吳嘉亮

摘要：石油鉆井工程是一項高投入、高風(fēng)險的作業(yè)，由于鉆井作業(yè)工序繁瑣，井底狀況復(fù)雜，在施工過程中容易發(fā)生各種工程事故，輕則造成停鉆耽誤鉆井施工進度，重則造成井毀人亡，給企業(yè)造成不可估量的經(jīng)濟損失，帶來不良的社會影響，給企業(yè)造成負面影響。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，我國的石油工程開采技術(shù)也得到了較快的發(fā)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(xiàn)的概率明顯降低，但由于技術(shù)的不穩(wěn)定性、操作的主觀能動性以及面臨情況的復(fù)雜性等因素，致使產(chǎn)生石油鉆井工程事故問題，加強鉆井工程事故的預(yù)警勢在必行。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;工程事故;預(yù)警技術(shù)

1常見的鉆井作業(yè)事故

1.1鉆井井眼事故

最常見的就是井涌、溢流的問題，鉆進過程中當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥诰足@井液柱壓力時，地層空隙中的油氣水就會進入井底環(huán)空，跟隨環(huán)空鉆井液返回地面，出現(xiàn)出口流量大于入口流量的現(xiàn)象稱為溢流。如果溢流沒有被有效控制，鉆井液出口流量會繼續(xù)加劇，呈現(xiàn)涌出的狀態(tài)稱為井涌，若井涌仍然沒有得到有效的控制，出口流量再繼續(xù)加劇，呈現(xiàn)噴出的狀態(tài)稱為井噴，井噴是鉆井過程中十分嚴重的事故，如果井噴再無法控制最終會導(dǎo)致井噴失控，最終導(dǎo)致巨大的財產(chǎn)和人身安全損失。

井漏、井眼坍塌和縮徑也比較常見，井漏是與溢流井涌相反的過程，當(dāng)鉆井過程中大量鉆井液流入地層引發(fā)鉆井液大量損耗稱為井漏。如果對井漏的處理不及時，井漏程度加劇會引起井眼垮塌、卡鉆等事故，要是井漏位置上部有油氣層還可能會引起井噴事故。當(dāng)鉆遇頁巖、黏土地層時，由于遇水這些地層會發(fā)生體積膨脹，如若當(dāng)時鉆井泥漿密度小，進而導(dǎo)致井眼內(nèi)液柱壓力小于井眼壁上的徑向應(yīng)力，進而發(fā)生井眼縮徑，這時起下鉆發(fā)生困難，嚴重時會導(dǎo)致卡鉆。

1.2塌井事故

在石油鉆井工程中，鉆井孔的坍塌稱為塌井事故。塌井的常見原因是在開采過程中，頁巖地質(zhì)層中會有一定程度的可溶氯化鈉和礦物質(zhì)，底層會產(chǎn)生相應(yīng)的水平應(yīng)力。受相關(guān)內(nèi)容的影響，地層穩(wěn)定性波動較大。如果預(yù)警工作做不好，就會造成大面積塌方，嚴重影響施工人員的安全。另外，隨著鉆井深度的增加，地層長期浸泡在鉆井液中，導(dǎo)致地層膨脹、地層剝離等現(xiàn)象。由于井壁穩(wěn)定性差和周圍壓力的壓縮，發(fā)生了井壁坍塌事故。鉆機故障停機時間長，起下鉆時起鉆速度過快，也有可能造成塌井。

2鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)研究

2.1建立科學(xué)的工程事故預(yù)警系統(tǒng)

在石油鉆井工程事故項目范圍內(nèi)還需要加強科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，能夠建立有效的適合本項目使用的預(yù)警系統(tǒng)，建立專家預(yù)警系統(tǒng)可以運用到現(xiàn)代化的智能網(wǎng)絡(luò)手段通過建立數(shù)據(jù)庫的方式，對石油鉆井工程運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時快速的分析，能夠模擬專家思維算法對于一些基礎(chǔ)性的故障進行智能化的處置，給出解決方案。建立專家預(yù)警制度能夠在很大程度上提高問題解決的能力，對于一些基本問題可以實現(xiàn)高效率地解決。專家預(yù)警制度可以面向更加廣闊的受眾范圍，具有公開性的特點，服務(wù)于大眾，推動我國石油鉆井工程事故預(yù)警的成熟化發(fā)展。在進行預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)之時，可以從知識數(shù)據(jù)庫、人才方法庫以及綜合數(shù)據(jù)庫等等角度進行系統(tǒng)的建立，能夠及時地對項目建設(shè)的具體化問題進行反映和分析，與目前時代發(fā)展潮流和背景相結(jié)合，不斷更新數(shù)據(jù)庫中的案例信息，發(fā)展科學(xué)的智能系統(tǒng)。并且在建設(shè)專家預(yù)警系統(tǒng)信息庫之時，還需要保證擁有動態(tài)意識，能夠根據(jù)時代的發(fā)展完善數(shù)據(jù)庫的信息內(nèi)容，促進數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的科學(xué)化發(fā)展。在建立專家預(yù)警系統(tǒng)之時，還需要配備人工客服系統(tǒng)，能夠較為靈活地對詢問人員的工程事故問題進行解答，運用到計算機網(wǎng)絡(luò)的手段，可以結(jié)合多個專業(yè)人員的零散時間，保證人員的順利交接班，更加有利于形成科學(xué)的、智能的、全面的專家預(yù)警系統(tǒng)，提高石油鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)的水平，加強我國石油鉆井工程事故的預(yù)防能力，促進我國工業(yè)建設(shè)的現(xiàn)代化。

2.2多種鉆井事故的綜合預(yù)警研究

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

2.3模糊數(shù)據(jù)處理

模糊數(shù)據(jù)處理是一種應(yīng)用效果良好的智能預(yù)警技術(shù)。它以計算機原理為基礎(chǔ)，利用模糊理論為人工智能提供了一種更有效的解決方案。數(shù)據(jù)采集是模糊數(shù)據(jù)處理的重要基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、全面性和及時性將直接影響模糊數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。在提取鉆機作業(yè)參數(shù)時，可以人工設(shè)置程序，確定參數(shù)采集指標(biāo)。計算機能自動提取符合要求的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)采集完成后，根據(jù)以往石油鉆井工程事故處理經(jīng)驗進行風(fēng)險推斷。模糊數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點是不需要對單個數(shù)據(jù)進行風(fēng)險判斷和故障分析，而是對大量數(shù)據(jù)進行整合，從而盡可能消除干擾因素的影響，保證預(yù)警結(jié)果的可信度。

結(jié)論

總之，實現(xiàn)鉆井作業(yè)零事故是石油企業(yè)安全管理的基本目標(biāo)，是鉆井工程高質(zhì)量、高效率的必要條件?？紤]到事故的多樣性、多發(fā)性和嚴重危害性，必須運用預(yù)警技術(shù)，采取預(yù)防措施，確保人員安全，維護企業(yè)利益?；谀：\斷專家系統(tǒng)預(yù)警技術(shù)，以鉆井設(shè)備實時參數(shù)為分析對象，運用專家系統(tǒng)進行科學(xué)分析和動態(tài)判斷，幫助現(xiàn)場管理人員提前掌握安全事故隱患，并盡快采取對策，防止事故發(fā)生或減少事故損失。從實際應(yīng)用效果來看，模糊診斷專家預(yù)警技術(shù)在預(yù)警的及時性和判斷的準(zhǔn)確性方面具有明顯的優(yōu)勢，具有推廣應(yīng)用價值。

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