用于自动识别钻井井下状态的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于自动识别钻井井下状态的方法，其包括：进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；从当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；对参数序列进行质量校验；将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；输出所识别的状态结果。本发明专利技术的系统包括初始化模块、数据接收模块、数据项筛选模块、数据质量校验模块、单位制转换模块、钻井状态自动识别算法模块和数据库组成。该系统可帮助后方的技术人员和专家实时直观地把握钻井状态及变化过程，借助其他软件或根据人工经验判断潜在风险，优化钻井参数，提高钻井效率话安全性。

Method and system for automatically identifying downhole state of drilling

The invention provides a method for automatically identifying drilling downhole state, which includes: system initialization, creating circulation and initializing drilling state parameters; receiving current drilling state parameter sets collected by drilling field instruments; automatically selecting drilling state parameters from current drilling state parameter sets for identifying drilling state. The required parameter sequence, the quality check of the parameter sequence, the input of the parameter sequence through the quality check into the automatic identification module for identification, and the output of the identified state results. The system of the invention consists of initialization module, data receiving module, data item screening module, data quality checking module, unit system conversion module, drilling state automatic identification algorithm module and database. The system can help the technicians and experts in the rear to grasp the drilling status and change process in real time and intuitively, judge the potential risk by other software or according to artificial experience, optimize drilling parameters, and improve drilling efficiency and safety.

【技术实现步骤摘要】
用于自动识别钻井井下状态的方法及系统
本专利技术涉及油气井钻井
，具体而言，涉及用于自动识别钻井井下状态的方法及系统。
技术介绍
目前，各大油公司、油田服务公司都已经或正在研发钻井远程实时监测与指挥系统，远在后方的钻井专家、地质专家和钻井项目管理人员可以利用该系统进行钻井过程的远程实时跟踪监测，实时观测录井仪/MWD/LWD等仪器传回的各种参数，进行事故诊断及方案优化，进而指导现场施工。然而，目前的系统仅仅传输展示参数本身，而对于每时每刻的钻井井下状态(如钻进、起钻、下钻、循环、划眼等等)，只能由专家凭经验和知识人为思考判断，这种人工判断方法速度慢、不直观，而且对于年轻技术人员或者非钻井领域的其他技术人员来说，是难以做到的或者不准确的，其结果是延误了钻井事故分析。目前的研究均停留在针对数据远程传输、数据监测和事故诊断方法，而没有关于钻井过程中井下状态的自动识别的研究。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种用于自动识别钻井井下状态的方法。该方法包括以下步骤：进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；对所述参数序列进行质量校验；将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；输出所识别的状态结果。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别的步骤还包括：对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，其中，钻速的优先级别设定为最高。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别的步骤包括：步骤1、判断是否有进尺，即ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环(依据实际钻井方式区分，而实际钻井方式对于一口特定钻井来说是确定的)；步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出ST＝起钻时活动钻具；步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出ST＝起钻；步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出ST＝滑钢丝绳，否则输出ST＝滑割钢丝绳；步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出ST＝参数检查，否则输出ST＝溢流检测。以上数值中的0.1或者1均为参考值，实际应用中可根据仪器误差进行相应调整。例如，判断条件中设定条件立管压力SPP>0.1时表明有钻井液泵入，这里的0.1可以根据实际误差测定设定为更小的值如0.05，或者更大的值0.2。其他情况与此类似，不再解释。因此，这里的数值对本专利技术没有限制意义。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的方法中，在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种用以自动识别钻井井下状态的系统。该系统包括：系统初始化模块，其用以进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；数据接收模块，其用以接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；数据项筛选模块，其用以从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；数据质量校验模块，其用以对所述参数序列进行质量校验；自动识别模块，其用以对通过质量校验的参数序列进行自动状态识别；输出模块，其用以输出所识别的状态结果。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，所述自动识别模块还用于：对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，其中，钻速的优先级别设定为最高。根据本专利技术的一个实施例，在用于自动识别钻井井下状态的系统中，针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别包括：步骤1、判断是否有进尺，即ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；对所述参数序列进行质量校验；将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；输出所识别的状态结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：进行系统初始化操作，创建循环并初始化钻井状态参数；接收钻井现场仪器采集的当前钻井状态参数集合；从所述当前钻井状态参数集合中自动挑选用以识别钻井状态所需的参数序列；对所述参数序列进行质量校验；将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别；输出所识别的状态结果。2.如权利要求1所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，用以识别钻井状态所需的参数序列包括：采集时间T、当前井深-MD、钻头位置-BD、转盘转速-RPM、大钩负荷-WOH、钻压-WOB、钻速-ROP、立管压力-SPP。3.如权利要求2所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，将通过质量校验的参数序列输入自动识别模块中进行识别的步骤还包括：对所述参数序列中的各个参数进行识别操作的优先级别设定；按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别，其中，钻速的优先级别设定为最高。4.如权利要求3所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，按照针对所述参数序列中各个参数的优先级别进行自动识别的步骤包括：步骤1、判断是否有进尺，即判断ROP是否为0，设定条件ROP>0.1，条件为真则转步骤2，否则转步骤3；步骤2、判断转盘是否转动，即RPM是否为0，设定条件RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进；步骤3、判断钻头是否在井底，设定条件BD＝MD，条件为真则转步骤4，否则转步骤6；步骤4、判断是否有钻井液泵入，即SPP是否为0，设定条件SPP>0.1，条件为真则转步骤5，否则输出状态参数ST＝溢流检测；步骤5、判断转盘是否转动，设定RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝转盘钻进，否则输出状态参数ST＝滑动钻进或井底循环；步骤6、判断钻头位置是否有变化，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为恒定值，条件为真则转步骤7，否则转步骤10；步骤7、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO>WOB，条件为真则转步骤8，否则转步骤17；步骤8、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则转步骤9，否则转步骤18；步骤9、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则输出状态参数ST＝井下故障处理，否则输出状态参数ST＝非井底循环；步骤10、判断钻头位置是否在增大，即钻头位置BD在最近一段时间内是否为持续增大，条件为真则转步骤11，否则转步骤14；步骤11、判断转盘是否转动，设定条件转盘转速RPM>1，条件为真则转步骤12，否则转步骤13；步骤12、判断是否有钻井液泵入，设定条件立管压力SPP>0.1，条件为真则输出状态参数ST＝划眼，否则输出状态参数ST＝下钻时活动钻具；步骤13、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝下钻时冲洗井壁，否则输出状态参数ST＝下钻；步骤14、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则转步骤15，否则转步骤16；步骤15、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝倒划眼，否则输出ST＝起钻时活动钻具；步骤16、判断是否有钻井液泵入，设定条件SPP>0.1，条件为真则输出ST＝起钻时冲洗井壁，否则输出ST＝起钻；步骤17、判断大钩负荷与钻压的关系，设定条件WHO＝WOB，条件为真则输出ST＝滑钢丝绳，否则输出ST＝滑割钢丝绳；步骤18、判断转盘是否转动，设定条件RPM>1，条件为真则输出ST＝参数检查，否则输出ST＝溢流检测。5.如权利要求4所述的用于自动识别钻井井下状态的方法，其特征在于，在对所述参数序列进行校验之后，对校验通过的参数序列进行单位归一化处理操作。6.一种用以自动识别钻井井下状态的系统，其特征在于，所述系统包括：系统初始化模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传书，陈会年，肖莉，段继男，徐术国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11