石油钻井工程事故的预警技术探究

张忠新

【摘 要】 随着我国经济的发展和社会的进步，对石油的需求数量逐渐上升，我国的石油钻进工程迅速崛起，快速发展，成为了促进我国经济发展的重要因素。然而由于各种原因，我国的石油钻井工程事故频频发生，严重阻碍了其发展，如何在最大程度上降低石油钻井工程事故成为我们当前需要迫切解决的问题。本文旨在针对我国石油钻井事故监测和预报方法进行解析，希望可以以此文章促进我国石油钻井工程的健康發展。

【关键词】 石油；钻井；事故

近些年，我国的综合实力不断增强，国际地位不断提升，对石油资源的需求量也逐渐呈现出上升的趋势，因此，无论是我国的国内的石油钻井采油技术还是国外投资的石油钻井工作都呈现出良好的发展态势。然而近些年的石油钻井工程事故屡见不鲜，因此，石油钻井工程安全性的问题引起了社会各界的高度关注。石油钻井工程事故的监测和预警是优化钻井工作的重要手段之一，笔者将在下文中结合自己几年的工作经验针对石油钻井工程事故的监测和预警技术进行探究，有不足之处，还请指教。

一、简析石油钻井工程及监护系统

石油钻井工程具有高风险性、高耗资性的特点，在石油钻探的过程中很容易发生事故，特别是在新区和复杂层段，一旦发生事故问题就会造成大量人力物力的损失和浪费，这都是非常不利于石油钻探事业发展的因素。如果能够在事故即将发生或者发生初期进行报警或者是警示，则可以在最大程度上预防和控制事故的发生，进而降低损失。如何安全的进行石油钻探工作是工程录井工作的重要组成内容，近些年，随着我国科学技术的不断进步，计算机事业不断发展也已经步入了石油钻井领域，并在其中发挥着重要的作用，智能化的石油钻井工程监测系统之间走进人们的视野之中，并且受到越来越多人的关注。智能化的石油钻井检测系统主要是利用综合录井设备和故事检测软件对钻井工程事故进行实时监测，并且对可能发生的事故进行预报，这样就可以在最大程度上保证钻井工作安全、顺利的进行。这种检测系统主要应用的是人工智能理论，能够在计算机上模拟出人类的思维活动，能够对钻井事故的发生及发展过程进行监测和预报，并且对其复杂的因素进行分析，这样就能提前对事故进行预警，进而减少石油钻进事故带来的浪费和危害。

二、钻井事故监测和预报方法

目前我国常见的石油钻井事故发生原因为钻头磨损、井涌、井喷、井漏等十几种，由于这些不良因素引起的小事故可能导致在钻井的过程中被迫停止，但是一旦造成了大事故就会造成不可挽回的后果。目前最常用的对钻井事故监测的方法就是对钻井工程参数进行分析，其中主要是对钻具振动及综合录井参数的波动性进行分析。

1.分析钻具振动

对于钻具的分析是一项近些年刚刚兴起的新技术，钻具振动指的是在钻井过程中由于钻柱与井壁、钻头与岩石之间的相互作用，最终改变钻具应力产生变化而导致的复杂振动。钻具振动与钻柱及其组成部分的动力学特征有关系，可以利用安装在钻具上面的测量接头或者专门的测量仪器来完成。对于钻具振动的分析，早在上个世纪六十年代就已经开始了，并且在西方发达国家已经研发出了很多监测系统。然而由于我国科技水平有限，并且关于钻具分析领域的研究起步较晚，因此，目前还处于实验阶段。有研究显示，五千赫兹以上的钻柱应力波频谱可以识别岩层和地址的分层信息，这在识别钻遇到地层时是非常重要的；二百赫兹以下的低频率波段则可以提供牙轮钻头的工作情况。不仅如此，对钻具振动进行分析还可以对共振和谐振对钻头或者钻具带来的损害进行预防，尽管对钻具振动的分析是十分重要的，但是该技术只能用于监测有钻头或者钻具引起的事故，对于石油钻井工作中经常发生的其它类型的事故监测和预警能力还有待提升。

2.分析综合录井参数

综合录井参数分析是一种综合分析和处理的技术，主要是针对多种测量参数及其变化的情况，综合录井参数分析可以对钻头的异常情况进行精确分析和判断，还能够对钻具、钻井的异常情况进行实时监测，能够很好的对石油钻井事故及地层压力情况进行分析和预测，在最大程度上减少石油钻井安全事故的发生。然而，目前我国的综合录井参数分析工作主要还都是由人工完成的，重要依靠的是人的经验分析和判断，很少量的工作由计算机自动完成。在人工分析和判断的过程中就难免会出现一些人为差错，由于个人之间知识掌握程度的差异、经验及责任感的不同会导致很多异常情况不容易被发现，或者是不能及时发现。如果要求我们的操作员目不转睛的观察测量数据的变化并且及时做出处理措施是非常难的，针对这种情况，科学家们将注意力转移到了计算机上，试图利用计算机对现场进行实时监测，并且能够对钻井事故的预警和警报问题解决。目前，西方一些发达国家已经研究出了能够对工程进行自动监测和分析的软件并且投入到了使用当中。然而，由于科学技术发展的局限性，目前的自动监测分析软件能够投入运行的领域还不够多，所能够识别和分析的钻井事故类型还比较少，比较单一。

3.专家系统的建立

所谓专家系统，顾名思义，指的就是通过智能计算机网络程序，使计算机能够对人类提前输送的命令来模仿专家的判断能力对其进行分析和判断，最终根据人类的指令要求对问题和故障进行解决。该系统灵活性和启发性都比较好，主要由六个部分组成：知识库、人机界面、推理机、知识库、综合数据库以及解释器。目前，该专家系统只能通过解释器解答技术人员提出的两个问题。第一个是该系统为什么要提出故障问题，第二个问题时计算机技术是怎么获得最后结论的。这就体现出，在石油钻井工程中，该项专家系统不仅要接受人类对其知识的传送，还要对技术人员的故障提问进行解答。由于石油钻井工程师傅的预测及报警工作花费时间较长，且长期处于恶劣的工作环境之中，因此从事这项工作的技术人员每天都要面临巨大的挑战，而专家系统的应用则可以很好的解决这一问题。专家系统的工作不会受到人力与精力的影响，它可以高效率的连续工作，这对于石油钻井工程的事故预防及报警工作都是十分有利的。

三、小结

通过上文的论述，我们可以清晰的认识到对石油钻井工程事故的预警技术进行探究的重要性。我国经济的快速进步和综合实力的不断提升都对石油资源的开采提出了更好的要求，保证石油钻井工程安全、有效的进行是我们当前需要迫切解决的问题。我坚信，天道酬勤，只要我们广大石油钻井工程的工作者恪尽职守，无私奉献，对能够降低石油钻井工程事故的方法和技术进行深入的探究和学习，就一定能够在最大程度上促进我国石油钻井事业的发展。

参考文献：

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