石油钻井工程事故预警技术研究

摘要：在当前科学技术快速发展的情况下，我国的石油工程开采技术也得到了较快的发展。但在石油开采过程中仍然存在着一系列的危险。虽然事故出现的概率明显降低，但由于技术的不稳定性、操作的主观能动性以及面临情况的复杂性等因素，致使产生石油钻井工程事故问题，加强钻井工程事故的预警势在必行。

关键词：石油钻井;事故预警;技术

1石油钻井工程事故的类型分析

钻井施工过程中，由于井下高温高压环境，加之钻井作业工序复杂，容易出现井涌、井喷、井漏等工程事故，这些都是严重威胁石油钻井工程安全的因素。井涌事故指的是钻井过程中井筒之中的液柱压力小于地面层压力，在这种情况下地层流体进入井筒内，如果这一现象未能得到有效的控制，则会进一步发生井涌事故，酿成大的钻井事故。针对可能出现的井涌，可以从地层压力、地质条件以及钻井技术等几个方面进行事故的预防，加强石油钻井工程预警技术的应用。此外，石油钻井过程中还有可能发生井喷事故，井喷事故是威胁石油钻井工程安全的重要事故类型，是非常严重的事故。在钻井工程过程中，可能会存在地层异常高压，导致井底压力不平衡，压力差的存在导致地层之中的天然气或者是石油涌入井筒内，并且在地层压力的作用之下会致使石油钻井工程发生井喷事故，一旦发生井喷事故，会对石油钻井工程项目建设产生十分严重的影响，威胁着项目建设的整体进程和项目建设的质量。

2钻井工程事故预警技术

2.1早期的人为经验预警

二十世纪八十年代之前，钻井技术人员可以通过传感器采集来的数据进行人工判断钻井预警，通过主观判断分析整个钻井过程是否有钻井事故正在发生或者将要发生。这需要钻井技术人员不仅经验要丰富，并且责任心也得足够强，但是无论怎样毕竟人的精力和经验都是有限的。到了二十一世纪初，钻井工程预警实现了应用软件设置门限阈值进行的预报，但是由于门限参数设置依然受到钻井技术人员的主观性影响，关键点间接的又回到了钻井现场专家的经验和责任心上。

2.2加强智能预警技术中的应用

随着科学技术的飞速发展，人工智能技术得到了极大的提高。进入人工智能时代以来，我国的智能与工业建设的各个领域有着或深或浅的融合。加强智能预警技术在石油钻井工程事故中的应用，可以有效提高石油钻井工程事故预警水平。钻井工程事故往往与工程项目建设中使用的设备密切相关，因此利用智能因素加强对这些设备运行状态的监测，可以在一定程度上降低石油钻井工程事故发生的概率，提高预警技术。在石油钻井工程施工过程中，可以实现工程施工设备的全过程监控，设备监控系统可以与大数据系统连接。设备的运行状态可以直接录入大数据信息系统，对这些信息数据进行及时汇总、分析和汇总。建立适合本工程的石油钻井工程设备监控系统。设备监控系统需要从状态控制、风险防范和分析诊断三个方面进行分析，才能有效监控设备的正常运行。

例如，智能传感器技术可以用来实时监控设备的正常运行状态，并可以反映在大数据系统中进行实时数据记录。它还可以设置设备运行的正常参数，一旦设备值发生变化，就可以及时发现问题，加强石油钻井工程事故的预警水平。问题发生后，可直接与维修部门联系，减少工程事故风险发现与工程事故风险维修的时间差，为工程施工创造良好的环境，应用智能因素及时定位工程故障位置，并科学寻找解决方案，提高石油钻井工程建设预警技术水平。

2.3多种钻井事故的综合预警研究

石油钻井过程非常复杂，在钻井过程中可能发生多种钻井事故。许多学者和技术人员对钻井事故进行了全面的预警研究。张正轩等将模糊理论和专家系统应用到钻井事故预警系统中，构建了具有一定灵活性和适应性的事故模型知识库。预测结果表明，该方法是理想的，为钻井事故的预测奠定了基础。一些学者还建立了基于向量机SVM技术的钻井事故预测模型，该模型具有利用少量样本实现高效、准确的性能，特别是对于非线性、复杂的钻井事故问题。此外，一些学者还应用小样本、不确定信息的灰色聚类原理对钻井作业安全问题进行了评价和预测，并取得了一定的成果。

2.4信号预处理

信息技术在石油钻井中的应用相对较晚。直到20世纪90年代，国内大多数石油企业主要采用人工经验判断的方法对采集到的数据和反馈信号进行处理。这种运行模式存在分析处理周期长，事故预警时效性差;还有数据处理结果不准确，对于事故原因、地点判断不到位。近年来，随着信息技术在石油钻井工程中的应用越来越成熟，以计算机为基础的信号处理已逐渐取代人工作为一种常用的工作方式。例如，采用laida方法建立数据模型，其中假设了一组具有随机误差的数据值。通过测量数据得到标准值，并根据概率判断施工风险区间。最后通过计算机端口输出完整的安全事故预警模型，并根据模型判断数据信息。当然，经过预处理后的数据不能作为事故诊断的直接标准，否则可能导致误报问题。建立预警模型数据库，将预处理后的数据存储在数据库的单个单元中。在专家决策中，至少需要对三组预处理数据进行综合比较，尝试从不同角度对故障进行分析，为下一步故障的准确诊断奠定基础。

结论

综上所述，实现钻井作业零事故是石油企业安全管理的根本目标，也是保证钻井工程高质量、高效率的必要条件。考虑到事故的多样性、多发性和严重危害性，有必要运用预警技术，采取预防措施，确保人员安全，维护企业利益。基于模糊诊断专家系统的预警技术，以钻井设备运行的实時参数为分析对象，利用专家系统进行科学分析和动态判断，帮助现场管理人员提前掌握安全事故隐患，尽快采取对策，防止事故发生或减少事故损失。从实际应用效果来看，模糊诊断专家预警技术在预警及时性、判断准确性等方面具有明显优势，具有推广应用价值。

参考文献：

[1]吴波.石油钻井工程事故的预警技术分析与探究[J].石化技术，2019，26（05）：119+124.

[2]郑思雄.石油钻井工程事故预警技术分析[J].石化技术，2019，26（05）：352+365.

作者简介：曲国富，1968年9月出生，男，黑龙江省肇东市，成人大学，毕业于中国石油大学，工程师，目前从事钻井工程技术工作。