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2023-01-03
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相比国外的钻井工程设计软件,国内的研发水平明显不在一个层次上,而且差距有越来越大的趋势。根据可查询到的资料文献显示,国内油田所使用的钻井设计软件基本是通过项目的形式与科研院校合作开发,但这些软件完全达不到商业应用的级别,最多只能在单个油田进行小规模的试用。而国内真正形成商业化的钻井相关软件并不多,具体包括:
1)西安新生代石油软件有限公司开发的钻井信息管理与工程服务系统:主要功能包括数据库管理、报表生成、完井报告、统计分析、工程计算、工具手册和系统维护等。
2)北京超思维科石油软件开发有限责任公司的井场信息管理系统:大多被中国石化及所属单位采用,融合了IADC钻井生产管理、安全管理、钻井设备管理、井控管理和固井管理等5大类报表。
3)西部世纪软件股份有限公司的石油工程技术服务信息管理平台:支持多平台,是面向石油工程服务的石油工程技术服务管理信息平台软件。
4)中国石油大学石油天然气工程学院的钻井工程监测与信息服务系统:在胜利油田和新疆各油田应用较多,具有实时数据采集、井场工程计算、井场数据库管理和报表自动生成等特点。
5)北京怡恒阳光科技发展有限公司开发的Navigator Drilling Studio(定向井水平井设计与计算分析系统)是一套用于陆上和海上定向井水平井设计和工程分析的计算机辅助系统。其中,TDFEA摩阻扭矩分析软件针对井眼内的钻具受力建模。
6)北京奥格特技术有限公司开发研制的摩阻和扭矩分析软件,该软件可进行各种类型井眼钻压设计,钻柱强度校核,各种工况的管柱弯曲状态、摩阻扭矩及大钩载荷、钻机负荷预测。
7)北京超思维科公司开发的钻井工程设计一体化系统(IDDS)井身结构设计模块可绘制地层岩性剖面图、地层破裂压力梯度曲线、地层孔隙压力梯度曲线,并根据井身结构设计数据和井眼轨迹设计数据绘制井身结构图。
8)北京奥尔创新石油工程技术有限公司研发的欠平衡钻井设计和监测软件,能预测充足的井眼清洗能力,并可在保持欠平衡情况下将机械钻进速度提高到最高速。使用最新的岩屑携带能力计算方法,欠平衡钻井设计和监测软件考虑了岩屑的积累效应。
9)中国石油集团钻井工程技术研究所研发的ANYDRILL钻井工程设计与工程软件平台系统,采用插件式技术,不同的插件具有不同的功能。可供选用的插件包括:控压钻井设计与分析系统、地层压力预测分析与监测系统、岩石力学分析系统、钻井液设计及分析系统、固井工程设计及分析系统、欠平衡(气体)钻井设计与分析系统、钻柱力学分析系统、钻井数据库管理系统、钻井实时监控与技术决策系统。
结合对国内外钻井设计软件的调研分析,可知不管是国内还是国外软件,均具有以下特点:
1)专注于模块。现有的钻井设计软件均专注于某一特定模块的设计,而没有专注于整个钻井设计的流程。
2)与网络的连接少。除了在钻井现场与传感器连接的硬件网络,现有的钻井设计软件与互联网的连接较少,不利于数据的共享和软件的发展。
3)需要安装客户端。所有的钻井设计软件均需要在使用的计算机上安装客户端,必须在满足客户端的硬件和系统环境的要求下软件才能正常运行,具有较高的使用门槛。
4)无法自动生成设计报告。只有少数几个软件具有自动生成报告的能力,但其自动生成的报告还需要设计人员的再编辑才能归档,无形中增加了不必要的工作量。
钻探生产是一项探索性强、规模大、投资多、历时长,由多工种配合才能完成的工作。钻探生产管理工作更是一个繁杂的系统工程。但生产管理是按照自然规律和经济规律,组织和协调生产各要素,把人、财、物和工艺技术方法有机地结合起来,并组织好、计划好。
生产管理工作的主要内容是编制和执行生产作业计划,做好生产准备工作,做好钻孔资料的收集和工地管理工作,把总体任务,经过层层分解,落实到班组乃至员工个人。因此,项目管理的中心任务就是搞好生产。它的一切活动都是围绕这个中心而进行的。
(一)制订项目作业计划
1.作业计划
作业计划是生产计划的具体执行计划。是项目、班组用以建立生产秩序、指导和组织正常生产活动的一种形式,是年度或季度计划的继续。
作业计划包括生产、物资供应、设备维护等方面的月度任务和进度计划。在作业计划中,最主要的是生产作业计划。
生产作业计划要按上级下达的具体要求,努力去实现,但要科学、合理地制订。
物资供应计划要根据工程进度,把所需的计划物资分品种、规格、质量如数及时送到生产现场。
设备维护计划是根据设备技术要求和修理、保养条例进行的,其目的是使设备恢复原来的技术标准和性能,保证完成作业计划。
总之,作业计划是对班组的要求而制订并落实到人的计划,是每个员工生产活动的依据,可以把每个人的活动引导到完成项目任务的轨道上来。
项目作业计划就具有严肃性、科学性、预见性和广泛的群众性。
2.作业计划的作用
1)项目作业计划能使班组每个员工都知道本班组和个人的生产任务,并依此制订好个人的规划和措施。
2)项目作业计划能使项目生产指挥者更好地组织、检查和指导生产;有利于工种之间、班组之间和工序之间的分工合作和相互协调、衔接;便于上级主管职能部门更好地为项目生产提供条件,提供人、财、物等的依据。
3)作业计划能使各类管理人员各尽其职,组织班组生产活动有序地均衡地进行,如果出现问题,可以及时发现,积极处理。
4)作业计划还是开展群众性劳动竞赛的重要评比依据。
5)作业计划能使人人立足本职,搞好项目目标管理工作,圆满地完成目标任务。
3.编制作业计划的基本方法
1)以地质设计、施工技术设计为依据,以上级主管部门或业主的要求为标准编制。
2)合理选择和使用设备,依据钻孔深度、终孔口径要求,合理选用设备。
3)根据孔深、岩石硬度、可钻性、地层的复杂程度,合理地分配各班组的生产任务。
4)编制作业计划,还要考虑环境、气候对野外施工的影响,并因事、因时、因人制订。
5)编制作业计划要有预见性,充分考虑生产中的不利因素和薄弱环节,因钻探生产随时都会出现异常情况。
(二)项目生产管理
1.准备工作
作业计划制订以后,为了使生产工作能按作业计划有序顺利地进行,项目要做好思想准备工作和生产技术的准备工作。
首先做好思想上的准备工作。接受任务后,项目领导要从不同角度,向所有参与该项工作的员工宣传解释本项目担负的任务及完成任务的意义,使大家熟悉作业计划,把完成生产任务变成每个员工意识上的要求,内心的愿望,员工思想达到这种境界时,项目领导所做的宣传教育就容易被员工接受并发挥作用,这种称之为精神的作用,很快就会变成生产的行动。
其次同时做好生产技术上的准备工作。生产技术上的准备工作,是指开工前首先在技术方面、生产物资、设备等为钻探生产所做的准备。包括技术文件、技术标准、生产耗材以及所需设施、设备。
生产技术文件包括地质技术指示书、安装验收书、见矿通知书、任务变更通知书等。这些技术文件必须是在生产的不同环节之前事先提出,以起到指挥生产的作用,而不能事后补做。
设备、工具、耗材要准备齐全;工作环境要充分考虑季节、风向、雨、雪、滑坡、泥石流等因素的影响,安全防护设施齐全有效。
2.生产过程管理工作
生产过程是指人们在一定的生产关系下生产物质资料的过程。无论生产的社会形成是怎样的,劳动者和生产资料总是生产的因素,劳动过程就是二者结合的过程,也就是通过生产消费以创造使用价值的过程。
组织好生产过程,是钻探生产的重要管理工作之一。要想组织好生产过程,一是应当做到生产过程的连续性,即生产过程中的各个阶段、各工序,在生产时间上是紧密衔接的,不能发生不合理的中断现象。钻探施工过程中,应尽量缩短辅助时间,争取更多的纯钻进时间,以提高生产效率,要防止机械、孔内事故所造成的停待时间侵占正常的工作时间。
要想组织好生产过程,二是做到生产过程的协调性。就是指生产过程的各阶段、各工序之间在生产能力上保持一定的比例关系,各生产环节的人数、设备数量等都应相互协调,而不发生脱节和比例失调的现象。钻孔工作是集体完成的,即每个班组是限制在不同的时间、同一现场,同一钻孔不同的孔段进行的。各个班组的生产内在联系十分强烈,分割不开,其总的目的都是实现进尺多、质量好、安全、低耗地钻成孔。如果其中某个班组只顾本班组效率,忽略本该做的其他辅助工作(如孔内岩粉多而不冲孔、泥浆量不足又不作补充等),就会给下班组的生产造成影响。因此要求各班组除了完成本班计划外,还应做好相应的辅助工作,为下一班组的生产创造有利条件,做好该项协调工作,不但能直接促进下一班的生产,还能增进班与班之间的互助团结精神,使整体工作得到良性循环。
要想组织好生产过程,还应做到生产过程的均衡性。即在基本条件相同的情况下,如使用的设备、人力、地层、孔深基本相同的条件下,每个班组的进尺、质量、消耗等应该基本一致,不能有大的波动。
要想组织好生产过程,更应该保证生产过程的经济性。即用尽可能少的物资、劳动力消耗,完成尽可能多的满足质量要求的工作量。
3.生产管理的具体工作
项目生产管理的具体工作主要是两个部分:一部分涉及工程项目负责人,另一部分属于班组长。
项目负责人要按作业计划书给各班组分配任务。分配要合情合理,基本保持各班组任务均衡,做好班组之间、人与人之间的协调工作。项目负责人还要协调好外部关系和上级业务部门的关系,并检查督促各班组,特殊工种员工按相关技术规程和各项规章制度行事。自己权限范围内不能处理、解决的问题,应及时上报,尽快获得上级指令,积极处理相关问题。
班组长根据生产作业计划要求,要做好本班组全体成员的分工协作工作。班组生产分工应做到因人因事制宜。要考虑本班员工的体力、智力、文化水平、技能高低等因素。如动力管理岗,由于动力机的工作原理、构造、使用和维护保养的技术要求比较高,就应选派技术水平高的人。又如记录岗,由于数据变换频繁,数据的取得和记录又要求在某一极短的时间内清楚、准确地完成,这就要求智力比较好和文化水平高的人去做等等。这就是按技术高低进行分工。此外还可以按照工作量大小,对员工进行合理的分工。
分工的目的就是使每个员工都具有独立的技术工作内容,使低等级的技术工人能向高等级阶段发展。
在强调分工的同时,又要注意培养多面手。即基本生产工人兼做几种工作;辅助工也同样兼做或基本工与辅助工相互兼做工作,除了胜任本职工作外还能胜任其他岗位的工作。把员工培养成一岗多能,岗岗都能胜任的高级工或技师型人才。
培养多面手应遵循由近及远,由粗到细,循序渐进的原则,不断适应需求。同时还要让员工逐步掌握和积累管理技能,把生产与管理结合起来,培养管理型人才。
另外,生产组织工作要注意合理性。只要有利于团结协作,有利于发挥集体智慧和力量,有利于技术互教互学,有利于提高工程质量,减少和阻止安全事故发生,总之,一切有利于班组、工程项目生产管理的都是合理的。
4.文件、记录报表和实物资料的管理
(1)生产文件的管理
目前钻探生产中钻孔档案资料包括:地质技术指示书、安装验收书、开孔通知书、测斜通知书、见矿通知书、抽水试验通知书、任务变更通知书、封孔通知书以及终孔验收书等。
交接班记录,除班报表所要求记载的生产过程外,还要在交接班时写明设备运转情况,孔内情况等报表外的内容,并签名移交。做到任何事都有据可查、避免口头交接,无人负责的现象发生。
上述文件应妥善保管,工程结束时,齐全、完整、清洁地上交档案管理部门保存,并索要存档证明书。
(2)岩(矿)心的管理
在钻探生产中,每钻进1m,都要花费不少的人、财、物力,代价是相当高的,取出岩(矿)心并保管好是我们的职责所在。对岩(矿)心管理要做到:清洗干净、按序排列装箱、清楚编好回次数、写好岩心牌、按箱序号排好、稳妥装车、专人押运移交、验收签字。对于重要的标志层、矿层等岩(矿)心按要求保管或及时送达指定地点。
马 锋 刘玉超 杨书畅
(天津市地质资料馆)
摘 要 利用 MAPGIS 平台、ACCESS 数据库和 ORACLE 数据库,建立地理底图、原始地质资料、成果地质资料、实物地质资料信息的空间数据库和属性数据库,开发地质数据统计分析、地质图件绘制、三维地质体建模等功能,建成基于 MAPGIS 平台的地质资料一张图管理信息系统,实现地质资料的集成化,以促进地质资料的二次开发和社会利用工作。
关键词 地质资料 数据集成 信息系统 一张图管理
0 前言
在地质工作中形成的地质资料分为原始地质资料、成果地质资料和实物地质资料,由馆藏机构进行管理和提供利用。天津市地质资料馆馆藏天津地区资料近 3000 档,最早是 1931 年形成的《盘山附近地质》,馆藏地质资料信息庞大,但是信息分散。为了便于借阅者利用,近年来开展了大量的档案管理工作,建立了地质资料目录数据库,开展了地质资料数字化存储,开发了地质成果浏览系统。
随着城市建设的快速发展,对于地质资料的需求也日益迫切,以往提供地质资料时间长的现象难以满足新时期的工作要求。这就需要我们对以往地质资料进行整理、汇总和集成,以便能够及时、快速、准确地提供地质资料。基于此目的,结合目前地理信息系统的技术发展和天津市城市地质工作的成果,提出了天津市地质资料一张图管理信息系统建设的思路。即基于MAPGIS平台,实现地质资料信息的存储、浏览、提供利用的集成化管理。
1 地质资料的一张图管理信息系统结构
1.1 地质资料信息组成
建立地质资料的一张图管理信息系统,要集中馆藏所有地质资料的信息,主要分为 4 个方面:地理底图信息,包括地理底图和遥感影像;成果地质资料,包括成果报告和成图图件;原始地质资料,包括野外调查、钻探、试验、物探、化探、观测的所有地质工作基础信息;实物地质资料,主要是记录该实物的照片、影像等信息。这些信息通过建立属性数据库和空间数据库进行存储。地质资料的一张图数据结构见图 1。
1.2 地质资料信息专业分类
依据成果地质资料目录数据库著录要求中地质资料分类标准,并结合天津地质工作进展、地质资料利用的实际情况,在此系统中把地质资料按照地质专业分为十类:基础地质类、工程地质类、水文地质类、环境地质类、固体矿产地质类、地热地质类、地球物理类、地球化学类、遥感类及其他类。
图 1 地质资料的一张图数据结构
2 数据库建设
2.1 建库平台的选择
数据库分为属性数据库和空间属性库。属性数据库建设采用广泛应用的数据库软件 ACCESS 软件;空间属性库建设采用国内国土系统中使用最为广泛、专业人员使用熟悉、以往地质调查成果图形文件都采用的 MAPGIS 系统平台;形成的属性数据、空间数据在服务器中利用 ORACLE 数据库软件存储管理。
2.2 空间数据库建设
空间图形数据库包括基础地理空间数据库和地质成果信息空间数据库。
地理底图以天津市 1∶100 万、1∶5 万和 1∶1 万基础地理数据作为空间参考依据,按照地质地理底图编绘标准,用现势性数据进行补充,进行制图综合概括后,建立本系统基础地理图层。空间数据分为水系层、公路层、铁路层、居民地层、行政区划层。在系统运行中,底图采用分级显示方法,在不同比例尺下,显示不同的地理位置精度,实现视觉美观和工作精度的协调。
在地理底图基础上,在 MAPGIS 的图形编辑系统中,输入每个地质工作点的地理坐标,形成工作区域空间数据;输入各类地质图件的地质要素信息,形成地质成果空间数据。空间数据由 MAPGIS 系统文件点(*.WT)、线(*.WL)、面(*.WP)三种结构进行存储。空间数据库的图元、线型、颜色、图案依据相应的地质矿产制图标准编制,对于没有标准规范新添加的图元、图案进行统一的编号和备注。
遥感影像采用空间分辨率为 0.6 米的卫星相片。在系统中和地理底图叠加,互相对照使用。
2.3 属性数据库建设
属性数据库包括基础地理信息数据库、地质信息数据库。
基础地理信息数据库存放行政区域、行政界线、居民地、交通、河流、湖泊等自然要素和社会要素的属性信息。
地质信息属性库存放在地质调查中通过仪器、实验室分析或野外观察直接获取或收集的原始地学数据与信息。包括地貌调查观测原始资料,钻孔探槽的原始资料和各种测试数据,地质灾害调查中获取的地面沉降监测设施和原始数据,地下水监测原始数据资料,地热井监测原始数据,环境地球化学调查中获取的土壤、地下水、地表水采样原始资料;地球物理勘探原始数据,实物地质资料及汇交的成果资料。设计了一系列的 ACCESS 数据表,把基础地理信息和地质信息分解到每一个表中。如基础地质设计类,设计了基岩地质钻孔基本情况表、基岩地质钻孔分层表、新生界地质钻孔基本信息、新生界地质钻孔分层表、新生界地质钻孔孢粉数据表、新生界地质钻孔微体组合表、新生界地质钻孔测年成果数据表等,通过地质项目、钻孔等主键把对专业的 ACCESS 数据表进行有机的联系。
以工程地质专业为例,在勘查工作过程中形成的资料主要包括三方面:钻孔基本信息、钻孔原位测试信息和钻孔样本试验数据;工作最终提交工程地质勘查报告。依据天津市工程地质工作实际情况,初步建立了 15 个基于 ACCESS 软件的数据表,见图 2。通过这 15 个数据表来存储工程地质资料数据信息。
图 2 工程地质钻孔数据表结构图
在这 15 个表中,钻孔基本信息为主表,测试数据表和试验数据表中其他表为子表,钻孔基本信息表和水样水质分析表通过项目编号建立联系,钻孔基本信息表和其他表通过钻孔编号建立联系。
提交的勘查报告和附图、附件形成 PDF 格式文件,和钻孔基本信息表中的项目名称建立关联。
3 地质资料一张图管理信息系统功能
3.1 GIS 基本操作功能
能够完成地图在浏览器中的显示及在浏览器中实现对地图的基本操作。地图显示,包括地理要素的显示和地质数据的显示;地图浏览操作,要完成地图的移动、放大、缩小、刷新、复位、距离量测、面积量测、图层控制等。
3.2 成果信息查询浏览功能
信息查询就是通过点击查询、圆形查询、矩形查询、任意多边形查询等方式,由系统显示出所查询范围内符合要求的对象属性列表,并利用图形和属性的对应关系,实现数据的查询和地质点的快速定位;信息浏览是在查询的基础上,通过显示插件,可以快速浏览查看每一地质项目的成果报告及附图、附件。
3.3 数据的统计分析功能
按照数据统计的要求,对统计单元内的数据进行统计,统计的指标有样本数量、最大值、最小值、平均值、均方差、变异系数等,统计结果可以输出表格文件,见图 3。
通过统计分析功能,可以统计出用户指定区域或条件的地质资料分类统计信息,并生成相应的统计图表,表现形式有曲线图、直方图、散点图、饼图、三维直方图、三维饼图等,见图 4。
3.4 相应地质图件的绘制功能
钻孔位置平面图的绘制:通过工程地质数据库提取钻孔的位置和钻孔分类信息,把反映工作区域的钻孔信息投影到地理底图上,形成钻孔的平面位置图;
柱状图、剖面图的编制:根据用户选择的钻孔和预先制作好的模板,按照一定的标准样式出图,自动生成各专业钻孔柱状图;
图 3 工程地质土层物理力学参数统计输出图
图 4 各类地质资料信息统计分析输出图
等值线图的编制:根据数据库中的钻孔位置、层顶埋深、层底埋深、层厚或者其他的有关数据、钻孔数据,自动生成指定范围内的地层等值线图;
综合分析地质图的编制:例如对钻孔地下水的水质分析的计算,计算出每个点的腐蚀性强弱,按照等值线图的编辑办法,编制综合分析地质图。
3.5 三维模型的可视化功能
首先,在全区范围内建立一套一致的、宏观上的、具有固定层序的地层划分方案,系统对具有层序规律的地层模型采用“钻孔→剖面→地层实体”的自动构建技术,可根据钻孔、剖面等数据,快速、自动、动态建立指定范围内的三维地层结构模型;对于复杂的地质问题,计算机不能完全基于剖面等数据自动建立地质体或地质构造的三维模型,如断裂发育的基岩地质模型,采用基于交叉剖面的交互式建模方法,利用建模区域内多条交叉剖面将空间分割成多个单元格;建模的最小单元就是一个个单元格,利用单个单元格内一系列闭合轮廓线建立起曲面片,进而确定该单元格内所有地质体的空间几何形态,形成一个单元格地质块,最后将每个单元格的地质块进行合并形成完整的地质体模型。
形成的三维地质体可以进行平面剖切、水平剖切、斜切、折线垂直剖切、组合剖切等多种剖切方式,以展示切割面的地质情况;在三维地质体内,可以通过分析钻孔遇到的地层结构及属性并结合周围已知钻孔资料,创建虚拟钻孔,像钻探一样得到的地层结构和属性;对三维地质体进行隧道切割,系统按照用户设定的路径(任意起伏变化)和隧道截面(矩形、圆形、拱形)参数生成隧道模型的切割方式,通过隧道与地质体的切割,将隧道内地质体挖掉,只保留壁上带有岩性的隧道空腔;接下来,用户可根据路径和视角在场景中变化,可在隧道中漫游,查看隧道内地层分布变化情况,见图 5。
图 5 隧道漫游的效果图
4 结语
随着计算机技术和地理信息系统的快速发展,计算机辅助管理和决策的作用会越来越强。通过地质资料一张图管理系统的建设,地质资料管理不仅仅只是起到一个仓库的作用,而是紧密地把档案管理和地质成果管理联系在一起,实现了地质资料的有机整合和集群,对于地质资料的二次开发和利用具有重要的意义。
关于钻探项目管理软件和钻井设计软件的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。 钻探项目管理软件的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于钻井设计软件、钻探项目管理软件的信息别忘了在本站进行查找喔。版权声明:本文内容由网络用户投稿,版权归原作者所有,本站不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容,请联系我们jiasou666@gmail.com 处理,核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。