wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓系統在井控實操培訓中的應用

趙春雨

中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司 天津 300452

中海油鉆井模擬培訓中心從2015年年初引進并正式運行wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓系統，旨在提高鉆井專業人員培訓質量和效率、降低培訓成本。作為展現中海油鉆完井數字信息化的窗口，鉆井模擬培訓中心多次接待國家部委、中石油、中石化及社會各界領導參觀調研活動，展示了海油的風采與特點；作為中國石油大學和西南石油大學等石油院校的社會實踐基地，多次給石油大學學生進行海洋石油勘探開發流程和鉆井基本操作介紹，取得了很好的效果。

鉆井模擬培訓系統以實際操作為培訓主線，可仿真再現鉆井作業過程中的井漏、卡鉆、井涌等各種鉆井復雜情況及事故，培養提高操作技能，提高應對、識別及處理復雜情況的能力。鉆井模擬培訓中心以模擬培訓系統為核心，開發完善了司鉆操作、井控實操、卡鉆事故預防及處理、井漏的預防及處理等一系列培訓課程。4大類20余門鉆井模擬器實操技能提升培訓課程，可根據培訓對象及目的進行課程定制開發，通過教師控制臺“導演”井漏、卡鉆、井涌等各種鉆井復雜情況及事故，提高學員應對、識別及處理復雜情況的能力；以“實際操作”為主導的培訓方式，顛覆了傳統單向灌輸式培訓，專業實踐的平臺使學員參與度體驗度更高，既能有效提高鉆井技術人員的實際操作能力、加快培養效率和提高培訓質量，又能避免傳統實際操作帶來的安全風險、設備損耗和燃油消耗等問題，實現高效安全經濟環保。通過非操作崗位人員體驗式培訓及操作崗位人員操作技能提高類培訓，助力員工理論與實操的雙重技能的結合與提升，積累實戰經驗，加快高級技術人員的培訓培養，提高技能水平，減小現場以戰代練的操作風險、井控風險。模擬培訓系統具有的快速響應以及真實體驗感特點，從根本上解決了學員在現場學習時的安全操作問題，標準化考核機制的確立也能為技術人員上崗、崗位配置提供數據支撐和保證。

圖1 鉆井模擬培訓中心全景圖

1 井控實操概況

wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓系統的雙司鉆椅和井控面板1∶1 還原現場設備，可為學員提供真實體驗的井控實操。該系統的主要培訓對象為相關鉆完井專業技術人員。為保證培訓效果會據培訓人員名單的工作經歷和專業方向明確培訓目標，制定相應培訓計劃；依據培訓目標制作培訓課程，邀請經驗豐富的鉆井專家對課件進行審查；根據課程編輯模擬器操作案例，編輯完成后需進行3次以上重復性測試，確保培訓案例運行無誤。學員在實操練習中需掌握司鉆、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，能給學員帶來身臨其境的培訓體驗。經過多年的發展實踐鉆井模擬培訓中心應用wellSIM hiDrill鉆井模擬培訓系統已組織110余期井控實操培訓，并取得了良好的培訓效果。

2 培訓內容

為提高培訓效率保證培訓質量，每期培訓人員設定為6人。參加井控培訓學員采用2人一組、三組輪流操作教學的方式進行，并邀請具有豐富現場作業經驗的鉆完井專家擔任評委及技術指導。每期培訓時間為2天，培訓內容為分為三部分。第一部分為理論測評，試題由考核老師出具并進行監考；第二部分為壓井施工單講解練習，加強計算能力提高計算速度；第三部分為學習操作模擬器，認知操作界面和功能按鍵。三組輪換交叉進行，然后根據自己的培訓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全過程，評委根據學員整體表現進行考評。

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

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

根據新的井控規范，為了達到更好的培訓效果，從2020年以后井控實操培訓有以下兩點的新變化。

關井方式：根據中海油最新的井控規范，推薦關井方式改為硬關井，我們井控實操培訓在這方面也做了相應調整，并為學員解答這種改變的緣由和依據。

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整，增加溢流物體在環空的高度計算，判斷溢流類型，更加貼近現場實際。

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

圖2 井控實操培訓現場圖

3 參訓學員整體表現

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

圖3 學員組成情況

對于有著4年以上的監督和總監學員，他們全部參加過IADC或者類似井控培訓，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，經跟學員交流了解到主要是由于平時缺乏練習。他們能準確的根據案例信息選擇壓井方法，但對于壓井中途設置的故障（鉆井液泵故障、堵水眼、節流閥堵塞等）判斷還需提高，特別是判斷后的處理有部分學員不夠及時準確，導致出現壓漏地層或造成二次溢流。理論考試中基礎知識掌握牢靠，對于主觀題目有自己的想法和思路。

對于3年以下工作經驗較少的副監督和助理監督，他們部分參加過IADC或者類似井控培訓，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，經跟學員交流了解到主要是由于平時接觸少缺乏練習。他們能準確的根據案例信息選擇壓井方法，但對于評委老師在壓井中途設置的故障（鉆井液泵故障，堵水眼，節流閥堵塞等）判斷準確率不高，特別是判斷后的處理有部分學員緊張慌亂，導致出現壓漏地層或造成二次溢流。理論考試中一些基礎知識不能準確的填寫，對于主觀發散思維的題目回答較好。

鉆井專業和完井專業學員在理論考試方面表現差異不大，在實操方面鉆井專業學員表現要好于完井專業學員，且對于指導教師的提問也能更好的回答。

4 后續想法

增加學員觀看井控事故案例。在案例介紹中學員通過交流討論，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。指導教師對學員進行引導，講一些他們親身經歷或者石油史的井控事件，讓學員了解井控工作就在身邊，要從思想上重視井控工作。

針對工作經驗少理論知識薄弱的學員增加培訓課時，讓學員加強理論知識的學習和理解，為之后的實操培訓提供堅實的理論基礎。

培訓效果評價統計，培訓結束后進行效果評價追蹤，找出培訓工作中的不足并加以改善。

增加培訓受眾，如修井監督，測試監督和鉆井平臺高崗位操作人員，并根據不同培訓人員設置相應的井控實操課程。

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