張忠新

【摘 要】 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)石油的需求數(shù)量逐漸上升，我國的石油鉆進(jìn)工程迅速崛起，快速發(fā)展，成為了促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。然而由于各種原因，我國的石油鉆井工程事故頻頻發(fā)生，嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展，如何在最大程度上降低石油鉆井工程事故成為我們當(dāng)前需要迫切解決的問題。本文旨在針對(duì)我國石油鉆井事故監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)方法進(jìn)行解析，希望可以以此文章促進(jìn)我國石油鉆井工程的健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 石油；鉆井；事故

近些年，我國的綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，國際地位不斷提升，對(duì)石油資源的需求量也逐漸呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，因此，無論是我國的國內(nèi)的石油鉆井采油技術(shù)還是國外投資的石油鉆井工作都呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。然而近些年的石油鉆井工程事故屢見不鮮，因此，石油鉆井工程安全性的問題引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注。石油鉆井工程事故的監(jiān)測(cè)和預(yù)警是優(yōu)化鉆井工作的重要手段之一，筆者將在下文中結(jié)合自己幾年的工作經(jīng)驗(yàn)針對(duì)石油鉆井工程事故的監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)進(jìn)行探究，有不足之處，還請(qǐng)指教。

一、簡(jiǎn)析石油鉆井工程及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

石油鉆井工程具有高風(fēng)險(xiǎn)性、高耗資性的特點(diǎn)，在石油鉆探的過程中很容易發(fā)生事故，特別是在新區(qū)和復(fù)雜層段，一旦發(fā)生事故問題就會(huì)造成大量人力物力的損失和浪費(fèi)，這都是非常不利于石油鉆探事業(yè)發(fā)展的因素。如果能夠在事故即將發(fā)生或者發(fā)生初期進(jìn)行報(bào)警或者是警示，則可以在最大程度上預(yù)防和控制事故的發(fā)生，進(jìn)而降低損失。如何安全的進(jìn)行石油鉆探工作是工程錄井工作的重要組成內(nèi)容，近些年，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)事業(yè)不斷發(fā)展也已經(jīng)步入了石油鉆井領(lǐng)域，并在其中發(fā)揮著重要的作用，智能化的石油鉆井工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間走進(jìn)人們的視野之中，并且受到越來越多人的關(guān)注。智能化的石油鉆井檢測(cè)系統(tǒng)主要是利用綜合錄井設(shè)備和故事檢測(cè)軟件對(duì)鉆井工程事故進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且對(duì)可能發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)報(bào)，這樣就可以在最大程度上保證鉆井工作安全、順利的進(jìn)行。這種檢測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用的是人工智能理論，能夠在計(jì)算機(jī)上模擬出人類的思維活動(dòng)，能夠?qū)︺@井事故的發(fā)生及發(fā)展過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，并且對(duì)其復(fù)雜的因素進(jìn)行分析，這樣就能提前對(duì)事故進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)而減少石油鉆進(jìn)事故帶來的浪費(fèi)和危害。

二、鉆井事故監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)方法

目前我國常見的石油鉆井事故發(fā)生原因?yàn)殂@頭磨損、井涌、井噴、井漏等十幾種，由于這些不良因素引起的小事故可能導(dǎo)致在鉆井的過程中被迫停止，但是一旦造成了大事故就會(huì)造成不可挽回的后果。目前最常用的對(duì)鉆井事故監(jiān)測(cè)的方法就是對(duì)鉆井工程參數(shù)進(jìn)行分析，其中主要是對(duì)鉆具振動(dòng)及綜合錄井參數(shù)的波動(dòng)性進(jìn)行分析。

1.分析鉆具振動(dòng)

對(duì)于鉆具的分析是一項(xiàng)近些年剛剛興起的新技術(shù)，鉆具振動(dòng)指的是在鉆井過程中由于鉆柱與井壁、鉆頭與巖石之間的相互作用，最終改變鉆具應(yīng)力產(chǎn)生變化而導(dǎo)致的復(fù)雜振動(dòng)。鉆具振動(dòng)與鉆柱及其組成部分的動(dòng)力學(xué)特征有關(guān)系，可以利用安裝在鉆具上面的測(cè)量接頭或者專門的測(cè)量?jī)x器來完成。對(duì)于鉆具振動(dòng)的分析，早在上個(gè)世紀(jì)六十年代就已經(jīng)開始了，并且在西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研發(fā)出了很多監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。然而由于我國科技水平有限，并且關(guān)于鉆具分析領(lǐng)域的研究起步較晚，因此，目前還處于實(shí)驗(yàn)階段。有研究顯示，五千赫茲以上的鉆柱應(yīng)力波頻譜可以識(shí)別巖層和地址的分層信息，這在識(shí)別鉆遇到地層時(shí)是非常重要的；二百赫茲以下的低頻率波段則可以提供牙輪鉆頭的工作情況。不僅如此，對(duì)鉆具振動(dòng)進(jìn)行分析還可以對(duì)共振和諧振對(duì)鉆頭或者鉆具帶來的損害進(jìn)行預(yù)防，盡管對(duì)鉆具振動(dòng)的分析是十分重要的，但是該技術(shù)只能用于監(jiān)測(cè)有鉆頭或者鉆具引起的事故，對(duì)于石油鉆井工作中經(jīng)常發(fā)生的其它類型的事故監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力還有待提升。

2.分析綜合錄井參數(shù)

綜合錄井參數(shù)分析是一種綜合分析和處理的技術(shù)，主要是針對(duì)多種測(cè)量參數(shù)及其變化的情況，綜合錄井參數(shù)分析可以對(duì)鉆頭的異常情況進(jìn)行精確分析和判斷，還能夠?qū)︺@具、鉆井的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠很好的對(duì)石油鉆井事故及地層壓力情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，在最大程度上減少石油鉆井安全事故的發(fā)生。然而，目前我國的綜合錄井參數(shù)分析工作主要還都是由人工完成的，重要依靠的是人的經(jīng)驗(yàn)分析和判斷，很少量的工作由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。在人工分析和判斷的過程中就難免會(huì)出現(xiàn)一些人為差錯(cuò)，由于個(gè)人之間知識(shí)掌握程度的差異、經(jīng)驗(yàn)及責(zé)任感的不同會(huì)導(dǎo)致很多異常情況不容易被發(fā)現(xiàn)，或者是不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果要求我們的操作員目不轉(zhuǎn)睛的觀察測(cè)量數(shù)據(jù)的變化并且及時(shí)做出處理措施是非常難的，針對(duì)這種情況，科學(xué)家們將注意力轉(zhuǎn)移到了計(jì)算機(jī)上，試圖利用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且能夠?qū)︺@井事故的預(yù)警和警報(bào)問題解決。目前，西方一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研究出了能夠?qū)こ踢M(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析的軟件并且投入到了使用當(dāng)中。然而，由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的局限性，目前的自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析軟件能夠投入運(yùn)行的領(lǐng)域還不夠多，所能夠識(shí)別和分析的鉆井事故類型還比較少，比較單一。

3.專家系統(tǒng)的建立

所謂專家系統(tǒng)，顧名思義，指的就是通過智能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序，使計(jì)算機(jī)能夠?qū)θ祟愄崆拜斔偷拿顏砟７聦＜业呐袛嗄芰?duì)其進(jìn)行分析和判斷，最終根據(jù)人類的指令要求對(duì)問題和故障進(jìn)行解決。該系統(tǒng)靈活性和啟發(fā)性都比較好，主要由六個(gè)部分組成：知識(shí)庫、人機(jī)界面、推理機(jī)、知識(shí)庫、綜合數(shù)據(jù)庫以及解釋器。目前，該專家系統(tǒng)只能通過解釋器解答技術(shù)人員提出的兩個(gè)問題。第一個(gè)是該系統(tǒng)為什么要提出故障問題，第二個(gè)問題時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)是怎么獲得最后結(jié)論的。這就體現(xiàn)出，在石油鉆井工程中，該項(xiàng)專家系統(tǒng)不僅要接受人類對(duì)其知識(shí)的傳送，還要對(duì)技術(shù)人員的故障提問進(jìn)行解答。由于石油鉆井工程師傅的預(yù)測(cè)及報(bào)警工作花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，且長(zhǎng)期處于惡劣的工作環(huán)境之中，因此從事這項(xiàng)工作的技術(shù)人員每天都要面臨巨大的挑戰(zhàn)，而專家系統(tǒng)的應(yīng)用則可以很好的解決這一問題。專家系統(tǒng)的工作不會(huì)受到人力與精力的影響，它可以高效率的連續(xù)工作，這對(duì)于石油鉆井工程的事故預(yù)防及報(bào)警工作都是十分有利的。

三、小結(jié)

通過上文的論述，我們可以清晰的認(rèn)識(shí)到對(duì)石油鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)進(jìn)行探究的重要性。我國經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步和綜合實(shí)力的不斷提升都對(duì)石油資源的開采提出了更好的要求，保證石油鉆井工程安全、有效的進(jìn)行是我們當(dāng)前需要迫切解決的問題。我堅(jiān)信，天道酬勤，只要我們廣大石油鉆井工程的工作者恪盡職守，無私奉獻(xiàn)，對(duì)能夠降低石油鉆井工程事故的方法和技術(shù)進(jìn)行深入的探究和學(xué)習(xí)，就一定能夠在最大程度上促進(jìn)我國石油鉆井事業(yè)的發(fā)展。

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