石油钻井工程事故预警技术分析刘涛

石油钻井工程事故预警技术分析刘涛

刘涛

中石化中原塔里木钻井公司新疆库尔勒841000

摘要：改革开放40年来，我国经济快速发展，对能源资源的需求也日益增加，尤其是石油资源需求量与日俱增。科学技术的进步对石油钻井工程提供了新的安全保障，但在钻井过程中依旧存在着许多问题。由于石油钻井工程自身独特的特性，具有很高的安全风险与隐患、钻井施工难度较大，在石油钻井的工程中很容易出现一些安全事故，所以石油钻井工程的事故预警技术分析就显得尤为重要。

关键词：石油钻井；工程事故；预警技术

中图分类号：TE28文献标识码：A

1引言

石油资源是经济社会发展的重要支持，在城市化建设、科学技术研究、市场环境平衡等方面都能起到重要作用，其开采过程中的钻井工程事故危害较大，情节严重时不仅影响经济效益，同时还会给施工人员身心造成严重危害。为减少此类问题发生的可能性，就必然要应用合理的预警手段，从源头上做好防控。

2石油钻井工程的事故类型

2.1井喷事故

井喷事故是钻井过程中最严重的事故，该事故在外界因素的影响下，还可能会出现火灾爆炸问题，因此，必须严格降低该种事故出现的几率，同时，在出现该种事故时也必须及时采取有效手段解决。在进行钻井工作的过程中，如果地层压力与油气资源压力之间存在一定的压差，则地层中的油气资源将向井中聚集，同时，在地层压力的作用下，井内的油气资源将喷出井口，这就是井喷事故。

2.2钻井坍塌、井漏

钻井坍塌事故的产生可能是地质引发的，如果地层中含有盐岩层，那么其会在某温度压力下进行蠕变，其蠕变的速度会受到水平力、垂直力以及其自身深埋的影响，经过蠕变后，盐岩层易流动，很容易出现钻井坍塌事故。若是钻井液的密度较高，那么其渗入速度及渗入量会增加，从而出现井漏，这使得地层矿物被不断溶解，井壁四周土层强度减弱，出现坍塌事故。另外地质也与井漏之间存在着一定的关联，如果地层的孔隙率大、易溶性高或是岩层易出现裂缝，当钻井液渗透到其中，就会发生井漏。如果泵与钻等设备操作不当，影响了井下压力，也会出现井漏。

2.3钻头型事故

石油钻井工程所用钻头通常是牙轮式和刮切式这两种类型，这两类钻头所产生的事故也就分别为牙轮式钻头事故和刮切式钻头老化型事故。牙轮式钻头事故经常是由于钻头破损和不正确安装水眼以及堵水管的不规范操作导致的；刮切式钻头老化型事故是由于钻头经常与岩石摩擦造成钻头老化，从而导致了钻头的无法使用。在钻井工程中，为了减少这类事故的发生，施工人员就必须对这两类钻头的使用方法和保养方法非常熟悉并且按照钻头的正常使用方法加以使用，规范地操作钻头对石油钻井工程安全十分重要。

2.4井漏事故

当钻井过程中使用的钻井液从井眼进入地层所引发的事故就是井漏事故，这也是钻井过程中最常见的事故。当出现井漏事故时，且没有及时采取有效措施解决该问题时，则会对地层中的油气资源产生一定的污染，同时也会使得油气开发效率受到一定的影响。一般情况下，该事故的出现都是由于钻井工作设计不合理所引起，同时，如果井内的压力相对较高，也会对井漏问题产生一定的影响。

3石油钻井工程事故预警技术构建

3.1模糊数据处理

模糊数据处理是目前应用成果较好的一种智能化预警技术，其建立在计算机原理基础之上，利用模糊化的理论给人工智能提供更加高效的解决路径。模糊数据处理也可以称为专家思维诊断，通过模仿人工处理操作，对工程项目采取把控，人们可以在前期向计算机设定指令，然后系统在处理数据时就会自动模仿其执行效果，然后做出事故风险推断。模糊数据处理技术优势较为明显，其动态性良好，能灵活使用，同时应用过程透明化。从技术结构上分析，其包含了人机互动、推理设备、数据储备库、综合数据传输以及智能解释器等多方面内容。石油钻井工程执行环境较为恶劣，技术人员操作风险较大，如果仅靠数据以及施工经验则无法全方位的对风险进行预警处理，所以就需要不受外界因素影响的专家系统来判断，在计算机推算结论输出过程中，知识实现了传输，可提供给技术人员更全面的参考意见。该系统对外界环境适应效果稳定，只要网络技术能够通信，就可以连续作业，同时系统还能够保存以往数据经验，更新自身资源库，不断在网络上筛选、吸收新型操作技术，提高整体预警效果。

3.2智能技术预警

石油钻井工程中的许多事故都与施工设备有着密切关系，智能技术预警可对设备故障进行判断分析。如上述的钻头事故就是由于设备问题导致的，因此对于这类的设备问题，就可以通过定期地对设备的运行状况进行监督检查，从而达到事故预警的效果。同时，若想对设备故障进行预警，则必须在设备运行状态监控、治理预防、分析诊断三个方面下足功夫。首先，监控人员可以通过传感器对正常工作状态下的设备进行实时动态的监控，并记录运行过程中的每项参数数据。在此基础上，以正常运行状态时的参数数据为样本，将以后所获取的数据与样本数据加以对照，采用对比分析法判断设备故障的原因和位置。通过对故障原因和位置的正确判断，及时采取正确合理、科学有效的解决办法。该技术的运用对设备故障问题的预警具有一定的积极作用。

3.3专家预警系统

随着计算机技术的发展，各个领域都已经进行了智能控制研究，石油领域也不例外，所谓专家预警系统也就是智能控制的一部分。在该系统中，建立完善的云端数据库，同时，也需要设计合理的智能算法，该算法的主要作用是对专家的思维进行有效的模拟，从而当钻井工作出现问题时，可以将问题情况输入到数据库中，通过智能算法模拟推断，及时判断钻井事故出现的原因及位置，并给出合理的解决措施。该项技术使用以后，能使得钻井故障问题得到快速有效的处置，从而使得事故危害极大降低。

3.4信号预处理

21世纪，石油钻井工程预警开始升级成为了软件参数预处理模式，利用计算机技术对可疑参数进行预报，精准度得到了很大提升，但参数范围的设置还是需要专家进行分析，主观程度依然存在。如今，信号预处理技术开始趋近成熟，其中包括信号失真判断和滤波处理，一般可采用拉伊达方法，建立数据模型，然后在其中假定有一组存在随机误差的数据值，然后通过对此数据进行测算得到标准数值，按照概率判断施工风险存在的区间，然后不断减少区间范围，对于范围外的数据提高重视，并适当剔除整改，最终通过计算机端口输出完整的安全事故预警模型，根据模型判断数据信息。

4结束语

目前我国钻井设备、工艺都已经相对成熟，钻井效率也得到了一定程度的提高，如何保障钻井安全成为了一项重大难题。尽管油田单位采取了一定的措施保障钻井安全，但是，这些措施无法从根本上解决事故问题，因此，十分有必要对钻井过程进行监控，并制定专门的事故预警体系。油田单位应从智能预警技术、专家预警系统以及预警系统的实现三方面入手，采取各种有效措施，建立合理的预警技术体系，为保障钻井安全奠定基础。

参考文献：

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