采用流行的“拖一放”DRAGANDDROP方式，能够快速创建入井工具BHA和井眼几何形态设计方案。26DRILISAFE摩阻、扭矩、钻井趋势分析采用当前最好的钢杆、多摩阻系数模型，具有单点、多点分析计算功能，可模拟滑动、回转、倒划眼钻井施工，可计算钻具中的摩阻、扭矩、井壁接触力、钻具的前进趋势、钻头侧向力，对不同的BHA、钻井轨迹、井眼参数及其不同的组合进行对比分析，给出安全的钻井施工参数取值范围及系统允许使用的最大值。2。7HYDRAULICS_7力学分析数据水力学分析模块可计算任意深度的系统压力降及任意深度的当量循环钻井液密度，分析井眼的清洁状况，对钻头和马达参数进行优化，具有滑动棒功能，对不同的BHA、钻井轨迹、井眼参数及其不同组合进行对比分析，给出安全的钻井施工水利学参数取值范围。3PARADIGM软件PARADIGM帕拉代姆提供从钻井靶区选取、井网设计、单井钻井工程设计等基本的钻井应用到地质导向高级应用的一系列软件产品。PARADIGM的钻井应用软件包为WINDOWS平台下的应用程序，通过高效的功能整合，提供用户高效的工作效率和生产效率。PARADIGM钻井产品主要由以下两个基础产品组成1OPSLINK。WITSML数据传输服务应用程序，提供井场数据的实时传输功能。2SYSDRILL。为钻井施工分析和工程设计软件包，提供丰富强大的钻井工程设计功48石油科技论坛2012年第3期能和钻井过程中施工数据的分析处理。31OPSLINK实时数据传输PARADIGM的OPSLINK可以快速灵活地接收基于MWD、LWD和其他可以经由WITSML服务器转发的实时WITSML数据，使用户在钻井过程中可以做出快速可靠的决策，提高效率，降低钻井费用。32SYSDRILI钻井工程设计SYSDRILL是PARADIGM的钻井工程设计产品，提供丰富强大的钻井工程设计功能和钻井过程中施工数据的分析处理。SYSDRILL包含的功能模块主要有定向井设计、套管设计、钻井力学分析、钻井水力学分析、固井优化等。4DRILLNETDRILLNET是由美国PETRIS公司开发的高级钻井与完井工程框架软件。DRILLNET将多个世界级的MAURER软件功能集成到一个具有操作简单、界面直观的数据库系统中，使钻井工程变得比以前更加容易。DRILLNET独有的优势集中体现在稳健、高级的算法与输出结果上，这些都是MAURER公司的核心技术。DRILLNET软件可以完成复杂井眼轨道设计、井眼轨迹防碰设计、套管强度设计、井眼内扭矩及拉力计算、下套管计算、注水泥设计、复杂井眼钻具寿命计算、钻井水力学压力控制设计和井控设计等。5专业钻井软件随着特殊钻井工艺技术的出现，针对特殊工艺的专用分析软件随之产生。代表产品有欠平衡井设计与施工分析软件HUBS和地应力分析软件GMI等软件产品，均具有功能强大、计算精度高、运行稳定、可操作性强、兼容性好的优点。51HUBS软件由美国SIGNA公司开发的欠平衡井设计与施工分析软件HUBS用于计算压力和钻速、钻屑浓度的预测、循环排量的优化、不同多相流模型的分析、沿着流动通道的压力拟合、带有井下马达的欠平衡钻井设计、钻井液盖钻井设计等。HUBS软件可以对任何一种钻井流体进行欠平衡钻井的流体水力参数设计计算，其中包括气体、雾、泡沫、充气钻井液和常规钻井液。张冬梅等国外石油钻井软件的发展现状52DRILLBENCH软件DRILLBENCH软件是由SCANDPOWERPETROLEUMTECHNOLOGY公司和挪威国家石油研究院合作开发的，软件主要模块如表1所示。其中DYNAFLODRILL和STEADYFLODRILL模块具有欠平衡模拟和设计功能。53GMI软件GMI是GEOMECHANICSINTERNATIONALINC公司开发的软件产品，成功解决了井筒稳定性、储层出砂预测、裂缝渗透性分析、预防套损等多种复杂问题。其用户遍布全世界，几乎所有的国际石油公司都应用GMI技术解决其钻井、完井、石油开发决策等方面的问题。主要功能模块包括成像测井交互分析模块IMAGER、井径资料分析模块CALIPER、斜井应力和裂缝分析模块SFIB、钻井设计和井筒稳定性分析模块WELLCHECK、裂缝和断层渗透性分析MOHRFRACS。54DRILLWORKS软件DRILLWORKS软件可以准确预测地层压力、有效降低钻井成本、提高经济效益、优化井眼尺寸、优化钻井液和水力学、避免井涌和卡钻、减少地层伤害、延伸套管鞋深度、减少套管数目和保障施工安全。DRILLWORKS的所有模型只是针对欠压实机理下的地层压力计算，而对于其他成因的异常地层压力显得无能为力。55DECISI0NSPACE软件DECISIONSPACE是一个开放的高度集成的软件平台，实现模块化算法开发，数据在不同专业之间流动，知识流经不同的公司，真正实现一体化、可视化、智能化井位设计，支持远程通信与技术决策，彻底改变了传统方式。DECISIONSPACE软件功能特点如下1提供企业级数据管理。基于业内最为广泛使用的数据管理平台OPENWORKS而建立，从油藏到整个盆地，允许全公司范围内共享数据。2开创全新的协同工作模式。一维、二维、三维的多维工作空间一一曲线、剖面、底图和可视化多学科协同、研究成果实时更新、完全共享，团队协作大放异彩。3提升团队绩效。该软件被赋予了高科技、简单化，以及建模、成图自动化等特性，使之成为勘探开发利器，大幅提升了团队绩效。4快速评价、准确决策。5降低风险，提高回报率。6看法和建议目前，国内在管理、分析、共享和应用钻井工程信息资源方面的工作明显滞后，与国际钻井软件研发的先进水平相比，我国的钻井软件研发与国外的差距表1DRILLBENCH软件功能模块表序号名称功能全世界钻井界广泛接受的耦合温度和压力的全动态模拟软件，其优越性在设计和分析复杂井1PRESMOD超深井、大位移井、高温高压井等时尤为突出2KICK用于模拟分析井涌过程的动态井控设计分析软件3DVNAFLODRILL动态欠平衡钻井模拟设计软件4CEMCALC用于模拟和优化注水泥过程的动态固井设计分析软件钻井工程水力计算软件，应用于油田钻井作业，包括等效循环密度计算、参数敏感性分析、5HVDRAULICS激动抽吸分析和钻头水力参数优选等6WELLSITEKICK针对钻井工程现场使用而开发的井控设计软件7STEADYFLODRILL适用于非充气、充气和微泡沫欠平衡钻井的稳态软件设计8UBITTS用于欠平衡钻井人员培训的模拟软件拥有计算和分析钻台扭钜和大钩载荷、校核钻柱应力强度和预测钻柱的自锁点等多功能软件，9FRICTIONMASTER广泛应用于钻井、完井和井下作业过程中10CRITICAL应用于连续柔性管钻井设计摩阻分析软件2012年第3期石油科技论坛49呈逐年加大的趋势。随着钻井新工艺和新技术的发展，为满足钻井设计与施工的需要，我国不断被迫引进国外钻井软件产品，对国外钻井软件的依赖越来越重，这不仅严重制约了我国钻井工程技术水平的提高，而且还影响我国软件产业的发展。转变观念，加快我国钻井软件的发展步伐，开发出满足现场需要、具有自主知识产权的钻井软件产品已势在必行。根据上述信息资料，对我国钻井软件发展提出以下看法和建议。钻井工程软件的发展趋势是信息集成一体化、三维可视化和钻井智能化。信息集成一体化包括1设计与施工一体化，实现设计指导施工，设计方案又能根据实际施工状况进行动态调整；2基地与现场一体化，实现基地与现场之间信息的传输与共享，可以满足钻井工程的各种需求；3钻井工程与地震、地质、油藏等跨学科信息一体化，实现信息资源共享，钻井工程师、地震解释人员、地质学家和油藏工程师可以借助软件进行协同设计与施工；4钻井工程软件与硬件设备一体化，实现软件拓宽硬件功能，硬件强化软件能力。在三维可视化方面，建立井下环境的三维虚拟空间，直观显示钻井工程与地震、地质、油藏等多学科信息，为不同专业领域人员之间的协同设计与施工提供人机交互的虚拟环境。钻井智能化包括钻井人工智能技术、跨领域钻井、地质、地球物理、测井、岩石等多源信息数据、文本、图像等融合技术及自动化设计、施工与决策技术等【参考文献】1】华远信，张桂强，朱伟鸿，等COMPASS、WELLPLAN软件在钻井设计和施工中的应用【I西南石油学院学报，2004，261【2李大伟对中石油专业应用软件的现状分析与发展思考U1石油工业计算机应用，2008，4【3】李大伟，刘海英关于石油工业软件工程化的思考U1勘探家，2000，51【4J张冬梅，周英操，赵庆，等ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件U】石油科技论坛，2012，311收稿日期2OL11031改回日期20120210O上接第41页4结语油田开发工程的发展，需要改变过去对油田开发效果单一评价及筛选指标凭经验的状况，而要从系统论的整体性出发进行综合评价。综合评价体系的基