一种智能钻井施工指导系统及指导方法与流程

本发明涉及智能钻井，具体来说涉及一种智能钻井施工指导系统及指导方法。

背景技术：

1、智能钻井技术是一项新兴技术，旨在提高钻井作业的效率、安全性和经济性。近年来，随着油气勘探开发向深层、深水、复杂油气藏等方向发展，传统的钻井技术已难以满足日益增长的需求。智能钻井技术通过应用大数据、人工智能、物联网等技术，能够实现钻井过程的智能化，为油气勘探开发提供了新的解决方案。

2、传统的钻井技术主要依靠人工经验和现场数据进行决策，存在以下问题：

3、1.效率低：钻井过程复杂，涉及参数多，人工决策效率低，容易造成钻井事故。

4、2.安全性差：复杂地质条件下，钻井风险高，容易发生井漏、卡钻等事故。

5、3.成本高：钻井作业成本高，是油气勘探开发的主要成本之一。

技术实现思路

1、为了解决上述技术方案的不足，本发明的目的在于提供一种智能钻井施工指导系统。

2、本发明的另一目的在于提供一种基于智能钻井施工指导系统钻井指导方法。

3、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

4、一种智能钻井施工指导系统，包括：

5、数据采集与传输模块，采集钻井过程中的数据，并将数据传输到地面；

6、数据处理模块，对采集的数据进行处理和分析；

7、知识库，存储钻井相关的知识和经验；

8、决策模块，根据数据处理模块的分析结果和知识库中的知识和经验，生成决策建议；

9、人机交互模块，将所述生成的决策建议呈现给钻井人员，供钻井人员进行相关钻井操作。

10、在上述技术方案中，所述数据为井下数据和地面数据。

11、在上述技术方案中，所述井下数据包括钻井参数、地层参数、井眼参数和钻头参数。

12、在上述技术方案中，所述地面数据包括钻井液参数、泥浆参数和井控参数。

13、一种钻井指导方法，包括以下步骤：

14、步骤1，通过数据采集模块采集钻井过程中的数据；

15、步骤2，通过数据采集模块对采集的数据进行清洗、滤波和归一化处理，对处理后的数据进行特征提取和降维，对数据进行分析，通过决策模块对数据分析的结果和知识库中的知识和经验生成决策建议，具体包括以下步骤：

16、步骤2.1，对采集的数据进行清洗、滤波和归一化处理，提取以下数据钻头表面面积(ab)、转速(n)、扭矩(t)、钻压(wob)、转速每分钟(rpm)、每分钟单次旋转的冲次(spp)、机械钻速(rop)、钻头使用时间和流入流量，作为数据集，根据机械比能公式：计算mse；

17、步骤2.2，对数据集进行主成分分析pca处理，以减少数据维度并提取主要特征；

18、步骤2.3，将pca处理后的数据进行小波分析，分解去除噪声，并提取pca处理后的数据的详细和粗糙信息；

19、步骤2.4，模型建立与修正：利用pca和小波分析结果，建立初步的钻头磨损预测模型；将mse的计算结果与所述预测模型预测的磨损等级进行对比分析；若mse值对应的磨损值高于模型预测磨损值，表明实际磨损程度高于预测模型的预测磨损程度，此时对预测模型进行调整，以更准确地反映磨损情况；根据调整后的预测模型，结合mse、pca和小波分析的数据，计算当前钻头的磨损等级；

20、步骤2.5，实时预测：在钻探过程中，实时应用mse、pca和小波分析，根据模型预测钻头磨损等级，并及时做出决策建议；

21、步骤3，将得到的决策建议呈现给钻井人员，钻井人员根据该决策建议进行钻井操作，从而对钻井进行相应的指导。

22、在上述技术方案中，所述步骤1中，利用传感器采集井下数据并通过无线或有线方式将采集到的井下数据传输到地面。

23、在上述技术方案中，所述步骤2中，利用大数据技术和人工智能技术对采集到的数据进行分析。

24、在上述技术方案中，所述步骤2中，利用机器学习和人工智能技术对采集到的数据进行分析。

25、本发明的优点和有益效果为：

26、本发明的数据采集与传输模块：利用物联网技术对钻井过程中的各种数据进行实时采集和传输。

27、本发明的数据处理模块，利用大数据和人工智能技术，对钻井数据进行分析，预测钻井风险，优化钻井参数，提高钻井效率，预测钻井过程中可能发生的风险。

28、本发明的决策模块，利用人工智能技术，为钻井决策提供智能化建议，提高钻井效率和安全性，并对钻井过程中可能发生的风险，提供建议，防范风险的发生。

技术特征：

1.一种智能钻井施工指导系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的智能钻井施工指导系统，其特征在于，所述数据为井下数据和地面数据。

3.根据权利要求2所述的智能钻井施工指导系统，其特征在于，所述井下数据包括钻井参数、地层参数、井眼参数和钻头参数。

4.根据权利要求2所述的智能钻井施工指导系统，其特征在于，所述地面数据包括钻井液参数、泥浆参数和井控参数。

5.如权利要求1～4中任一项所述的智能钻井施工指导系统的钻井指导方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤1中，利用传感器采集井下数据并通过无线或有线方式将采集到的井下数据传输到地面。

7.根据权利要求5所述的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤2中，利用大数据技术和人工智能技术对采集到的数据进行分析。

8.根据权利要求5所述的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤2中，利用机器学习和人工智能技术对采集到的数据进行分析。

技术总结本发明公开了一种智能钻井施工指导系统及指导方法。所述智能钻井施工指导系统包括数据采集与传输模块，数据处理模块，知识库，决策模块和人机交互模块。本发明的决策模块，利用人工智能技术，为钻井决策提供智能化建议，提高钻井效率和安全性，并对钻井过程中可能发生的风险，提供建议，防范风险的发生。技术研发人员：林宇舟,陈禹全受保护的技术使用者：天津必捷蓝天科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4