中國石化2009年油田企業自主知識產權軟件成果交流會鉆井系列軟件編寫人：李玉劉勇張紅娥張文勝苗鋒審核人：孫正義勝利油田分公司二。。九年十一月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、前言1\o"CurrentDocument"二、背景介紹2\o"CurrentDocument"IDDS2\o"CurrentDocument"DWPSS3\o"CurrentDocument"三、主要功能4\o"CurrentDocument"3.1系統架構4IDDS軟件功能簡介63.3功能提升10\o"CurrentDocument"四、應用效果174.1勝利分公司應用效果184.2華東分公司應用效果254.3江蘇分公司應用效果264.4江漢分公司應用效果28\o"CurrentDocument"4.5推廣應用過程取得的經驗31\o"CurrentDocument"五、發展前景33一、前言鉆井系列軟件包括鉆井工程設計一體化系統V3.0（簡稱：IDDS3.0）和特殊工藝井軌道設計及實鉆軌跡監測系統V3.0（簡稱：DWPSS3.0），是具有中國石化自主知識產權的鉆井設計與軌道監測軟件，自2004年已在中國石化油田企業推廣應用9000口井，并取得了非常好的應用效果。為進一步推進軟件的應用，2008-2009年對鉆井系列軟件的功能進行了提升、完善，2009年04月通過了總部有關部門組織的專家評審。2009年6月18日-20日舉辦DWPSS3.0應用培訓班，中石化各采油廠有42人參加了培訓。2009年6月29日-7月5日舉辦IDDS3.0應用培訓班，中石化各分子公司的設計部門有30人參加了培訓。這兩個培訓班在完成培訓任務后，都對學員進行了考試，各學員成績優異，達到了預期的培訓效果。2009年8月17日-19日在貴州召開了鉆井工程系列軟件應用交流會，參會人員與單位有信息系統管理部，油田勘探開發事業部，勝利、中原、河南、江漢、江蘇等油田企業，西北、西南、華北、華東、東北、上海海洋等分公司及工程技術研究院，總人數近60人。下一步將繼續進行系統的推廣工作，推廣過程中對用戶進行定期回訪，對用戶提出的問題與建議及時反饋。二、背景介紹2.1IDDS在油田的勘探開發工程中，鉆井是一個中間環節，鉆井工程設計的優化目標應以提高油田勘探、開發的總體效益為目標函數，在此基礎上優化工藝方案設計。目前，國內外的鉆井工程設計軟件均以鉆井工程的單一內容進行設計，缺乏系統優化的過程。為提高勘探開發的總體效益，鉆井發展的趨勢呈現以下發展趨勢：一是向“橫”的方向發展，即運用定向井、叢式井、水平井、大位移井技術。目前定向井占到設計井總數的50%以上，叢式井從普通定向井發展到水平井，大位移定向井、水平井也得到大規模的應用。二是向“深”的方向發展，井深大于3500m的探井由2005年的7.38%上升到2008年上半年的38.46%。三是向“小”的方向發展，小井眼是鉆井向“快”和“省”方向發展的重要措施，當小井眼能夠滿足勘探和開發的要求時，它無疑是一種好辦法。正是由于小井眼鉆井節約了套管成本、破巖成本、動力成本和運輸成本，它一般可節約成本35?50%，邊遠和運輸困難的地區可能節約50?75%的投資。目前在淺層中推廣應用小井眼鉆井技術，同時利用老井側鉆實現油田剩余油的有效開發。四是向“巧”的方向發展，即運用分支井、魚骨狀分支井等技術提高泄油面積，運用欠平衡壓力鉆井技術有效地保護油氣層，達到增加油井產量的目的。鉆井工程設計是指導鉆井工程施工的一個綜合性的技術檔案，規范了鉆井工程作業的相關內容、實施步驟、技術規范和相關措施。鉆井工程設計是鉆井施工作業必須遵循的原則，是組織鉆井生產和技術協作的基礎，是搞好單井預算和決算的唯一依據。因此各級領導普遍加大了對鉆井工程設計的管理力度。從審批程序到管理形式都做出了規定。勝利油田從2006年開始實施網上審批，IDDS為適應網上審批的需要，需要完成關鍵的工藝數據的輸出接口。自2004年始，IDDS2.1版在中石化、中石油、中海油等進行了推廣應用。隨著鉆井工藝技術的不斷發展，行業標準的更新，針對廣大用戶在IDDS2.1使用過程中對軟件提出的新需求，同時也為了滿足鉆井工藝技術不斷發展的需要并與行業標準保持同步，由此誕生了IDDS3.0°IDDS3.0是IDDS2.1的升級版,新版本在繼承和保留IDDS2.1精華的基礎上，通過調研分析國內外同一領域的相關產品，吸收國內其他兄弟油田及研究院所的研究成果與經驗，以賦予它新的功能。IDDS3.0主要從功能、專業模型、管理、設計書、人性化操作、系統穩定性六個方面進行升級。DWPSS隨著國內側鉆井、水平井、階梯水平井、大位移井以及分支井等特殊工藝井的發展，對其軌道設計、軌跡監測的要求也越來越高。設計軌道的類型不再局限于三段、五段制或雙增、三增等一些常規的設計剖面，開始使用斜面圓弧段、懸鏈線等。靶點的類型也不再是一個或兩個簡單的圓圈，很可能是幾個圓型靶和幾個矩形靶的任意組合。對于以上情況來說，僅使用常規的剖面設計是不夠的。另外，隨著油田開發的進度，井越來越密，對防碰掃描的要求也越來越高。即使在鉆井設計階段對設計軌道進行了防碰掃描，在鉆井過程中也需要隨時對實鉆軌跡進行防碰掃描，并能進行隨鉆軌跡校正設計，輔助各級工程技術管理人員快速有效的進行軌跡監測與管理。國外在這方面最有名的當屬哈里伯頓公司的COMPASS軟件，該軟件具有設計、實鉆處理、鄰井防碰的功能，具有較大的實用價值。但是COMPASS軟件價格昂貴，且人機交互等許多方面不太適合中國的國情，有一些功能（如懸鏈線）也不能實現。正是在這種情況下，我們通過不斷的摸索和總結，并與勝利油田鉆井院設計所、鉆井所密切結合，開發了特殊工藝井軌道設計與軌跡監測系統（DWPSS）。該軟件的研發依據是行業標準、企業標準及相關規定，建設內容滿足了目前中國石化各油田定向井、水平井的軌道設計與實鉆監測需要。本軟件整體達到國內領先水平，其中部分模塊達到國際先進水平，通過進一步對本軟件進行完善，完全可以取代國外進口軟件。2008-2009年被列為鉆井系列軟件之一，在中石化進行軟件提升與推廣應用。三、主要功能3.1系統架構3.1.1IDDS鉆井工程設計一體化系統（簡稱IDDS）是以鉆井工程設計數據為主要管理內容，針對中國石化集團各油田使用的鉆井工程設計軟件不統一、設計書格式不一致、信息缺乏共享、信息綜合利用水平低、鉆井工程設計水平參差不齊以及設計成本高的問題，利用計算機科

學、三維顯示技術和網絡工程等最新信息技術，融入鉆井工程領域的最新科研成果，在建立全新的鉆井工程設計數據庫的基礎上，開發完成的一套包括軌道設計、井身結構設計、鉆井液設計、固井設計等全部功能模塊的一體化鉆井工程設計軟件。該軟件可以自動生成符合標準要求的鉆井工程設計書，油田鉆井工程設計人員可以使用該系統實現油氣井的鉆井工程一體化設計。系統采用2種運行模式：■客戶端軟件：設計單位以客戶端的鉆井工程設計系統完成鉆井工程設計的各項設計與管理工作；■瀏覽器：主管領導、設計管理人員等基于瀏覽器對鉆井工程設計信息進行查詢統計分析。系統網絡結構圖，如下圖所示。瀏覽器瀏覽囂移動用戶外出業務人員W曲服苗器鉆井工程設計數據庫IDDS系統網絡拓撲結構圖IDDS3.0IDDS3.0瀏覽器固定用戶企業內部局域網3.1.2DWPSS瀏覽器瀏覽囂移動用戶外出業務人員W曲服苗器鉆井工程設計數據庫IDDS系統網絡拓撲結構圖IDDS3.0IDDS3.0瀏覽器固定用戶企業內部局域網本系統同時支持ACCESS數據庫（*.mdb）與Oracle數據庫，可以在井場及基地分別建立一個數據庫，分別稱為“井場數據庫”（ACCESS數據庫）與“基地數據庫”（Oracle數據庫）。以“井場數據庫”為中心，在井場建立“井場局域網”，MWD、LWD、FEWD、錄井等數據實時入庫。井場與基地建立無線或有線網絡環境連接，所有井場數據庫的數據實時發送到“基地數據庫”存儲。各相關單位（設計、定向、采油廠、地質等）通過油田局域網訪問“基地數據庫”，從而實時獲取井場信息，輔助定向井、水平井的施工決策。系統總體框架如下圖所示。DWPSS系統總體框架圖3.2IDDS軟件功能簡介3.2.1IDDS鉆井工程設計一體化系統（IDDS）以鉆井工程設計數據為主要管理內容，油田鉆井工程設計人員使用該系統實現油氣井的鉆井工程一體化設計。IDDS系統利用計算機科學、三維顯示技術和網絡工程等最新信息技術，融入鉆井工程領域的最新科研成果，建立了全新的鉆井工程設計數據庫。該系統包括軌道設計子系統、工程設計子系統、鉆井液設計子系統、固井設計子系統等，最終生成圖文并茂、符合標準要求的鉆井工程設計書。同時，IDDS可實現多人同時網上設計、設計結果網上發布、設計實時監測、設計書管理、統計分析、資料查詢等功能。在設計過程中系統還提供二維、三維圖形生成、顯示、交互設計等可視化的設計功能。IDDS系統主要包括以下三個部分：（1）鉆井工程設計一體化系統客戶端軟件（簡稱：IDDS3.0）；（2）基于WEB平臺的鉆井工程設計一體化信息發布系統；（3）鉆井工程設計一體化權限管理系統（IDDS權限管理系統）。其中IDDS3.0軟件包括：軌道設計、井身結構設計、鉆井液設計、固井設計、鉆具組合、鉆頭及鉆井參數設計、油氣井壓力控制、取心設計、地層孔隙壓力監測、地層漏失試驗、中途測試安全措施、油氣層保護設計、健康安全和環保措施、完井設計、棄井設計等子系統。3.2.2DWPSS特殊工藝井軌道設計及軌跡監測系統可以實現靈活方便的特殊工藝井軌道設計，并能針對設計軌道進行防碰掃描、摩阻計算、靈活方便的二維與三維顯示，滿足特殊工藝井的井眼軌道設計要求;另外，在特殊工藝井的現場施工過程中，可以實現測斜數據處理、待鉆井眼軌道校正設計、防碰掃描與摩阻計算、靈活方便的二維與三維顯示，能加載測井數據與綜合錄井儀數據，輔助地質工程師進行層位對比，滿足特殊工藝井的井眼軌跡控制要求；為特殊工藝井鉆井提供強有力的計算功能與助手功能，幫助現場人員隨時監控地質參數的變化，指導特殊工藝井的井眼軌道設計和施工計算。通過井場與后方的數據傳輸，還能實現MWD、LWD數據的實時傳輸，有助于形成特殊工藝井的網絡化施工決策，使現場定向井工程師與后方支持人員、決策人員充分互動。特殊工藝井軌道設計及軌跡監測系統吸收了目前在國內流行的常規剖面的設計方法，而且又增加了可供用戶任意調整軌道的功能以及斜面圓弧法中靶方式、懸鏈線中靶方式、恒工具面角法中靶方式。設計過程非常直觀，功能十分強大，在某些方面超過了Landmark公司的COMPASS模塊(如系統中的三增剖面自動設計、恒工具面角法中靶方式、懸鏈線中靶方式是COMPASS所沒有的)。最為重要的是，系統與COMPASS相比它又更具中國特色，更適合于國內的用戶。3.2.3關鍵技術懸鏈線中靶方式、斜面圓弧法中靶方式、恒工具面角法中靶方式，任意剖面組合的向導式設計，防碰掃描以及摩阻計算的計算機模型研究與實現；采用三軸強度方法進行套管強度自動化綜合計算的計算機模型研究與實現，并實現圖形可視化交互設計；采用桿的大位移理論、彈性接觸模型、半解析法、迭代方法等理論進行鉆柱強度自動校核的計算機模型研究與實現；數據庫技術與鉆井工程設計技術的集成應用研究；計算機三維顯示技術及構件技術在鉆井工程軟件領域的應用研究。3.2.4成果技術創新點率先建立了適合鉆井新技術、數據管理和科研需要的鉆井工程設計數據平臺，實現了信息共享和各階段數據的充分利用；實現了懸鏈線類井段(懸鏈線、修正懸鏈線、準懸鏈線)設計軟件編程，可以用于大位移井的軌道設計，降低摩阻，減小施工難度。實現了恒工具面角法中靶方式，可以在軌道設計過程或實鉆過程中任意增加恒工具角法井段，與MWD現場施工過程固定工具面角的實現吻合，有利于MWD現場施工決策。實現了斜面圓弧法井段(包括復合斜平面法井段)的軌道設計方法軟件編程，在軌道設計與隨鉆設計過程中可以實現方便靈活的圓弧段中靶設計。利用基于構件的軟件工程方法建立了構件化的IDDS的系統構架，同時研發了井身結構和井眼軌跡的二、三維顯示構件，實現了可視化、交互式設計；通過對管理軟件與互聯網的最新技術的綜合利用，實現了多人同時網上設計、在線統計分析、設計結果網上共享和設計實時監測功能。將OpenGL技術應用到真三維顯示控件的編制，實現了鉆井地質和鉆進工程信息的真三維圖形顯示功能，能實時加載設計軌道、靶區、實鉆軌跡、信息盒、測井曲線、綜合錄井儀曲線、地層等多種信息，進行直觀的真三維顯示，用戶可以任意的放大與縮小、平移、旋轉。軟件研發依據是行業標準、企業標準及相關鉆井工程設計規定，建設內容滿足了目前中國石化各油田的工程設計需要。本軟件整體達到國內領先水平，其中部分模塊達到國際先進水平，正在逐步取代國外進口軟件。3.3功能提升3.3.1軌道設計軌道設計功能提升A、“增穩”中靶方式時，能夠由造斜率值進行計算(由當前井底作圓弧，找出法線經過目標點的圓弧點)；B、對于懸鏈線中靶方式，允許設計到指定井斜角；C、加入多目標(多約束點)彈性桿法軌道設計方法。增加約束點計算在矩形靶AB連線的正向或反向延長線上，給出段長，通過線性插值，計算得到約束點的三維坐標。水平井設計時，有可能靶前位移較大，需要著陸在AB連線的反向延長線上，通過該功能幫用戶計算出著陸點三維坐標(垂深、N坐標與E坐標)。增加約束點的應用斜面圓弧法中靶方式、恒工具面角法中靶方式、懸鏈線中靶方式時，允許用戶選擇約束點作為目標點。磁參數計算進行優化與中國地震局合作，更新地磁計算模型與地磁參數。增加橢球不確定度誤差模型根據SPE文獻資料，建立了“井眼軌跡不確定性分析”模型。增加BHA分析模塊與天津大學蔡宗熙教授合作了“底部鉆具組合性能分析及井眼軌跡模擬系統”。(7)加強井眼軌跡預測功能、盲區預測功能與中國石油大學王延江博士進行合作，利用SVM(支撐向量機)進行軌跡預測。摩阻計算功能在已知井身剖面、鉆柱、鉆井參數(鉆頭軸向力、鉆頭扭矩)和鉆井液密度的情況下，給定鉆柱摩阻系數，分別計算在起鉆、下鉆、滑動鉆進、旋轉鉆進、劃眼、倒劃眼六種工況下的摩阻、摩扭、屈曲狀態，并計算鉆柱的軸向應力、彎曲應力、扭應力和強度安全系數。靈活方便的數據導入導出可將當前井的設計數據與實鉆數據進行整體的導入和導出，也可以對設計分段數據、設計分點數據、測斜基本數據、測斜計算結果、中靶判定結果、防碰掃描結果等以文本文件的方式進行導入和導出，還能導出到WORD文檔。增加“多點約束條件下軌道優化設計方法”為了從總體上對靶區軌道進行優化，提出采用彈性桿撓曲線法設計多點約束條件下的靶區軌道，其設計思想是：設想存在一個有彎曲剛度無重量的彈性桿，讓該彈性桿在有限點上被光滑可各向旋轉滑套限制在一些固定點(即多個約束點)上，按能量最低原理，該彈性桿必然以彈性變形能最小的方式形成一條空間彈性桿撓曲線，就以此曲線作為設計軌道。這樣形成的軌道以下幾個特點：①井眼對管柱的附加約束力最小，摩阻扭矩小；②軌道光滑，連續性好；③軌道設計自由、方便、快捷，可靠性高。實現隨鉆測量數據的實時采集傳輸與發布在井場通過“數據采集”模塊實時采集隨鉆測量數據到井場數據庫，再通過“井場數據傳輸客戶端”將隨鉆測量數據發送到“后方數據傳輸服務器端”，保存到后方數據庫。在后方可通過IE瀏覽器訪問網站來查看隨鉆測量數據，也可通過“數據顯示客戶端軟件”查看隨鉆測量數據。改進的柱面法設計能針對“直-增-穩-增-穩-增-穩”剖面組合(這七段中任一段都可以選中、也可以不選中)的關鍵參數進行任意求解，包括二維柱面法與三維柱面法兩種情況。3.3.2井身結構設計該子系統采用了可視化圖形設計方式，可繪制地層巖性剖面，破裂壓力梯度曲線、孔隙壓力梯度曲線，并就井身結構設計數據結合軌道設計數據繪制井身結構圖，界面極為友好、簡潔，隱藏了大部分多余操作。優化了井身結構圖的繪制，重新開發了井身結構圖顯示控件。A、支持尾管、篩管、組合篩管(尾管篩管、篩管尾管)、裸眼等完井方式。圖中能夠反映尾管回接、同層套管變徑。B、允許用戶自定義壓力曲線的顏色與線型，自定義井壁線、套管線的顏色，自定義水泥環的顏色等，實現了彩色圖。C、允許用戶在井身結構圖上添加自定義文本。為了便于用戶的使用，該子系統提供EXCEL導入接口，可將地質上提供的壓力數據文件以EXCEL的形式導入。并可方便靈活地將井身結構設計數據以EXCEL的形式導入、導出。3.3.3鉆頭及鉆井參數鉆井作業的主要工具是鉆頭，選擇的鉆頭是否合適將直接影響單井成本和鉆井作業的經濟效益。影響鉆頭選擇的因素有：井深、地層類型和性能、井眼尺寸、泥漿類型、鉆機成本、鉆頭成本等等。鉆頭選型的功能是設計一口井的鉆頭用量及相關參數匹配，其主要功能為：根據地層的可鉆性級值設計分段鉆頭系列、錄入需要的鉆頭數量及其與之匹配的噴嘴和水眼參數。軟件現在可根據已鉆區塊鉆頭及鉆井參數數據自動推薦3個鉆頭型號，以供用戶設計使用。3.3.4水力計算水力因素是影響鉆井速度、攜巖效率、以及保證鉆井施工順利進行的重要因素之一。因而，在鉆井工程設計及施工過程計算中，關于鉆井水力參數的設計及計算一直是一項必不可少的重要內容。鉆井水力參數設計的功能是優選、計算一口井設計的一系列鉆頭的鉆井水力參數，其主要功能為：優選排量及相關水力參數計算。水力計算子系統的提升點體現在軟件的操作和功能兩方面。操作上增加了一些更為人性化的設計，以減輕工程設計人員的工作量；功能上，主要是通過算法的優化和組織，擴充了對于不同井型的支持，并且增加了水力參數的“動態模擬”功能。鉆具參數自動補齊；考慮了特殊鉆井工具的壓耗，在對使用了特殊工具的井段進行水力計算時，用戶需要輸入“特殊鉆具附加壓力降”；增加了動態水力參數模擬計算。3.3.5鉆具組合設計該模塊可實現以下功能：對一口井的多套鉆具組合進行設計和鉆柱強度校核、對定向井、水平井井下專用工具進行設計、對打撈工具進行設計。鉆具組合設計的核心是鉆柱強度校核，根據不同工況計算鉆柱各截面處的載荷，并校核強度，以確保實際載荷不超出允許安全載荷。功能提升A、增加下尾管鉆具抗拉校核；B、增加技術措施說明。鉆柱強度校核模型提升A、鉆柱強度校核模型升級；B、采用桿的大位移理論分析鉆柱整體變形與受力；C、在處理鉆柱與井壁的接觸方面，采用彈性接觸模型進行描述;D、為提高計算精度，采用所謂半解析法，即將整個結構離散為有限個單元，在各單元內求解析解；E、采用特殊的迭代方法求解，有效解決大撓度及接觸問題的雙重非線性難題；F、分析鉆柱整體變形和受力情況；G、計算鉆柱各截面處的載荷，并校核強度；H、將計算結果以圖形和表格形式輸出。下尾管鉆具抗拉校核模型提升增加了下尾管鉆具抗拉校核，考慮鉆井液浮力，對鉆桿進行靜態抗拉校核。3.3.6井控設計油氣層壓力控制系統可完成以下設計項目：井控裝置設計、井控要求設計、井控主要措施設計。井控裝置設計中根據井身結構設計依次選擇各開井口防噴器組合形式與型號、井口管匯類別，并繪制井控裝置圖和井口管匯圖，針對常用防噴器組合與井口管匯可以形成常量圖片文件直接調用，對于非常規井口裝置圖還可以根據程序制定的圖形元素進行組裝拼圖。對于井控要求設計、井控主要措施設計都可以形成常規文字要求，以便設計時直接沿用。增加井控設備選擇依據增加井控裝置試壓要求增加關井套壓要求3.3.7固井設計實現固井施工主要難點、固井工藝要求、套管串結構、套管強度設計、水泥用量計算、水泥外加劑與固井附件設計。其中套管柱強度設計計算完全依照SY/T5322-2000標準套管柱強度。固井設計模塊要分別考慮油井、氣井的固井設計。套管數據庫要涵蓋中石化各油田分公司常用套管類型，并且用戶能夠在庫里添加、刪除新型套管數據。套管柱強度校核依照SY/T5322-2000標準套管柱強度設計方法，采用三軸強度設計，可進行直井與定向井的套管強度設計，按井型和套管類型計算有效外載。充分考慮了鹽巖蠕變地層(塑性地層)，當套管處于塑性地層段時，按照上覆巖層壓力計算外擠壓力。充分考慮套管變徑、尾管回接等情況。水泥用量充分考慮套管變徑、尾管回接等情況，同時考慮到深井的情況，可見部分是8組，若大于八開，可自動添加。3.3.8設計書管理實現設計書的自動生成、編輯，并將設計書入庫，同時可對設計書進行查詢。生成設計書時，可在設計子項基礎上對需要生成的子項設計文本進行取舍，然后再生成各個單獨的文本；編輯設計書時則可對各設計子文本進行取舍，然后各子文檔連接成所需要的設計書。設計書編輯完成后可入庫，以便后期的管理和查詢。功能提升：A、增加最近設計井的自動篩選B、能夠自動生成未完成井設計書設計書的提升：A、字體、格式統一B、表格自動合并、刪除C、編號自動編排D、設計標題自動刪除E、符合最新的行業規范四、應用效果自2004年IDDS開始被列為中石化重點推廣項目，已在勝利油田、江漢油田、江蘇油田、中原油田、東北局、華東局、華北局、滇黔桂石油勘探局、西南分公司等12家單位進行培訓、安裝、推廣應用，到目前為止，累計已完成了9000多口井的鉆井工程設計。通過使用IDDS軟件，降低了鉆井工程設計的工作強度，提高了鉆井工程設計的工作效率，鉆井工程設計人員在人數變化不大的情況下，完成了日益增長的鉆井工程設計工作量。鉆井工程設計一體化系統(IDDS)從2.1版本到3.0版本，都注重軟件的一體化特點。通過2004-2009年用戶的應用反饋情況，IDDS軟件具有三個方面的一體化特點：設計與實施的一體化；技術與管理的一體化;顧問與助手的一體化。設計數據庫與井史數據庫密切結合，為鉆井工程設計人員與管理人員提供輔助。鉆井工程設計的模塊化，使鉆井工程設計人員與相關管理人員都能及時了解獲取需要的信息。通過管理對技術可以起到促進作用。為領導和設計單位負責人充當顧問，既可以掌握設計井的設計結果等靜態信息，又可以通過實時監測和統計查詢及時掌握正在設計井的設計狀態等動態信息。為設計人員充當助手，無論進行鉆井工程設計、設計書的自動生成，還是完成設計信息的查詢統計任務，系統均可以輕松完成。進一步增強了鉆井工程設計的科學性和準確性，為鉆井工程設計的日常工作提供了解決方案。2008-2009年，通過調研分析國內外同一領域的相關產品，吸收國內外的研究成果與經驗，在繼承和保留原有精華的基礎上，現已開發升級到V3.0。通過推廣應用和系統升級，使得軟件應用范圍不斷擴大，現已能滿足各種地質條件、不同設計要求的鉆井工程設計任務。軟件整體達到國內領先水平，其中部分模塊達到國際先進水平，正在逐步取代LandMark等國外進口軟件。4.1勝利分公司應用效果4.1.1概況勝利分公司的鉆井工程設計由勝利油田鉆井工藝研究院鉆井工程設計研究所完成，該部門有鉆井工程設計人員約40人。2008年油田內共完成各類鉆井工程設計2299口；補充設計1356井次。按井別分探井150口，生產井2149口（下技術套管的井116口，占開發井總井數的5.95%）。按井型分直井775口，定向井925口，水平井439口（其中魚骨狀分支水平井5口），側鉆井160口。完成了鉆井工程方案59個，滿足了油田的勘探、開發的要求。由于使用了鉆井系列軟件，在鉆井工程設計人員數量變化不大的情況下，完成了日益增大的鉆井工程設計工作量。使用該成果后，平均單井設計工期縮短為原來的42%，設計速度提高了一倍多；提高了設計質量，減少了設計失誤；縮短了鉆井決策時間，也便于及時快速地調整不合理的設計，提高鉆井成功率。鉆井工程設計（井數）勝利分公司應用情況柱狀圖4.1.2老168井組老168井臺人工島長約250米，寬120米，延伸入海約4公里，水深7-9米，是勝利石油管理局重點部署的大型海油陸采井組，這在油田歷史上前所未有。老168叢式井組位于灘海深處，風向、海潮變化無常，且井眼密度大，防碰難度大、造斜點淺、大尺寸井眼定向斜井段長、裸眼段長、井斜大、位垂比值大，油氣層保護要求高，對鉆井工程設計與現場施工都提出了更高要求。制，拙凰10廄舊I畫叫H。」。制，拙凰10廄舊I畫叫H。」。00|水平投影11二|投影方位:|98.08r減小刻度間距PFPPPPFP

口廠廠□口廠口匠廠7去掉井號前復選框時從鄰井刪除該井號17設計軌道俎強）|無井號標記317實鉆軌道侈田魏）|建編噸喊21■匠靶點|7井口標記半徑Wixel）廠習r水平投影圖按大地坐標顯示刻度值'1-15f16-30I設計實鉆TOC\o"1-5"\h\z■|7老168-斜83F[7■|7老168-斜1rf_|匠老168-斜10廠向■17老168-斜11F9|=老168-斜13V117老168-斜2r匠Ip老168-斜26■|7老168-斜￡9117^168-斜3117^168-斜明■p老168-斜34■|7老168-斜35■|7^168-斜43」p老168-斜44.I|7老168-斜47鹿|>|劍劇01昌|R|圜I叫m頂|垂直投彩圖二]投影方位:~~I-減小刻度間距老168井組整體垂直投影圖如下圖=1旦IX（7水平面原點在中心鹿|>|劍劇01昌|R|圜I叫m頂|垂直投彩圖二]投影方位:~~I-減小刻度間距靶點「井口標記半徑（FixBl）廠而r水平投彩圖按大地坐標顯示刻度值'W5f16-30I設計實鉆TOC\o"1-5"\h\z■|7老168-斜83r■17為既斜1r.17為&8-斜1。r.17老1&8-斜11r|匠老168-斜13匠|p老168-斜2r1老168-斜26V■|7老168-斜29「「|p老168-斜3「「Ip老168-斜3D「■p老168-斜34「■p老168-斜35廠■p老168-斜43「口p老168-斜44|7■9老168-斜47廠=17去掉井號前復選框時從鄰井冊J除該井號［7老］68-斜83|7老168-斜1老］68-斜［。|7老1B8-斜11柱面1-15］16-3。IP實鉆軌道〔粗統）r減小刻度間距7設計軌道侈田線）顯示的側面_|［7老168-斜［7老］68-斜83|7老168-斜1老］68-斜［。|7老1B8-斜11柱面1-15］16-3。IP實鉆軌道〔粗統）r減小刻度間距7設計軌道侈田線）顯示的側面|p老168-斜3D■匠老168-斜34■匠老168-斜35■|7老168-斜43■(7老168-斜44■(7老168-斜47

"31|7顯示刻度值刁劇坐標軸■l~靶點老168井組整體真三維圖形如下圖4.1.3埕北26B-平12006年，為進一步提高油氣藏綜合開發效益，豐富油氣藏開發手段，完善分支水平井鉆井技術，勝利油田分公司海洋石油開發公司擬以CB26B井組為先導試驗平臺，嘗試使用魚骨狀分支水平井技術開發館陶組油藏，以期探索一條進一步提高淺海油區油氣藏綜合開發效益的全新技術路線。堤北26B-P1井基礎數據如下表靶點縱坐標X(m)橫坐標Y(m)靶點垂深(m)井口坐標4236049.3120656738.150主井眼A4235800.0020657000.001228.50B4235607.0020657489.001236.50第一分支井眼C4235777.1720657094.411230.90D4235714.0020657226.001231.50第二分支井眼E4235746.6320657133.991231.90F4235625.0020657225.001231.50第二分支井眼G4235716.1020657173.571232.91H4235650.0020657315.001232.50第四分支井眼I4235685.5720657213.161233.91J4235580.0020657300.001231.50第一分支的入口距離水平段起始點119.26m；第二分支的入口距離水平段起始點169.26m；第三分支的入口距離水平段起始點219.26m；第四分支的入口距離水平段起始點269.26m。堤北26B-P1井主井眼軌道設計參數如下表井深m井斜(°)方位(°)垂深m南北m東西m狗腿度°/100m井斜變化率°/100m方位變化率°/100m工具面(°)靶點0.000.000.000.00-1.27-1.270.000.000.000.00800.000.000.00800.00-1.27-1.270.000.000.000.001051.1032.64127.011037.74-43.1754.3313.0013.000.000.001135.2532.64127.011108.59-70.4990.570.000.000.000.001390.7488.85127.651228.50-200.58260.5822.0022.000.250.77A1788.6588.85127.651236.50-443.58575.580.000.000.000.00B1823.6588.85127.651237.20-464.95603.290.000.000.000.00堤北26B-P1井各分支井眼軌道設計參數如下表

分支名稱分支長度m側鉆點井深m側鉆點垂深m側鉆點距A點距離m側鉆點距離m井底至A點距離m總井深m最大井斜°起始方位°終點方位°側鉆點與上一分支的最小距離mA-B379.921390.74423.911823.6588.85127.65127.65C-D147.341510.001230.90119.26119.26266.601657.3491.67127.65102.05E-F154.331560.001231.90169.2650323.591714.3391.67127.65160.963.26G-H157.691610.001232.91219.2650376.951767.6991.67127.65100.943.71I-J138.241660.001233.91269.2650407.501798.2491.67127.65155.463.26堤北26B-P1井井身結構示意圖如下圖粘土，松散砂巖平原組26"BitX90m+17%"粘土，松散砂巖平原組26"BitX90m+17%"BITX400m+12%”X1410m+8V2"主眼和4個分支95/耋噌至A4r__[13%"律40。七_—L—「砂巖與泥巖互層明化CB6D-P1為地質導向水平井，CB6D井場上定向井工程師利用“特殊工藝井軌道設計及實鉆軌跡監測系統”，使用本地數據庫（Access數據庫），進行井眼軌道設計、測斜數據處理、隨鉆設計、防碰掃描、測斜數據導入、二維圖形顯示及三維圖形顯示等工作，同時通過衛星或微波方式的網絡傳輸，或通過CDMA、GPRS無線網卡，將MWD數據由井場ACCESS數據庫發送到后方Oracle數據庫。在進入A靶之前，中石化勝利油田海洋開發公司地質所進行目標層位判斷時具體涉及到的數據項有：當前施工井的綜合錄井儀數據：他們是通過“遠程傳輸系統”的網絡發布系統查看到的；“基于地質導向的井眼軌道設計和井眼軌跡控制軟件”真三維控件中也集成了連接“實時數據庫”的功能，在顯示三維井眼軌道性及地層數據的同時，實時顯示綜合錄井儀數據，輔助工程決策。當前施工井的MWD數據：由井場定向井工程師通過衛星或微波方式的網絡傳輸，或通過CDMA、GPRS無線網卡，將MWD數據由井場Access數據庫發送到后方Oracle數據庫。當前施工井的LWD數據(伽馬測井曲線與電阻率測井曲線)：由井場LWD儀器服務人員生成LAS文件，上傳到后方FTP服務器，同時將數據上傳到后方網絡數據庫。“特殊工藝井軌道設計及實鉆軌跡監測系統”可以導入LAS文件，在真三維控件中也集成了顯示測井數據的功能。鄰井的地質分層情況中石化勝利油田海洋開發公司的有關專家、地質師、工程技術人員、中石化勝利油田鉆井院鉆井所定向工程師之間，通過井場與后方的互動，實現了信息的及時交流和溝通，圓滿完成了CB6D-P1的地質中靶。

4.2華東分公司應用效果4.2.1概況使用鉆井系列軟件，累計完成858口井的鉆井工程設計。主要涉及領域包括：石油、天然氣、煤層氣、二氧化碳、鹽等；主要涉及井型包括：直井、定向井、水平（大斜度）井、U型井、羽狀連通井等。鉆井工程設計（井數）華東分公司應用情況柱狀圖.江蘇Tg■■東鉆井工程設計（井數）華東分公司應用情況柱狀圖.江蘇Tg■■東北工區■其他工區704.2.2大平5井大平5井井口靶點坐標如下表井口A靶點B靶點X4313520.824313227.074312052.07Y19385278.8419385088.6319384327.47H1306.34m（實測）1306.34m（實測）1306.34m（實測）垂深2701.34m2717.90m距砂頂2.86m8.4m距砂底3.71m3.64m大平5井的軌道設計結果如下圖所示

4.3江蘇分公司應用效果4.3.1概況自2004年鉆井系列軟件，在江蘇油田推廣應用以來，已累計使用超過1100口井。鉆井系列軟件的應用極大的方便了鉆井工程設計人員的工作，提高了鉆井工程設計的工作效率。

20042005200620072008年度江蘇分公司應用情況20042005200620072008年度4.3.2應用實例2006-2007年江蘇分公司實施永7平1、真11平1井及馬8平1井這三口大斜度井的地質導向現場施工。以永7平1井為例，完鉆井深3070m，水平段長230m，初步確定水平段鉆穿油層194.7m，達到了地質設計要求。永7平1井設計軌道與實鉆軌跡對比圖如下圖所示。遠程傳輸系統的初步建立，能夠及時觀察井下鉆遇情況，大大提高了基地領導及相關專家決策的效率，減少了現場等待時間，縮短了鉆井周期。隨鉆設計軟件的應用確保了現場軌道的調整設計。在軟件應用方面，現場實時數據處理與分析系統，將地面或地下傳感器采集的信息，加上后方專家組的分析，來指導鉆井施工。初步實現跨專業、跨平臺的聯合作業與研究，實現數據與成果的共享，加快了現場技術人員與后方專家和決策者的信息溝通。4.4江漢分公司應用效果4.4.1概況勘探開發領域的加深，對鉆井技術提出要求，鉆井工程技術進步、應用新工藝、新技術、新標準，對鉆井工程設計的科學性和針對性提出更高的要求。先進的鉆井工程設計軟件成為鉆井工程設計的必備工具。目前江漢油田在鉆井系列軟件的應用上主要有兩個方面：（1）用于鉆井工程設計，指導現場生產；（2）用于信息共享及交換。鉆井系列軟件中應用最多的是其軌道設計。針對不同井型，不同靶框、不同剖面類型，提供了多種供選擇的中靶方式（如三段制、五段制和懸鏈線法、斜面圓弧法等），進行三維剖面設計，為油田日益復雜的井眼軌跡設計的提供了較好的設計平臺。通過網絡可以實時查看一口井的各設計子項目的完成狀態和設計人，便于部門管理者了解各井設計進度，做出決策。實現了鉆井工程設計管理工作的辦公自動化和管理規范化、現代化。鉆井工程設計信息的共享，提高了工作質量和工作效率，減輕了設計人員與管理人員的工作強度。鉆井系列軟件實現了鉆井工程設計和管理數據的高度共享，提高了鉆井工程設計水平，提高了勘探開發效益，帶來了很好的經濟效益與社會效益：1）率先在國內鉆井工程領域計算機設計軟件一體化研究中邁出了重要一步；2）縮短設計工期，使用IDDS系統后，平均設計工期從原先的6天縮短到2.5天，設計速度提高了一倍多，大大提高了設計效率；3）提高了設計質量，減少了設計失誤；4）便于縮短鉆井決策時間，便于及時快速地調整不合理的設計，提高鉆井成功率；5）在可視化的環境中進行鉆井工程設計，最大限度避免復雜情況，降低鉆井風險；6）適應了鉆井工藝不斷發展的需要。總之，該系統功能強大，操作簡便，不僅在設計速度上有了很大的提高，而且設計內容也更為全面。能與鉆井工程設計及鉆井現場生產緊密相結合，不僅工程技術人員能使用該軟件進行鉆井工程