石油鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)研究

張偉 張哲 劉洪濤 馬建兵

摘要：石油是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，在現(xiàn)代社會(huì)的政治、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，油井鉆井工程是石油工業(yè)現(xiàn)代工程的重要類型，施工穩(wěn)定性對(duì)石油的開發(fā)和應(yīng)用有著重大影響。因此，本文在鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)進(jìn)行研究過程中，希望能促進(jìn)我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油;鉆井工程;事故;預(yù)警技術(shù)

前言

近年來，在積極的經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中，隨著世界石油勘探技術(shù)的發(fā)展，對(duì)石油的需求正在迅速增長。鉆井工程是完美的，然而，由于設(shè)備應(yīng)用，建筑和管理等的影響，在鉆井工程中仍有一些事故發(fā)生，嚴(yán)重影響工程的安全穩(wěn)定，為了提高采油效率和采油質(zhì)量，必須加強(qiáng)研究和技術(shù)開發(fā)。要實(shí)施科學(xué)的事故預(yù)警技術(shù)，有效保證工程的安全穩(wěn)定，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國石油工程開采技術(shù)發(fā)展迅速，石油工程鉆井技術(shù)開始成熟，工程中發(fā)生事故的可能性大大降低了。由于技術(shù)的不穩(wěn)定性，主動(dòng)操作復(fù)雜的人機(jī)工程學(xué)等，本項(xiàng)目還存在一些事故，并會(huì)對(duì)本項(xiàng)目的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，鑒于此，本文從事故鉆井工程的角度研究了相關(guān)的預(yù)警技術(shù)[1]。

1石油鉆井工程的事故類型

井涌事故。在鉆井工程中，當(dāng)井中串聯(lián)流體壓力小于地層壓力時(shí)，泥漿經(jīng)常不斷地從鉆桿或井中噴出，事故就是所謂的鉆井溢流，一旦鉆井溢流無法及時(shí)控制，將進(jìn)一步擴(kuò)容，直至形成井涌事故，一般可從地層壓力，地質(zhì)條件，鉆井工藝，技術(shù)工藝等方面分析事故原因。

井噴事故。是鉆井工程中的一種嚴(yán)重事故，在鉆井過程中，如果地層與油氣之間的壓力不平衡，形成一些壓差，天然氣或石油會(huì)在井中異常流動(dòng)，在其他地層壓力的作用下或直接從地表流動(dòng)。

崩塌事故。頁巖地層中含有一定量的可溶性鹽和粘土礦物，地層中存在一定的水平張力，在這種情況下，地層穩(wěn)定性易被破壞，導(dǎo)致坍塌，此外，在鉆井過程中，油氣藏或側(cè)壓較高的地層容易發(fā)生坍塌井，對(duì)工程的穩(wěn)定性和安全性影響很大。

泄漏事故，是指鉆井液從井中泄漏到地層身上的一種事故，這種事故在鉆井工程中是常見的，一般事故的原因往往是鉆井施工工程中的不規(guī)范，或者是能量相對(duì)較高的井底壓力，事故發(fā)生后，如果我們不能科學(xué)地處理泄漏問題，一定程度上會(huì)增加泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

2模糊診斷專家系統(tǒng)技術(shù)

2.1診斷設(shè)備故障

診斷設(shè)備故障過程可分為三個(gè)階段，即分析檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障診斷以及預(yù)防和維修。檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這個(gè)環(huán)節(jié)是指對(duì)設(shè)備日常運(yùn)行過程中出現(xiàn)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行全面的監(jiān)控和記錄，在獲取設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種參數(shù)的過程中，傳感器必須充分利用來消除各種參數(shù)干擾，在鉆井設(shè)備中必須充分揭示參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。故障診斷和分析。由于傳感器的應(yīng)用，會(huì)得到很多參數(shù)。通過分析和比較這些參數(shù)，在故障排除原因和情況的過程中，主要針對(duì)相同的內(nèi)容參數(shù)錯(cuò)誤方向。在故障排除過程中，大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將被生成，這將為今后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。預(yù)防和維修，在以上兩個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，并積極開展防治工作，主要是因?yàn)榉较虻氖』蚴?，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行，目前在描述診斷系統(tǒng)的過程中，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)預(yù)算法已不能滿足新時(shí)代的需要，在這種情況下，模糊邏輯及相關(guān)理論可以應(yīng)用于解決模糊問題和故障[2]。

2.2專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一種智能化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，模仿原有的專家思維能力，在解決相關(guān)實(shí)際問題和失敗的過程中，可以基于專家澀味能力的要求。專家系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具有很強(qiáng)的靈活性和啟發(fā)性。知識(shí)庫、推理機(jī)、翻譯等幾個(gè)部分組成，專家系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)都是技術(shù)的體現(xiàn)，目前，預(yù)警技術(shù)專家系統(tǒng)需要一個(gè)口譯員，就這兩個(gè)問題向工作人員報(bào)告。第一個(gè)問題是為什么失敗的問題，通過專家系統(tǒng)發(fā)送給技術(shù)人員;第二個(gè)問題是如何在得出最終結(jié)果的過程中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)。在傳授系統(tǒng)知識(shí)的過程中，主體不僅是專家，也是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，有效地判斷人為錯(cuò)誤。在早期預(yù)警過程中，僅僅依靠人員經(jīng)驗(yàn)的參數(shù)檢測是不能得到良好效果的，通常需要很長時(shí)間才能在一個(gè)相對(duì)較差的環(huán)境中工作。在應(yīng)用專家系統(tǒng)的過程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高預(yù)警效率，而且可以高效運(yùn)行，在長期保存各類預(yù)警數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以促進(jìn)各種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，為預(yù)警功能的完善打下良好的基礎(chǔ)。

3石油鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1智能預(yù)警模型類庫的建立

在應(yīng)用預(yù)警技術(shù)的過程中，無論是在設(shè)計(jì)和制造預(yù)警技術(shù)的過程中，或者在分析物體事故的過程中，這是一個(gè)逐步完善和部署模型的過程。首先，對(duì)象優(yōu)化，生成系統(tǒng)內(nèi)各種對(duì)象之間的行為和相互作用，為了提高構(gòu)造過程中相關(guān)定義的穩(wěn)定性、完整性和清晰性，形成的事件與參數(shù)之間存在著微妙的關(guān)系，基于對(duì)這種關(guān)系的理解，各種行為和事故趨勢有效地聯(lián)系在一起，所確定的標(biāo)準(zhǔn)是有效的。第二，確認(rèn)類型。在預(yù)警技術(shù)模型的設(shè)計(jì)過程中，你通常需要?jiǎng)澐植煌念愋?。例如，超越型?yīng)包括侵入氣體，也應(yīng)包括爆炸流，最后應(yīng)注意匹配設(shè)計(jì)，在構(gòu)建和劃分某類庫的過程中，也應(yīng)應(yīng)用于實(shí)際工作環(huán)境中，在實(shí)踐中，突出該模型的特點(diǎn)[3]。

3.2及時(shí)構(gòu)建石油鉆井工程事故模型

首先，確定事故的某一特殊點(diǎn)。在這個(gè)過程中，我們需要知道事故參數(shù)的細(xì)節(jié)，那么與各種特性的有效聯(lián)系，比如行為和事故參數(shù)的組成部分;其次，當(dāng)發(fā)生一些工程事故比如鉆探時(shí)，以及采伐，設(shè)備等，應(yīng)深入分析事故的內(nèi)容，在得到各因素的關(guān)聯(lián)點(diǎn)后，確定它們之間的關(guān)系，建立了以創(chuàng)造，繼承，涵蓋為主的靜態(tài)關(guān)系;最后，為提高系統(tǒng)模型的包容性，建立關(guān)鍵關(guān)系，及時(shí)構(gòu)建石油鉆井工程事故模型，以便有效處理事故[4]。

總之，石油鉆井工程中的事故問題關(guān)系到工程的穩(wěn)定和安全。實(shí)施現(xiàn)代事故預(yù)警系統(tǒng)是必要的，以便更好地實(shí)現(xiàn)鉆井工程的發(fā)展，預(yù)警技術(shù)在鉆井工程中的應(yīng)用可以大大提高事故預(yù)防水平，在這種方法中，在石油開采過程中，相關(guān)人員的安全將是最好的保障，提高有關(guān)單位的工作效率，降低建設(shè)成本起著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王杰，李廣，朱曉東.基于分層模糊推理的石油鉆井事故預(yù)警系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2014，（21）：177-178;184.

[2]馬鵬鵬，周英操，蔣宏偉，等.現(xiàn)代信息技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用研究—關(guān)于鉆井信息工程學(xué)的探討[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2014（7）：89-95;6.