wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统在井控实操培训中的应用

赵春雨

中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452

中海油钻井模拟培训中心从2015年年初引进并正式运行wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统，旨在提高钻井专业人员培训质量和效率、降低培训成本。作为展现中海油钻完井数字信息化的窗口，钻井模拟培训中心多次接待国家部委、中石油、中石化及社会各界领导参观调研活动，展示了海油的风采与特点；作为中国石油大学和西南石油大学等石油院校的社会实践基地，多次给石油大学学生进行海洋石油勘探开发流程和钻井基本操作介绍，取得了很好的效果。

钻井模拟培训系统以实际操作为培训主线，可仿真再现钻井作业过程中的井漏、卡钻、井涌等各种钻井复杂情况及事故，培养提高操作技能，提高应对、识别及处理复杂情况的能力。钻井模拟培训中心以模拟培训系统为核心，开发完善了司钻操作、井控实操、卡钻事故预防及处理、井漏的预防及处理等一系列培训课程。4大类20余门钻井模拟器实操技能提升培训课程，可根据培训对象及目的进行课程定制开发，通过教师控制台“导演”井漏、卡钻、井涌等各种钻井复杂情况及事故，提高学员应对、识别及处理复杂情况的能力；以“实际操作”为主导的培训方式，颠覆了传统单向灌输式培训，专业实践的平台使学员参与度体验度更高，既能有效提高钻井技术人员的实际操作能力、加快培养效率和提高培训质量，又能避免传统实际操作带来的安全风险、设备损耗和燃油消耗等问题，实现高效安全经济环保。通过非操作岗位人员体验式培训及操作岗位人员操作技能提高类培训，助力员工理论与实操的双重技能的结合与提升，积累实战经验，加快高级技术人员的培训培养，提高技能水平，减小现场以战代练的操作风险、井控风险。模拟培训系统具有的快速响应以及真实体验感特点，从根本上解决了学员在现场学习时的安全操作问题，标准化考核机制的确立也能为技术人员上岗、岗位配置提供数据支撑和保证。

图1 钻井模拟培训中心全景图

1 井控实操概况

wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统的双司钻椅和井控面板1∶1 还原现场设备，可为学员提供真实体验的井控实操。该系统的主要培训对象为相关钻完井专业技术人员。为保证培训效果会据培训人员名单的工作经历和专业方向明确培训目标，制定相应培训计划；依据培训目标制作培训课程，邀请经验丰富的钻井专家对课件进行审查；根据课程编辑模拟器操作案例，编辑完成后需进行3次以上重复性测试，确保培训案例运行无误。学员在实操练习中需掌握司钻、副司钻的基本操作，压井过程也需在模拟器上进行全部实操。通过全仿真的操作，能给学员带来身临其境的培训体验。经过多年的发展实践钻井模拟培训中心应用wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统已组织110余期井控实操培训，并取得了良好的培训效果。

2 培训内容

为提高培训效率保证培训质量，每期培训人员设定为6人。参加井控培训学员采用2人一组、三组轮流操作教学的方式进行，并邀请具有丰富现场作业经验的钻完井专家担任评委及技术指导。每期培训时间为2天，培训内容为分为三部分。第一部分为理论测评，试题由考核老师出具并进行监考；第二部分为压井施工单讲解练习，加强计算能力提高计算速度；第三部分为学习操作模拟器，认知操作界面和功能按键。三组轮换交叉进行，然后根据自己的培训案例各自进行压井施工单计算。最终进行井控实操考核，考核为处理压井作业全过程，评委根据学员整体表现进行考评。

模拟器实操练习是参加培训学员的重中之重，介绍模拟器功能特点及操作方法，让学员掌握司钻和副司钻的基本操作。学员需在模拟器上练习钻进、起下钻、倒阀门、关井、压井等操作；随后针对钻进和起钻工况下发现溢流、关井，并分别采用“司钻法”或“工程师法”压井操作进行考核。全程由学员进行所有操作。评委老师可随时进行提问考核并对学员的表现进行最终评价。

井控实操考核中，通过培训室教师控制台“导演”设计钻进或起钻过程中发生溢流，面对突发情况，参训学员需判断及时准确，指令明确，根据现场作业条件合理选择压井方式，有序操作防喷器、节流阀等设备成功进行压井。期间，为增强学员的风险意识和临场应变能力，在压井过程中，按照评委要求还临时设置了钻井泵故障、节流阀失效等复杂情况，这就要求学员能够及时准确判断故障类型，并采取正确的处理措施。这样不仅要求学员有着清晰的处理思路，还需要具备沉着冷静的心里素质，大大增加了压井操作的难度，更加贴近现场实际作业，能针对性的提高学员的井控技术水平，达到预期的培训效果。

根据新的井控规范，为了达到更好的培训效果，从2020年以后井控实操培训有以下两点的新变化。

关井方式：根据中海油最新的井控规范，推荐关井方式改为硬关井，我们井控实操培训在这方面也做了相应调整，并为学员解答这种改变的缘由和依据。

压井施工单：使用中海油新版压井施工单。将压井施工单进行调整，增加溢流物体在环空的高度计算，判断溢流类型，更加贴近现场实际。

新的压井施工单计算中增加环空高度计算，进而计算出溢流物体密度，判断出溢流物体类型，对于现场压井过程中调节节流阀控制压力变化有着重要意义。培训中学员在压井操作过程中对压力的控制也更加从容。

图2 井控实操培训现场图

3 参训学员整体表现

参加井控实操培训的人员以钻完井监督为主，涵盖助力监督至总监各个级别，具体分布见图3。不同级别的监督有着不同的培训现场表现。

图3 学员组成情况

对于有着4年以上的监督和总监学员，他们全部参加过IADC或者类似井控培训，对井控的井底常压原理和U型管原理有着清楚的认识，对不同溢流类型的压力变化也较为清楚，对司钻法和工程师法这两种常规压井方式的原理和操作重点也有着清晰的认识。初次压井施工单计算准确率高但耗时较长，经跟学员交流了解到主要是由于平时缺乏练习。他们能准确的根据案例信息选择压井方法，但对于压井中途设置的故障（钻井液泵故障、堵水眼、节流阀堵塞等）判断还需提高，特别是判断后的处理有部分学员不够及时准确，导致出现压漏地层或造成二次溢流。理论考试中基础知识掌握牢靠，对于主观题目有自己的想法和思路。

对于3年以下工作经验较少的副监督和助理监督，他们部分参加过IADC或者类似井控培训，了解井控工作的重要性。对井控理论和常用压井方法理解不够深入，特别是压井操作的控制要点不是十分清楚，仍需培训师进行压井理论介绍和压井操作示范。压井施工单计算小部分人员计算不准确，普遍耗时较长，经跟学员交流了解到主要是由于平时接触少缺乏练习。他们能准确的根据案例信息选择压井方法，但对于评委老师在压井中途设置的故障（钻井液泵故障，堵水眼，节流阀堵塞等）判断准确率不高，特别是判断后的处理有部分学员紧张慌乱，导致出现压漏地层或造成二次溢流。理论考试中一些基础知识不能准确的填写，对于主观发散思维的题目回答较好。

钻井专业和完井专业学员在理论考试方面表现差异不大，在实操方面钻井专业学员表现要好于完井专业学员，且对于指导教师的提问也能更好的回答。

4 后续想法

增加学员观看井控事故案例。在案例介绍中学员通过交流讨论，直观的了解井控失控带来的严重后果，提高对井控工作的重视程度，深刻意识到井控工作的重要性。指导教师对学员进行引导，讲一些他们亲身经历或者石油史的井控事件，让学员了解井控工作就在身边，要从思想上重视井控工作。

针对工作经验少理论知识薄弱的学员增加培训课时，让学员加强理论知识的学习和理解，为之后的实操培训提供坚实的理论基础。

培训效果评价统计，培训结束后进行效果评价追踪，找出培训工作中的不足并加以改善。

增加培训受众，如修井监督，测试监督和钻井平台高岗位操作人员，并根据不同培训人员设置相应的井控实操课程。

制作模拟器操作教学视频，细化分解钻机操作系统操作程序，为钻井船的副司钻、司钻和钻井队长提供钻机操作培训，提高井控相关实操技能，降低井控风险，为他们到新式钻井平台工作打下基础。