石油鉆井工程事故預警技術研究

摘要：在當前科學技術快速發展的情況下，我國的石油工程開采技術也得到了較快的發展。但在石油開采過程中仍然存在著一系列的危險。雖然事故出現的概率明顯降低，但由于技術的不穩定性、操作的主觀能動性以及面臨情況的復雜性等因素，致使產生石油鉆井工程事故問題，加強鉆井工程事故的預警勢在必行。

關鍵詞：石油鉆井;事故預警;技術

1石油鉆井工程事故的類型分析

鉆井施工過程中，由于井下高溫高壓環境，加之鉆井作業工序復雜，容易出現井涌、井噴、井漏等工程事故，這些都是嚴重威脅石油鉆井工程安全的因素。井涌事故指的是鉆井過程中井筒之中的液柱壓力小于地面層壓力，在這種情況下地層流體進入井筒內，如果這一現象未能得到有效的控制，則會進一步發生井涌事故，釀成大的鉆井事故。針對可能出現的井涌，可以從地層壓力、地質條件以及鉆井技術等幾個方面進行事故的預防，加強石油鉆井工程預警技術的應用。此外，石油鉆井過程中還有可能發生井噴事故，井噴事故是威脅石油鉆井工程安全的重要事故類型，是非常嚴重的事故。在鉆井工程過程中，可能會存在地層異常高壓，導致井底壓力不平衡，壓力差的存在導致地層之中的天然氣或者是石油涌入井筒內，并且在地層壓力的作用之下會致使石油鉆井工程發生井噴事故，一旦發生井噴事故，會對石油鉆井工程項目建設產生十分嚴重的影響，威脅著項目建設的整體進程和項目建設的質量。

2鉆井工程事故預警技術

2.1早期的人為經驗預警

二十世紀八十年代之前，鉆井技術人員可以通過傳感器采集來的數據進行人工判斷鉆井預警，通過主觀判斷分析整個鉆井過程是否有鉆井事故正在發生或者將要發生。這需要鉆井技術人員不僅經驗要豐富，并且責任心也得足夠強，但是無論怎樣畢竟人的精力和經驗都是有限的。到了二十一世紀初，鉆井工程預警實現了應用軟件設置門限閾值進行的預報，但是由于門限參數設置依然受到鉆井技術人員的主觀性影響，關鍵點間接的又回到了鉆井現場專家的經驗和責任心上。

2.2加強智能預警技術中的應用

隨著科學技術的飛速發展，人工智能技術得到了極大的提高。進入人工智能時代以來，我國的智能與工業建設的各個領域有著或深或淺的融合。加強智能預警技術在石油鉆井工程事故中的應用，可以有效提高石油鉆井工程事故預警水平。鉆井工程事故往往與工程項目建設中使用的設備密切相關，因此利用智能因素加強對這些設備運行狀態的監測，可以在一定程度上降低石油鉆井工程事故發生的概率，提高預警技術。在石油鉆井工程施工過程中，可以實現工程施工設備的全過程監控，設備監控系統可以與大數據系統連接。設備的運行狀態可以直接錄入大數據信息系統，對這些信息數據進行及時匯總、分析和匯總。建立適合本工程的石油鉆井工程設備監控系統。設備監控系統需要從狀態控制、風險防范和分析診斷三個方面進行分析，才能有效監控設備的正常運行。

例如，智能傳感器技術可以用來實時監控設備的正常運行狀態，并可以反映在大數據系統中進行實時數據記錄。它還可以設置設備運行的正常參數，一旦設備值發生變化，就可以及時發現問題，加強石油鉆井工程事故的預警水平。問題發生后，可直接與維修部門聯系，減少工程事故風險發現與工程事故風險維修的時間差，為工程施工創造良好的環境，應用智能因素及時定位工程故障位置，并科學尋找解決方案，提高石油鉆井工程建設預警技術水平。

2.3多種鉆井事故的綜合預警研究

石油鉆井過程非常復雜，在鉆井過程中可能發生多種鉆井事故。許多學者和技術人員對鉆井事故進行了全面的預警研究。張正軒等將模糊理論和專家系統應用到鉆井事故預警系統中，構建了具有一定靈活性和適應性的事故模型知識庫。預測結果表明，該方法是理想的，為鉆井事故的預測奠定了基礎。一些學者還建立了基于向量機SVM技術的鉆井事故預測模型，該模型具有利用少量樣本實現高效、準確的性能，特別是對于非線性、復雜的鉆井事故問題。此外，一些學者還應用小樣本、不確定信息的灰色聚類原理對鉆井作業安全問題進行了評價和預測，并取得了一定的成果。

2.4信號預處理

信息技術在石油鉆井中的應用相對較晚。直到20世紀90年代，國內大多數石油企業主要采用人工經驗判斷的方法對采集到的數據和反饋信號進行處理。這種運行模式存在分析處理周期長，事故預警時效性差;還有數據處理結果不準確，對于事故原因、地點判斷不到位。近年來，隨著信息技術在石油鉆井工程中的應用越來越成熟，以計算機為基礎的信號處理已逐漸取代人工作為一種常用的工作方式。例如，采用laida方法建立數據模型，其中假設了一組具有隨機誤差的數據值。通過測量數據得到標準值，并根據概率判斷施工風險區間。最后通過計算機端口輸出完整的安全事故預警模型，并根據模型判斷數據信息。當然，經過預處理后的數據不能作為事故診斷的直接標準，否則可能導致誤報問題。建立預警模型數據庫，將預處理后的數據存儲在數據庫的單個單元中。在專家決策中，至少需要對三組預處理數據進行綜合比較，嘗試從不同角度對故障進行分析，為下一步故障的準確診斷奠定基礎。

結論

綜上所述，實現鉆井作業零事故是石油企業安全管理的根本目標，也是保證鉆井工程高質量、高效率的必要條件。考慮到事故的多樣性、多發性和嚴重危害性，有必要運用預警技術，采取預防措施，確保人員安全，維護企業利益。基于模糊診斷專家系統的預警技術，以鉆井設備運行的實時參數為分析對象，利用專家系統進行科學分析和動態判斷，幫助現場管理人員提前掌握安全事故隱患，盡快采取對策，防止事故發生或減少事故損失。從實際應用效果來看，模糊診斷專家預警技術在預警及時性、判斷準確性等方面具有明顯優勢，具有推廣應用價值。

參考文獻：

[1]吳波.石油鉆井工程事故的預警技術分析與探究[J].石化技術，2019，26（05）：119+124.

[2]鄭思雄.石油鉆井工程事故預警技術分析[J].石化技術，2019，26（05）：352+365.

作者簡介：曲國富，1968年9月出生，男，黑龍江省肇東市，成人大學，畢業于中國石油大學，工程師，目前從事鉆井工程技術工作。