本技術(shù)涉及井工程數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的方法、系統(tǒng)及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代鉆井工程中，隨著井下作業(yè)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)的增加，鉆井過(guò)程中產(chǎn)生了大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括鉆頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、井下壓力、井眼軌跡以及其他關(guān)鍵參數(shù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控和決策至關(guān)重要。然而，盡管鉆井過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)往往僅用于即時(shí)監(jiān)控和簡(jiǎn)單的后期分析，缺乏系統(tǒng)化和有效的回放機(jī)制。

2、現(xiàn)有技術(shù)中在分析過(guò)去的鉆井?dāng)?shù)據(jù)時(shí)，往往只提供靜態(tài)的或簡(jiǎn)化的視圖，這種局限性使得工程師在回溯鉆井過(guò)程時(shí)，難以全面理解井下發(fā)生的情況，特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆井作業(yè)中，無(wú)法通過(guò)回放數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確還原當(dāng)時(shí)的作業(yè)情景。這不僅降低了鉆井?dāng)?shù)據(jù)的分析效率，還可能遺漏重要的井下信息，從而影響作業(yè)決策的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的方法、系統(tǒng)及相關(guān)裝置，用于解決傳統(tǒng)鉆井?dāng)?shù)據(jù)分析中無(wú)法有效回溯和還原復(fù)雜鉆井過(guò)程的難題。

2、本技術(shù)第一方面提供了一種鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的方法，包括：

3、獲取以秒為單位記錄的鉆井現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)；

4、對(duì)井筒進(jìn)行測(cè)量得到測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并根據(jù)所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)創(chuàng)建井眼軌跡；

5、根據(jù)所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)和所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)，所述井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)包括巖性、層位、套管層序和固井開(kāi)次；

6、根據(jù)所述井眼軌跡和所述井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)建可視化數(shù)字井筒；

7、根據(jù)回放時(shí)間范圍確定回放時(shí)間軸，并根據(jù)所述回放時(shí)間軸和所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)篩選鉆井回放數(shù)據(jù)；

8、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)。

9、可選的，所述鉆井回放數(shù)據(jù)包括鉆具回放數(shù)據(jù)，所述以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)，包括：

10、創(chuàng)建鉆具組合，并初始化所述鉆具組合中的鉆頭預(yù)設(shè)體；

11、根據(jù)所述鉆具回放數(shù)據(jù)擬合所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)；

12、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸結(jié)合所述鉆具組合和所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行回放。

13、可選的，所述根據(jù)所述鉆具回放數(shù)據(jù)擬合所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)，包括：

14、通過(guò)所述鉆具回放數(shù)據(jù)確定所述鉆頭預(yù)設(shè)體在所述井眼軌跡的樣條曲線(xiàn)上的映射位置；

15、在所述映射位置上計(jì)算所述樣條曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向，并根據(jù)所述切線(xiàn)方向調(diào)整所述鉆頭預(yù)制體的方向。

16、可選的，所述方法還包括：

17、基于所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算所述鉆頭預(yù)設(shè)體的磨損程度和疲勞狀態(tài)；

18、所述以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸結(jié)合所述鉆具組合和所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行回放，包括：

19、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸結(jié)合所述鉆具組合和所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行回放，并根據(jù)所述鉆頭預(yù)設(shè)體的磨損程度和疲勞狀態(tài)動(dòng)態(tài)更新所述鉆頭預(yù)設(shè)體的顯示效果。

20、可選的，所述方法還包括：

21、根據(jù)所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化分析，生成優(yōu)化鉆井路徑；

22、以所述可視化數(shù)字井筒為載體展示所述優(yōu)化鉆井路徑。

23、可選的，所述方法還包括：

24、在所述鉆井回放數(shù)據(jù)中識(shí)別并標(biāo)記異常事件以及與所述異常事件相關(guān)的目標(biāo)特征，所述異常事件包括異常壓力波動(dòng)、鉆頭損壞、泥漿流量異常和井壁坍塌；

25、所述以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)，包括：

26、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)增強(qiáng)所述異常事件和所述目標(biāo)特征的可視化表現(xiàn)。

27、可選的，所述鉆井回放數(shù)據(jù)還包括：地面大鉤高度回放數(shù)據(jù)、池體積回放數(shù)據(jù)、泵沖回放數(shù)據(jù)和泵運(yùn)行狀態(tài)回放數(shù)據(jù)。

28、本技術(shù)第二方面提供了一種鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的系統(tǒng)，包括：

29、獲取單元，用于獲取以秒為單位記錄的鉆井現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)；

30、創(chuàng)建單元，用于對(duì)井筒進(jìn)行測(cè)量得到測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，并根據(jù)所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)創(chuàng)建井眼軌跡；

31、確定單元，用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)和所述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)，所述井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)包括巖性、層位、套管層序和固井開(kāi)次；

32、構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述井眼軌跡和所述井筒構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)建可視化數(shù)字井筒；

33、篩選單元，用于根據(jù)回放時(shí)間范圍確定回放時(shí)間軸，并根據(jù)所述回放時(shí)間軸和所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)篩選鉆井回放數(shù)據(jù)；

34、回放單元，用于以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)。

35、可選的，所述回放單元具體用于：

36、創(chuàng)建鉆具組合，并初始化所述鉆具組合中的鉆頭預(yù)設(shè)體；

37、根據(jù)所述鉆具回放數(shù)據(jù)擬合所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)；

38、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸結(jié)合所述鉆具組合和所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行回放。

39、可選的，所述回放單元具體還用于：

40、通過(guò)所述鉆具回放數(shù)據(jù)確定所述鉆頭預(yù)設(shè)體在所述井眼軌跡的樣條曲線(xiàn)上的映射位置；

41、在所述映射位置上計(jì)算所述樣條曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向，并根據(jù)所述切線(xiàn)方向調(diào)整所述鉆頭預(yù)制體的方向。

42、可選的，所述系統(tǒng)還包括：

43、計(jì)算單元，用于基于所述實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算所述鉆頭預(yù)設(shè)體的磨損程度和疲勞狀態(tài)；

44、所述回放單元具體還用于：

45、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸結(jié)合所述鉆具組合和所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行回放，并根據(jù)所述鉆頭預(yù)設(shè)體的磨損程度和疲勞狀態(tài)動(dòng)態(tài)更新所述鉆頭預(yù)設(shè)體的顯示效果。

46、可選的，所述系統(tǒng)還包括：

47、優(yōu)化單元，用于根據(jù)所述鉆頭預(yù)設(shè)體的工況狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化分析，生成優(yōu)化鉆井路徑；以所述可視化數(shù)字井筒為載體展示所述優(yōu)化鉆井路徑。

48、可選的，所述系統(tǒng)還包括：

49、識(shí)別單元，用于在所述鉆井回放數(shù)據(jù)中識(shí)別并標(biāo)記異常事件以及與所述異常事件相關(guān)的目標(biāo)特征，所述異常事件包括異常壓力波動(dòng)、鉆頭損壞、泥漿流量異常和井壁坍塌；

50、所述回放單元具體還用于：

51、以所述可視化數(shù)字井筒為載體，基于所述回放時(shí)間軸播放所述鉆井回放數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)增強(qiáng)所述異常事件和所述目標(biāo)特征的可視化表現(xiàn)。

52、可選的，所述鉆井回放數(shù)據(jù)還包括：地面大鉤高度回放數(shù)據(jù)、池體積回放數(shù)據(jù)、泵沖回放數(shù)據(jù)和泵運(yùn)行狀態(tài)回放數(shù)據(jù)。

53、本技術(shù)第三方面提供了一種鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的裝置，所述裝置包括：

54、處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元以及總線(xiàn)；

55、所述處理器與所述存儲(chǔ)器、所述輸入輸出單元以及所述總線(xiàn)相連；

56、所述存儲(chǔ)器保存有程序，所述處理器調(diào)用所述程序以執(zhí)行第一方面以及第一方面中任一項(xiàng)可選的鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的方法。

57、本技術(shù)第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上保存有程序，所述程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行第一方面以及第一方面中任一項(xiàng)可選的鉆井工程數(shù)據(jù)數(shù)字孿生回放的方法。

58、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

59、通過(guò)將鉆井過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，生成精確的井眼軌跡和井筒構(gòu)造，并構(gòu)建可視化數(shù)字井筒以對(duì)井下結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體化呈現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)確定回放時(shí)間軸并進(jìn)行鉆井回放數(shù)據(jù)的篩選和播放，使得整個(gè)鉆井回放過(guò)程更加精準(zhǔn)和高效，避免了信息冗余，并保證了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確還原。

60、本技術(shù)通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，將實(shí)際鉆井?dāng)?shù)據(jù)與虛擬模型緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鉆井過(guò)程的精確回放，解決了傳統(tǒng)鉆井?dāng)?shù)據(jù)分析中無(wú)法有效回溯和還原復(fù)雜鉆井過(guò)程的難題，使得相關(guān)人員能夠更直觀、全面地理解鉆井過(guò)程中發(fā)生的各類(lèi)情況。尤其是在面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，能夠通過(guò)鉆井回放準(zhǔn)確定位問(wèn)題所在，為后續(xù)的分析、優(yōu)化和決策提供了準(zhǔn)確支持。