钻井液智能坐岗系统研发记
2024年2月26日凌晨4时，位于四川乐山的金山105H井顺利完钻，刘明坤收到来自重庆钻探的反馈：“胜利天工的这套钻井液智能坐岗系统真的管用，帮我们解决了大问题！”这对胜利石油工程公司智能信息技术支持中心钻井液智能坐岗系统研发团队来讲，无疑是最大的肯定。
该系统自2022年立项，历经一年多的研发，前期已在胜利石油工程公司内部的胜利东部、西南工区和海洋平台等不同工区进行了应用。金山105H井是它第一次走出胜利，获得外部市场的认可，是这个新产品已经趋于成熟的重要标志。
小荷才露尖尖角
2022年8月25日，中国石化胜利济阳页岩油国家级示范区揭牌，牛页一区成为整个行业关注的焦点，胜利工程公司也拿出了看家本领，自动猫道、铁钻工、机械臂、自动排管机等自动化产品悉数上阵，精细控压、旋转导向、高效PDC钻头等高科技产品一一亮相，钻井液智能坐岗系统也在牛页一区崭露头角。
牛页一区井下地层极为复杂，对压力极为敏感，钻井液密度高于2.15g/cm³时发生漏失，低于2.14g/cm³则发生严重油气侵，密度窗口极窄。这就要求泥浆工加大测量频率，平常15分钟测量一次钻井液参数，在钻遇复杂地层时要3~5分钟测量一次，有些数据不能直接测得，还要经过计算，导致这一次的结果还没出来就得测量下一组数据了。
如果还用传统的测量方法必然会影响识别溢流漏失的效率，延误发现井控风险的时机。此时，钻井液智能坐岗系统就体现出它的最大优势。它以传感器代替人工采集方式，有效解决了测量手段导致的测量误差较大问题，并以智能化算法程序替代人工测量和计算，避免了迟报、误报、漏报问题。
智能坐岗系统还展现出了超预期的功能，及时精准提示溢流漏失量，为现场精细倒浆、压水眼、替浆作业提供了可靠的数据支持，保障安全快速钻进，助力70169SL创下29.5天钻井周期记录。
智能坐岗系统在牛页一区一战成名。
系统研发四人组
胜利石油工程公司智能信息技术支持中心就是智能坐岗系统的发源地，智能研发中心主任师成冠琪是项目主要负责人，别看他今年只有35岁，从事科研工作已经十二年了。
成冠琪学的是化学专业，毕业后在钻井工艺研究院油化所从事钻井液相关科研工作，后来又参与数字化转型，投身石油工程信息化事业。一切似乎都是冥冥之中注定，立项的时候，他很自然的就想到了钻井液智能坐岗系统，刚好可以把他这些年的泥浆技术和信息化经验整合在一起。
后来加入进来的“九零后”工程师宋文文是电气自动化编程高手，有钻井队实习经历，稍年长一点的刘明坤也只有40岁，但有着丰富的现场实践经验，在仪器仪表设计上颇有心得。李玉红是团队中唯一一位女同志，负责功能设计和软件开发工作，技术水平高超，做事风格沉稳。四人在软件、硬件、现场各有所长，并且都对钻井作业流程有相当深入的了解，这才是科研向实践转化过程中实用性的根本保证。他们有一个共同的信念，那就是做真正对现场有价值的科研，为现场解决实际问题。
他们先从数据收集入手，尽可能多的收集数据，采用更先进的测量仪器。因为有实践经验，他们知道传统测量手段的弊端，比如测量液位时，传统尺量误差大，操作不方便；机械浮球的测量精度差，且会由于泥浆包裹导致不敏感。于是，他们选择了超声波仪器测量液位。除此之外，他们还把地质录井的测量数据也集成进来，加大数据采集量，保证一定的数据冗余度，从而提高系统的可靠性。
数据采集回来，如何让数据说话，把数据变成现场施工人员能看懂的语言才是最关键的。负责电气自动化编程的宋文文每天的工作就是写代码、跑现场测程序，面对海量的数据，要找出数据与现场业务间的逻辑关系，把它们不断的计算重组，让它们以最直白、最可靠的形式展现在操作界面上。仅“人工灌浆量计算”这一条功能，就要519条代码，整套程序有不下3万条代码。程序运行一遇到算法推演结果与现场数据对不上，他就要在这3万条代码里找出原因，修改，再运行，再修改。
程序核心算法开发完，宋文文觉得终于可以到现场应用了，刘明坤却成为第一个提出问题的人。他有丰富的现场经验，往往会根据现场可能发生的工况提出更复杂的需求，以确保系统的应对能力。比如起下钻环空里的液位变化，如何自动识别起钻动作，甚至包括各种复合钻具对液量变化的影响等等，他们设计了3大类工况，4个成熟业务，共计70多种场景，几乎涵盖了泥浆工现场作业所有常见业务状况。
先后改过100多个版本，他们已记不清熬过多少个通宵，在枯燥的数据和代码之间反复纠缠，其中的痛苦和纠结是常人难以理解的。但当程序在现场运行稳定，操作界面清晰明朗，操作简便易学，他们内心的喜悦也是常人难以体会的。
系统越智能操作越简便
系统首秀就在牛页一区，安装在黄河钻井70169队。他们先把硬件安装好，考虑到井队搬家，他们把数据采集仪器都做成即拔即插式，安装简便易学。安装完已是晚上，本想等明天再教泥浆工使用，没想到，第二天刚到井上，泥浆组长刘岩岩就笑着对他说：“你们这套系统挺好用！”“啊？已经用上了？还没教你怎么操作呢。”“这还用教？一看就会。”
很快，同一井场的其他队伍也眼热起来，纷纷要求安装智能坐岗系统。这套系统不只能展示实时数据，还能自动绘制曲线，并按照1min/5min/15min自动生成坐岗报表，相当于一个昼夜值守、片刻无休的“泥浆工”。该系统还可以根据需要启用自动灌浆功能，井筒灌满返浆后自动停泵，避免灌浆不及时发生溢流风险；在下钻时提供了自动倒浆功能，避免计量罐满罐钻井液溢出罐面。可以说大大降低了泥浆工的劳动强度，提高了工作效率和准确性，绝对称得上是泥浆工的“好帮手”。
该系统不只为泥浆工提供帮助，也为司钻、技术员等管理人员提供了数据支持。它不只可以发出预警，还可勾选任一时间段生成泥浆液量和录井数据历史曲线，方便追溯，为井下复杂处理提供可靠数据。
金山105H井在4200米左右钻遇断层，共发生20余次井漏，智能坐岗系统及时发出漏失预警，井队人员立即调整钻井液泵送流量，减少了大量漏失油基钻井液造成的损失。在完钻的第一时间发来反馈，感激之情溢于言表，成冠琪也难掩激动的心情：“作为一名科研人员，最开心的不就是自己研发的产品能真正用得上吗？这就是我们的价值所在！”
目前，成冠琪团队正在进一步完善现有系统，拓展系统功能，提高数据分析利用率，适配更多业务场景，加速产品产业化落地、规模化推广。他们将乘着数智化转型的东风，在科研成果转化上奏响一支青春进行曲。（中石化胜利石油工程公司智能信息技术支持中心 李亚男 江川）
