修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)研究與應(yīng)用

摘要：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)修井作業(yè)具體情況，開(kāi)發(fā)一套修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)，把油田開(kāi)發(fā)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和成功做法匯集在一起，并通過(guò)各種途徑把有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)專(zhuān)家關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)修井的具有代表性的工藝方法歸納總結(jié)，形成典型案例，供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員參考借鑒，還可以對(duì)新分大學(xué)生、不具備該專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和技能提高，使其在短期內(nèi)獲得足夠?qū)I(yè)知識(shí)，并使知識(shí)得以累積和擴(kuò)充，對(duì)提高國(guó)內(nèi)修井作業(yè)水平具有重要現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)開(kāi)發(fā)修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)，可以積累與傳播專(zhuān)家們的知識(shí)，降低打撈作業(yè)費(fèi)用，為人員培訓(xùn)和決策提供支持，幫助解決生產(chǎn)作業(yè)中遇到的各種各樣的實(shí)際問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè) 系統(tǒng)推理機(jī)

0 引言

油田經(jīng)過(guò)分開(kāi)分立以來(lái)，一方面由于我處拓寬外部市場(chǎng)，作業(yè)隊(duì)伍相應(yīng)增多，導(dǎo)致工程技術(shù)人員的嚴(yán)重匱乏。另一方面，作業(yè)隊(duì)伍吸收了一大批新生力量，但是由于這些技術(shù)人員普遍缺少工作經(jīng)驗(yàn)，而又少了老技術(shù)人員的幫帶環(huán)節(jié)，致使作業(yè)隊(duì)伍的整體作業(yè)水平不斷下滑。因此我們組織科研人員，經(jīng)過(guò)一年多的調(diào)研、論證，研究開(kāi)發(fā)出一套《修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)》，用以彌補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的匱乏和經(jīng)驗(yàn)的不足。該系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首個(gè)修井專(zhuān)家系統(tǒng)軟件。該軟件集合了國(guó)內(nèi)修井領(lǐng)域眾多修井專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，用于解決修井作業(yè)中存在的工程技術(shù)人員短缺、技術(shù)力量薄弱、油田修井作業(yè)遇到的情況千差萬(wàn)別，沒(méi)有統(tǒng)一的模式或者技術(shù)規(guī)范，而且現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)技術(shù)資料和專(zhuān)用修井工具設(shè)備管理不系統(tǒng)和規(guī)范，一旦遇到疑難問(wèn)題或復(fù)雜技術(shù)等難題。該系統(tǒng)將能夠針對(duì)常見(jiàn)的井下落物、卡鉆和套管事故等提供專(zhuān)家咨詢(xún)，為現(xiàn)場(chǎng)施工人員作業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)；并且豐富的修井資料、修井案例將可以用于施工人員的技術(shù)培訓(xùn)。

1 修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)

修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)概述。修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng)：修井咨詢(xún)專(zhuān)家系統(tǒng)和作業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。修井咨詢(xún)專(zhuān)家系統(tǒng)主要功能就是進(jìn)行井下事故的分析和處理，可以根據(jù)技術(shù)人員提供的具體井的基本資料進(jìn)行推理，推薦出一套修井作業(yè)技術(shù)方案，并提供相應(yīng)的修井工具和說(shuō)明以及對(duì)修井結(jié)果進(jìn)行再分析處理。作業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能是將修井作業(yè)有關(guān)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)一化和條理化管理，方便查閱，主要有：事故井的基本技術(shù)資料、修井作業(yè)設(shè)備、常用的管材、修井常規(guī)工具、設(shè)計(jì)方案、修井現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)總結(jié)等。該軟件的功能結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。

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圖1.1 專(zhuān)家系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

①修井知識(shí)庫(kù)。主要是用于進(jìn)行知識(shí)獲取與表示，并進(jìn)行存儲(chǔ)管理。②對(duì)修井方案進(jìn)行推理。還能夠模擬修井專(zhuān)家進(jìn)行事故井推理并得出具體修井方案，提供工具選擇。③推理解釋。對(duì)修井方案的推理過(guò)程進(jìn)行技術(shù)上的解釋說(shuō)明，既可以驗(yàn)證推理結(jié)果的可靠性，又可以培訓(xùn)非修井專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。④人機(jī)接口。給修井知識(shí)的獲取、方案結(jié)果顯示和數(shù)據(jù)輸入輸出提供相應(yīng)接口。⑤修井方案模糊評(píng)判。根據(jù)修井施工人員的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用情況結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行模糊評(píng)判，得出較優(yōu)的修井方案，為修井作業(yè)提供參考。⑥結(jié)果處理。使用系統(tǒng)提供的修井工具進(jìn)行修井施工，并進(jìn)行結(jié)果處理。⑦解卡子程序。針對(duì)卡鉆事故提出解卡技術(shù)方案，并準(zhǔn)確計(jì)算出卡點(diǎn)和中和點(diǎn)，為進(jìn)一步進(jìn)行解卡作業(yè)提供依據(jù)。⑧修井工具磨損和鉛印識(shí)別。對(duì)修井工具的磨損鉛印進(jìn)行分析，判斷井下事故的實(shí)際狀態(tài)，為進(jìn)一步作業(yè)提供依據(jù)。⑨數(shù)據(jù)管理。對(duì)修井作業(yè)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并進(jìn)行系統(tǒng)管理，方便保存和查閱。⑩案例分析。將已經(jīng)完成的修井工程資料輸入到軟件中儲(chǔ)藏，作為培訓(xùn)技術(shù)人員的培訓(xùn)材料。■幫助。對(duì)初次使用的用戶(hù)提供技術(shù)輔助?？紤]到系統(tǒng)的易操作性，兼顧系統(tǒng)界面的友好性，采用幫助文件詳細(xì)介紹各功能模塊的操作。

2 專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該專(zhuān)家系統(tǒng)處理一次修井作業(yè)的過(guò)程如圖2.1：

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圖2.1 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程圖

上述過(guò)程是系統(tǒng)控制的流程，每一個(gè)框圖包含多個(gè)步驟，每一步都包含著規(guī)則的調(diào)用。有事故咨詢(xún)的目的、任務(wù)及要求所規(guī)定的該專(zhuān)家軟件包括：知識(shí)模塊、作業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)、專(zhuān)家解釋程序、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)接口模塊、方案模糊評(píng)判、結(jié)果處理及工具磨損模式識(shí)別等模塊，模塊間的關(guān)系如圖2.2所示。

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圖2.2 專(zhuān)家系統(tǒng)咨詢(xún)處理模塊功能流程

人機(jī)接口界面通過(guò)詢(xún)問(wèn)事故井的基本狀況，以及事故相關(guān)方面的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析推理，當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)已知的信息推理的結(jié)論不夠完整或者可供選擇的方案有多個(gè)時(shí)，就會(huì)向用戶(hù)詢(xún)問(wèn)詳細(xì)的信息，這是系統(tǒng)將給予合理的解釋?zhuān)f(shuō)明什么需要的相關(guān)信息，系統(tǒng)提供可供選擇的條款供用戶(hù)選擇，當(dāng)咨詢(xún)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)將提示是否進(jìn)入下一步的子系統(tǒng)，如選擇是，系統(tǒng)將向用戶(hù)展示整個(gè)方案的推理過(guò)程，包括中間推理過(guò)程，使用戶(hù)明白該結(jié)論。

3 性能特點(diǎn)

①利用該軟件查詢(xún)修井資料，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查詢(xún)以往的類(lèi)似修井經(jīng)驗(yàn)和案例，將大大改善大學(xué)生剛到作業(yè)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)缺少的不足。②該軟件包含了各種修井工具和設(shè)備參數(shù)，讓作業(yè)技術(shù)人員在施工作業(yè)時(shí)隨時(shí)隨地查詢(xún)到所需要的工具和設(shè)備參數(shù)。③該軟件包含了幾乎所有作業(yè)事故的情況和方法，工程技術(shù)人員可以直接在該系統(tǒng)里查詢(xún)到事故的處理方法和解決方案。④該軟件不但可以用來(lái)指導(dǎo)修井施工作業(yè)，也可以用來(lái)管理修井作業(yè)數(shù)據(jù)、查詢(xún)數(shù)據(jù)和培訓(xùn)施工技術(shù)人員。⑤該軟件操作簡(jiǎn)單、方便，不僅是本活字典，還是工程技術(shù)人員日常作業(yè)的好幫手。⑥該軟件既為工程人員提高了時(shí)效，也提高了工程人員的工作效率，還為工程人員提供了寶貴的交流平臺(tái)。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2009年以來(lái)，在高升工程技術(shù)處作業(yè)一公司安裝15臺(tái)，在作業(yè)二公司安裝15臺(tái)，在科技創(chuàng)新中心安裝5臺(tái)，運(yùn)行580天。通過(guò)驗(yàn)證，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，查詢(xún)方便，為井下作業(yè)技術(shù)人員提供了重要的參考依據(jù)，順利保障了各種修井作業(yè)1200井次，使作業(yè)一次成功率達(dá)到98%。大大提高生產(chǎn)時(shí)效，累計(jì)節(jié)約施工工期600天，減少事故處理36井次，增加采油量1200噸。累計(jì)節(jié)約創(chuàng)效1980萬(wàn)元。因此，該項(xiàng)目具有很好的推廣應(yīng)用前景。。

5 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

①修井作業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)推理機(jī)的實(shí)現(xiàn)：推理是根據(jù)一定的原則從已知的事實(shí)(或判斷)推出新的事實(shí)(或另外的判斷)的一種思維過(guò)程，其中推理所依據(jù)的事實(shí)叫做條件，由前提所推出的新的結(jié)果叫做結(jié)論。②在專(zhuān)家系統(tǒng)中，推理以目前已有的專(zhuān)業(yè)修井知識(shí)為根據(jù)，是一種具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)推理。與計(jì)算機(jī)相結(jié)合就構(gòu)成了推理機(jī)理。知識(shí)積攢庫(kù)和推理機(jī)理是該專(zhuān)家軟件系統(tǒng)的主要部分。

6 結(jié)論

該系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)首個(gè)修井專(zhuān)家系統(tǒng)軟件。集合了國(guó)內(nèi)修井領(lǐng)域眾多修井專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，能為現(xiàn)場(chǎng)施工人員提供技術(shù)指導(dǎo)和對(duì)施工人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。有力的保障了一線修井作業(yè)的生產(chǎn)時(shí)效和作業(yè)成功率，也極大的提高了工程人員的施工效率，并為技術(shù)交流以及對(duì)整個(gè)行業(yè)技術(shù)水平的提升起到了較好的促進(jìn)和推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]吳奇.采油技術(shù)手冊(cè)[K].北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社，1977，268-

272頁(yè).

作者簡(jiǎn)介：張振軍：（1976-），男，遼寧營(yíng)口人，工程師，現(xiàn)從事技術(shù)工作。