(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111450989.2 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中国石油天然气集团有限公司 地址 100007 北京市东城区东 直门北大街9 号 申请人 中国石油集团川庆钻探 工程有限公 司 (72)发明人 杨川　刘世彬　黄伟　吴朗　石庆　 鲜明　刘洋　冯予淇　聂世均　 赵常青　杨向宇　王纯全　曾凡坤　 (74)专利代理 机构 成都中玺知识产权代理有限 公司 5123 3 代理人 邢伟 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01)G06Q 50/02(2012.01) E21B 33/13(2006.01) E21B 47/005(2012.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种固井施工作业远程辅助决策系统和方 法 (57)摘要 本发明提供了一种固井施工作业远程辅助 决策系统和方法， 所述远程辅助决策系统包括固 井施工方案设计模块、 固井施工数据实时采集与 传输模块、 固井施工在线模拟 仿真模块和数据分 析评价与决策模块， 其中， 固井施工方案设计模 块能够存储固井 设计用到的基础数据； 固井施工 数据实时采集与传输模块能够采集固井施工数 据； 固井施工在线模拟仿真模块能够读取基础数 据和固井施工数据进行在线模拟 仿真， 获得当前 固井施工阶段关键井深的动态当量密度； 数据分 析评价与决策模块能够将模拟的动态当量密度 与设计值进行对比， 进行井漏/溢流预警并反馈 辅助决策建议。 本发明具有能够根据现场施工情 况在线进行仿真模拟、 远程把控现场施工质量、 提高工作效率 等优点。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114091375 A 2022.02.25 CN 114091375 A 1.一种固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述远程辅助决策系统包括固 井施工方案设计模块、 固井施工数据实时采集与传输模块、 固井施工在线模拟仿真模块和 数据分析评价与决策模块， 其中， 所述固井施工方案设计模块能够存 储固井设计用到的基础数据； 所述固井施工数据实时采集与传输模块能够实时采集固井施工过程中的固井施工实 时数据； 所述固井施工在线模拟仿真模块能够读取固井施工方案设计模块中的基础数据并结 合固井施工数据实时采集与传输模块采集的固井施工实时数据进 行实时在线模拟仿 真， 获 得当前固井施工阶段关键井深的动态当量密度； 所述数据分析评价与决策模块能够将所述当前固井阶段关键井深的动态当量密度与 固井方案 设计的压力系数进 行对比， 根据对比结果进 行井漏/溢流预警， 并实时反馈辅助决 策建议。 2.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述固井设计 计算需要用到的基础数据包括井身 结构、 井眼轨迹、 井径、 泥浆性能参数、 管串 数据、 扶正器 数据和固井工作液性能参数中至少一种。 3.根据权利要求2所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述井身结构 包括钻头尺寸、 套管尺寸、 钻深、 套管 下深、 对应的钢级、 壁厚和长度中至少一种。 4.根据权利要求2所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述固井工作 液包括前置液、 冲洗液、 水泥浆和后置液中至少一种； 所述管串数据包括套管、 钻杆和固井附件的钢级、 壁厚、 外径、 长度中至少一种。 5.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述辅助决策 建议包括 提高排量、 降低排 量、 提高控压值和降低控压值中至少一种。 6.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述远程辅助 决策系统还包括一体化共享平台， 所述一体化共享平台分别与固井施工数据实时采集与传 输模块、 固井施工在线模拟仿真模块和固井施工方案设计模块连接， 所述固井施工在线模 拟仿真模块通过所述一体化平台读取固井施工方案设计模块存储的基础数据以及接 收固 井施工数据实时采集与传输模块采集的数据。 7.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述在线模拟 仿真模块在模拟计算过程 考虑了井筒温度变化引起的泥浆 性能和固井工作液性能变化。 8.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述实时在线 模拟仿真还 包括模拟计算 不同固井施工阶段的浆柱运移动态图和各阶段的建议控压值。 9.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述固井施工 实时数据包括施工 压力、 施工排 量和流体密度中至少一种。 10.根据权利要求1所述的固井施工作业远程辅助决策系统， 其特征在于， 所述压力系 数包括地层压力系 数、 地层破裂压力系 数、 地层漏失压力系 数和地层坍塌压力系 数中至少 一种。 11.一种固井施工作业远程辅助决策方法， 其特征在于， 所述远程辅助决策方法可通过 如权利要求1～10中任意 一项所述的固井施工作业远程辅助决策系统来实现， 且 包括步骤： 进行固井施工作业， 依次向井内注入前置液 ‑冲洗液‑领浆‑尾浆‑后隔离液 ‑泥浆， 按照权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091375 A 2固井施工设计方案完成注替作业， 并在注替施工的每个阶段利用井施工数据实时采集与传 输模块实时采集压力、 排 量、 密度三个参数； 利用固井施工在线模拟仿真模块读取固井施工数据实时采集与传输模块采集的固井 施工实时数据实时在线模拟仿真获得当前固井施工阶段关键井深的动态当量密度； 数据分析评价和决策模块根据在当前固井施工阶段的动态当量密度与固井方案设计 的压力系数进行对比分析， 完成井漏/溢流预警， 并实时反馈 辅助决策建议。 12.根据权利要求11所述的固井施工作业远程辅助决策方法， 其特征在于， 所述远程辅 助决策方法还包括： 根据钻井设计、 实钻资料、 电测资料和现场办公会要求完成固井施工方案设计， 并生成 相应的固井设计C EM文件， 完成固井施工方案设计模块 准备工作； 完成固井施工地 面流程准备， 连接地 面施工管线、 水泥车和灰 罐。 13.根据权利要求12所述的固井施工作业远程辅助决策方法， 其特征在于， 所述远程辅 助决策方法还包括： 完成压力、 密度、 排 量传感器的安装， 组成固井施工数据实时采集与传输模块； 固井施工作业远程辅助 决策系统读取CEM文件内的固井施工方案设计模块基础数据， 准备按设计进行固井施工作业。 14.根据权利要求11所述的固井施工作业远程辅助决策方法， 其特征在于， 所述完成井 漏/溢流预警， 并实时反馈 辅助决策建议包括： 当模拟仿真得到的当前固井阶段关键井深的动态当量密度大于固井设计的地层漏失 压力系数， 给 出降低控压值或固井施工排 量的反馈建议； 当模拟仿真得到的当前固井阶段关键井深的动态当量密度小于固井设计的地层压力 系数或地层坍塌压力系数， 给 出提高控压值或固井施工排 量的反馈建议。 15.根据权利要求11所述的固井施工作业远程辅助决策方法， 其特征在于， 所述远程辅 助决策方法还包括： 固井技术专家结合固井施工实时数据以及数据分析评价和决策模块分析数据， 给出施 工过程中的专业指导 意见， 严格把控现场施工质量， 避免出现施工风险； 固井施工结束， 保存此次固井施工实时采集的数据和模拟仿真数据， 便于后期进行分 析总结。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091375 A 3