钻井数字孪生技术研究现状及发展趋势_宋先知.pdfVIP

第

52

卷

第

5

期石油钻探技术Vol.52

No.5

2024

年

9

月PETROLEUMDRILLINGTECHNIQUESSep.,

2024

doi:10.11911/syztjs.2024096

引用格式：宋先知，李根生，祝兆鹏，等.

钻井数字孪生技术研究现状及发展趋势[J].

石油钻探技术，2024，52（5）：10−19.

SONG

Xianzhi,

LI

Gensheng,

ZHU

Zhaopeng,

et

al.

Research

status

and

development

trend

of

drilling

digital

twin

technology

[J].

Petroleum

Drilling

Techniques,

2024,

52(5)：10−19.

钻井数字孪生技术研究现状及发展趋势

1,21,22,311

宋先知，

李根生，

祝兆鹏，

马宝东，

张子悦

（1.

中国石油大学（北京）石油工程学院，北京

102249；2.

油气资源与工程全国重点实验室（中国石油大学（北京）），北京

102249；3.

中国石油大

学（北京）机械与储运工程学院，北京

102249）

摘要:在第四次工业革命技术浪潮的推动下，油气钻井行业正朝着信息化、数字化、智能化方向快速发展，钻井数字孪生

技术成为行业前沿与热点。钻井数字孪生技术是将真实钻井工程映射到虚拟空间，建立集成多学科、多物理量、多尺度的钻井

过程全生命周期虚拟仿真模型，实现钻前演练、钻中优化、钻后分析等功能，保障安全、高效、低成本钻进，提高复杂油气储层

钻井效率。在分析数字孪生技术在钻井工程中的应用现状的基础上，将钻井数字孪生分为钻机数字孪生和井筒数字孪生，并

提出钻井数字孪生五维系统架构；同时，分析了钻井数字孪生未来发展趋势，包括钻井数据实时高效传输、地质模型精细表

征、多领域一体化建模与仿真、仿真模型动态自适应更新、机理与数据融合建模、安全高效的人机交互及云边协同软件系统架

构，并提出我国钻井数字孪生技术发展的相关建议。研究结果可为钻井数字孪生技术体系的构建提供参考，对于推动钻井行

业智能化革新具有一定的指导意义。

关键词:钻井工程；数字孪生；系统架构；技术现状；发展趋势

中图分类号:TE242；TE928文献标志码:A文章编号:1001–0890（2024）05–0010–10

ResearchStatusandDevelopmentTrendofDrillingDigitalTwinTechnology

1,21,22,311

SONGXianzhi,LIGensheng,ZHUZhaopeng,MABaodong,ZHANGZiyue

(1.

CollegeofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),