wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)在井控實操培訓(xùn)中的應(yīng)用

趙春雨

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452

中海油鉆井模擬培訓(xùn)中心從2015年年初引進并正式運行wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，旨在提高鉆井專業(yè)人員培訓(xùn)質(zhì)量和效率、降低培訓(xùn)成本。作為展現(xiàn)中海油鉆完井數(shù)字信息化的窗口，鉆井模擬培訓(xùn)中心多次接待國家部委、中石油、中石化及社會各界領(lǐng)導(dǎo)參觀調(diào)研活動，展示了海油的風采與特點；作為中國石油大學(xué)和西南石油大學(xué)等石油院校的社會實踐基地，多次給石油大學(xué)學(xué)生進行海洋石油勘探開發(fā)流程和鉆井基本操作介紹，取得了很好的效果。

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)以實際操作為培訓(xùn)主線，可仿真再現(xiàn)鉆井作業(yè)過程中的井漏、卡鉆、井涌等各種鉆井復(fù)雜情況及事故，培養(yǎng)提高操作技能，提高應(yīng)對、識別及處理復(fù)雜情況的能力。鉆井模擬培訓(xùn)中心以模擬培訓(xùn)系統(tǒng)為核心，開發(fā)完善了司鉆操作、井控實操、卡鉆事故預(yù)防及處理、井漏的預(yù)防及處理等一系列培訓(xùn)課程。4大類20余門鉆井模擬器實操技能提升培訓(xùn)課程，可根據(jù)培訓(xùn)對象及目的進行課程定制開發(fā)，通過教師控制臺“導(dǎo)演”井漏、卡鉆、井涌等各種鉆井復(fù)雜情況及事故，提高學(xué)員應(yīng)對、識別及處理復(fù)雜情況的能力；以“實際操作”為主導(dǎo)的培訓(xùn)方式，顛覆了傳統(tǒng)單向灌輸式培訓(xùn)，專業(yè)實踐的平臺使學(xué)員參與度體驗度更高，既能有效提高鉆井技術(shù)人員的實際操作能力、加快培養(yǎng)效率和提高培訓(xùn)質(zhì)量，又能避免傳統(tǒng)實際操作帶來的安全風險、設(shè)備損耗和燃油消耗等問題，實現(xiàn)高效安全經(jīng)濟環(huán)保。通過非操作崗位人員體驗式培訓(xùn)及操作崗位人員操作技能提高類培訓(xùn)，助力員工理論與實操的雙重技能的結(jié)合與提升，積累實戰(zhàn)經(jīng)驗，加快高級技術(shù)人員的培訓(xùn)培養(yǎng)，提高技能水平，減小現(xiàn)場以戰(zhàn)代練的操作風險、井控風險。模擬培訓(xùn)系統(tǒng)具有的快速響應(yīng)以及真實體驗感特點，從根本上解決了學(xué)員在現(xiàn)場學(xué)習(xí)時的安全操作問題，標準化考核機制的確立也能為技術(shù)人員上崗、崗位配置提供數(shù)據(jù)支撐和保證。

圖1 鉆井模擬培訓(xùn)中心全景圖

1 井控實操概況

wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的雙司鉆椅和井控面板1∶1 還原現(xiàn)場設(shè)備，可為學(xué)員提供真實體驗的井控實操。該系統(tǒng)的主要培訓(xùn)對象為相關(guān)鉆完井專業(yè)技術(shù)人員。為保證培訓(xùn)效果會據(jù)培訓(xùn)人員名單的工作經(jīng)歷和專業(yè)方向明確培訓(xùn)目標，制定相應(yīng)培訓(xùn)計劃；依據(jù)培訓(xùn)目標制作培訓(xùn)課程，邀請經(jīng)驗豐富的鉆井專家對課件進行審查；根據(jù)課程編輯模擬器操作案例，編輯完成后需進行3次以上重復(fù)性測試，確保培訓(xùn)案例運行無誤。學(xué)員在實操練習(xí)中需掌握司鉆、副司鉆的基本操作，壓井過程也需在模擬器上進行全部實操。通過全仿真的操作，能給學(xué)員帶來身臨其境的培訓(xùn)體驗。經(jīng)過多年的發(fā)展實踐鉆井模擬培訓(xùn)中心應(yīng)用wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)已組織110余期井控實操培訓(xùn)，并取得了良好的培訓(xùn)效果。

2 培訓(xùn)內(nèi)容

為提高培訓(xùn)效率保證培訓(xùn)質(zhì)量，每期培訓(xùn)人員設(shè)定為6人。參加井控培訓(xùn)學(xué)員采用2人一組、三組輪流操作教學(xué)的方式進行，并邀請具有豐富現(xiàn)場作業(yè)經(jīng)驗的鉆完井專家擔任評委及技術(shù)指導(dǎo)。每期培訓(xùn)時間為2天，培訓(xùn)內(nèi)容為分為三部分。第一部分為理論測評，試題由考核老師出具并進行監(jiān)考；第二部分為壓井施工單講解練習(xí)，加強計算能力提高計算速度；第三部分為學(xué)習(xí)操作模擬器，認知操作界面和功能按鍵。三組輪換交叉進行，然后根據(jù)自己的培訓(xùn)案例各自進行壓井施工單計算。最終進行井控實操考核，考核為處理壓井作業(yè)全過程，評委根據(jù)學(xué)員整體表現(xiàn)進行考評。

模擬器實操練習(xí)是參加培訓(xùn)學(xué)員的重中之重，介紹模擬器功能特點及操作方法，讓學(xué)員掌握司鉆和副司鉆的基本操作。學(xué)員需在模擬器上練習(xí)鉆進、起下鉆、倒閥門、關(guān)井、壓井等操作；隨后針對鉆進和起鉆工況下發(fā)現(xiàn)溢流、關(guān)井，并分別采用“司鉆法”或“工程師法”壓井操作進行考核。全程由學(xué)員進行所有操作。評委老師可隨時進行提問考核并對學(xué)員的表現(xiàn)進行最終評價。

井控實操考核中，通過培訓(xùn)室教師控制臺“導(dǎo)演”設(shè)計鉆進或起鉆過程中發(fā)生溢流，面對突發(fā)情況，參訓(xùn)學(xué)員需判斷及時準確，指令明確，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件合理選擇壓井方式，有序操作防噴器、節(jié)流閥等設(shè)備成功進行壓井。期間，為增強學(xué)員的風險意識和臨場應(yīng)變能力，在壓井過程中，按照評委要求還臨時設(shè)置了鉆井泵故障、節(jié)流閥失效等復(fù)雜情況，這就要求學(xué)員能夠及時準確判斷故障類型，并采取正確的處理措施。這樣不僅要求學(xué)員有著清晰的處理思路，還需要具備沉著冷靜的心里素質(zhì)，大大增加了壓井操作的難度，更加貼近現(xiàn)場實際作業(yè)，能針對性的提高學(xué)員的井控技術(shù)水平，達到預(yù)期的培訓(xùn)效果。

根據(jù)新的井控規(guī)范，為了達到更好的培訓(xùn)效果，從2020年以后井控實操培訓(xùn)有以下兩點的新變化。

關(guān)井方式：根據(jù)中海油最新的井控規(guī)范，推薦關(guān)井方式改為硬關(guān)井，我們井控實操培訓(xùn)在這方面也做了相應(yīng)調(diào)整，并為學(xué)員解答這種改變的緣由和依據(jù)。

壓井施工單：使用中海油新版壓井施工單。將壓井施工單進行調(diào)整，增加溢流物體在環(huán)空的高度計算，判斷溢流類型，更加貼近現(xiàn)場實際。

新的壓井施工單計算中增加環(huán)空高度計算，進而計算出溢流物體密度，判斷出溢流物體類型，對于現(xiàn)場壓井過程中調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制壓力變化有著重要意義。培訓(xùn)中學(xué)員在壓井操作過程中對壓力的控制也更加從容。

圖2 井控實操培訓(xùn)現(xiàn)場圖

3 參訓(xùn)學(xué)員整體表現(xiàn)

參加井控實操培訓(xùn)的人員以鉆完井監(jiān)督為主，涵蓋助力監(jiān)督至總監(jiān)各個級別，具體分布見圖3。不同級別的監(jiān)督有著不同的培訓(xùn)現(xiàn)場表現(xiàn)。

圖3 學(xué)員組成情況

對于有著4年以上的監(jiān)督和總監(jiān)學(xué)員，他們?nèi)繀⒓舆^IADC或者類似井控培訓(xùn)，對井控的井底常壓原理和U型管原理有著清楚的認識，對不同溢流類型的壓力變化也較為清楚，對司鉆法和工程師法這兩種常規(guī)壓井方式的原理和操作重點也有著清晰的認識。初次壓井施工單計算準確率高但耗時較長，經(jīng)跟學(xué)員交流了解到主要是由于平時缺乏練習(xí)。他們能準確的根據(jù)案例信息選擇壓井方法，但對于壓井中途設(shè)置的故障（鉆井液泵故障、堵水眼、節(jié)流閥堵塞等）判斷還需提高，特別是判斷后的處理有部分學(xué)員不夠及時準確，導(dǎo)致出現(xiàn)壓漏地層或造成二次溢流。理論考試中基礎(chǔ)知識掌握牢靠，對于主觀題目有自己的想法和思路。

對于3年以下工作經(jīng)驗較少的副監(jiān)督和助理監(jiān)督，他們部分參加過IADC或者類似井控培訓(xùn)，了解井控工作的重要性。對井控理論和常用壓井方法理解不夠深入，特別是壓井操作的控制要點不是十分清楚，仍需培訓(xùn)師進行壓井理論介紹和壓井操作示范。壓井施工單計算小部分人員計算不準確，普遍耗時較長，經(jīng)跟學(xué)員交流了解到主要是由于平時接觸少缺乏練習(xí)。他們能準確的根據(jù)案例信息選擇壓井方法，但對于評委老師在壓井中途設(shè)置的故障（鉆井液泵故障，堵水眼，節(jié)流閥堵塞等）判斷準確率不高，特別是判斷后的處理有部分學(xué)員緊張慌亂，導(dǎo)致出現(xiàn)壓漏地層或造成二次溢流。理論考試中一些基礎(chǔ)知識不能準確的填寫，對于主觀發(fā)散思維的題目回答較好。

鉆井專業(yè)和完井專業(yè)學(xué)員在理論考試方面表現(xiàn)差異不大，在實操方面鉆井專業(yè)學(xué)員表現(xiàn)要好于完井專業(yè)學(xué)員，且對于指導(dǎo)教師的提問也能更好的回答。

4 后續(xù)想法

增加學(xué)員觀看井控事故案例。在案例介紹中學(xué)員通過交流討論，直觀的了解井控失控帶來的嚴重后果，提高對井控工作的重視程度，深刻意識到井控工作的重要性。指導(dǎo)教師對學(xué)員進行引導(dǎo)，講一些他們親身經(jīng)歷或者石油史的井控事件，讓學(xué)員了解井控工作就在身邊，要從思想上重視井控工作。

針對工作經(jīng)驗少理論知識薄弱的學(xué)員增加培訓(xùn)課時，讓學(xué)員加強理論知識的學(xué)習(xí)和理解，為之后的實操培訓(xùn)提供堅實的理論基礎(chǔ)。

培訓(xùn)效果評價統(tǒng)計，培訓(xùn)結(jié)束后進行效果評價追蹤，找出培訓(xùn)工作中的不足并加以改善。

增加培訓(xùn)受眾，如修井監(jiān)督，測試監(jiān)督和鉆井平臺高崗位操作人員，并根據(jù)不同培訓(xùn)人員設(shè)置相應(yīng)的井控實操課程。

制作模擬器操作教學(xué)視頻，細化分解鉆機操作系統(tǒng)操作程序，為鉆井船的副司鉆、司鉆和鉆井隊長提供鉆機操作培訓(xùn)，提高井控相關(guān)實操技能，降低井控風險，為他們到新式鉆井平臺工作打下基礎(chǔ)。