石油鉆井工程事故預(yù)警技術(shù)分析

鄭思雄

摘 要：改革開放40年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)能源資源的需求也日益增加，尤其是石油資源需求量與日俱增。由于石油鉆井工程自身獨(dú)特的特性，具有很高的安全風(fēng)險(xiǎn)與隱患、鉆井施工難度較大，在石油鉆井的工程中很容易出現(xiàn)一些安全事故，所以石油鉆井工程的事故預(yù)警技術(shù)分析就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;工程事故;預(yù)警技術(shù)

1 石油鉆井常見事故類型

1.1 鉆頭型事故

石油鉆井工程所用鉆頭通常是牙輪式和刮切式這兩種類型，這兩類鉆頭所產(chǎn)生的事故也就分別為牙輪式鉆頭事故和刮切式鉆頭老化型事故。牙輪式鉆頭事故經(jīng)常是由于鉆頭破損和不正確安裝水眼以及堵水管的不規(guī)范操作導(dǎo)致的;刮切式鉆頭老化型事故是由于鉆頭經(jīng)常與巖石摩擦造成鉆頭老化，從而導(dǎo)致了鉆頭的無(wú)法使用。在鉆井工程中，為了減少這類事故的發(fā)生，施工人員就必須對(duì)這兩類鉆頭的使用方法和保養(yǎng)方法非常熟悉并且按照鉆頭的正常使用方法加以使用，規(guī)范地操作鉆頭對(duì)石油鉆井工程安全十分重要。

1.2 井漏型事故

井漏型事故就是鉆井液從井眼逐漸滲漏到地層的事故類型。這一事故通常是由于鉆井工程施工的不規(guī)范操作或者井底的壓能相較于其他地方過高導(dǎo)致的，在鉆井工程中比較常見，但是事故發(fā)生后，如果不能及時(shí)地采用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)其加以科學(xué)規(guī)范的處理，可能會(huì)造成事故損害的擴(kuò)大，甚至影響整個(gè)鉆井工程的安全。

1.3 井涌、井塌型事故

井涌型事故是在鉆井溢流沒有得到及時(shí)處置的情況下出現(xiàn)的。鉆井溢流即在鉆井工程中，井筒的液柱壓力小于地層壓力時(shí)，鉆桿和井口處往往會(huì)源源不斷的噴出泥漿。如果得不到及時(shí)控制，泥漿就會(huì)進(jìn)一步增多，直到產(chǎn)生井涌型事故。這一事故的成因主要在于地層的壓力、地質(zhì)的條件、鉆井的技術(shù)、施工操作是否規(guī)范這四個(gè)方面。

井塌型事故是由地層的穩(wěn)定性被破壞所致。因?yàn)轫?yè)巖的地層中含有一定比例的可溶性鹽和黏土礦物質(zhì)，這些物質(zhì)和地層的水平應(yīng)力進(jìn)行相互作用就容易導(dǎo)致地層的穩(wěn)定性被破壞，進(jìn)而發(fā)生嚴(yán)重的井塌型事故。此外，如果在鉆井過程中，遇到高野油氣層或者側(cè)壓力比較大的地層也會(huì)導(dǎo)致鉆井發(fā)生垮塌，這對(duì)鉆井工程的按期進(jìn)行和安全問題都帶來(lái)了極大的威脅。

2 石油鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)

2.1 智能技術(shù)預(yù)警

石油鉆井工程中的許多事故都與施工設(shè)備有著密切關(guān)系，智能技術(shù)預(yù)警可對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行判斷分析。如上述的鉆頭事故就是由于設(shè)備問題導(dǎo)致的，因此對(duì)于這類的設(shè)備問題，就可以通過定期地對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督檢查，從而達(dá)到事故預(yù)警的效果。同時(shí)，若想對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警，則必須在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、治理預(yù)防、分析診斷三個(gè)方面下足功夫。首先，監(jiān)控人員可以通過傳感器對(duì)正常工作狀態(tài)下的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，并記錄運(yùn)行過程中的每項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，以正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的參數(shù)數(shù)據(jù)為樣本，將以后所獲取的數(shù)據(jù)與樣本數(shù)據(jù)加以對(duì)照，采用對(duì)比分析法判斷設(shè)備故障的原因和位置。通過對(duì)故障原因和位置的正確判斷，及時(shí)采取正確合理、科學(xué)有效的解決辦法。該技術(shù)的運(yùn)用對(duì)設(shè)備故障問題的預(yù)警具有一定的積極作用。

2.2 專家系統(tǒng)預(yù)警

專家系統(tǒng)預(yù)警即運(yùn)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)模仿專家的技術(shù)思維和判斷能力?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，智能計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算、AI智能技術(shù)都給石油鉆井工程事故的預(yù)警提供技術(shù)支撐。通過這些技術(shù)，將用戶輸入的實(shí)際情況與云數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一比對(duì)，從而找到最為合適的解決方案。專家系統(tǒng)預(yù)警具有公開性、迅速性、靈活性特點(diǎn)。這一技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用須在六個(gè)方面加以落實(shí)，即知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合知識(shí)庫(kù)、人機(jī)界面、解釋器、方法庫(kù)、推理器。將鉆井過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。這項(xiàng)技術(shù)可以很好的利用專家系統(tǒng)分析問題、查找故障點(diǎn)，從而給出切實(shí)有效的解決故障的辦法，尤其是對(duì)井漏型事故這類的事故，具有積極的預(yù)防作用。

2.3 系統(tǒng)模型預(yù)警

鉆井工程中的事故預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用，不管是設(shè)計(jì)、創(chuàng)建預(yù)警技術(shù)的過程還是分析事故成因、解決辦法的過程，都是一個(gè)將模型細(xì)化并逐漸加以擴(kuò)散的過程。建立系統(tǒng)模型類型庫(kù)，并將事故類型加以確認(rèn)，將事故對(duì)象和事故類型加以細(xì)化和確認(rèn)，如將井涌型事故和井噴型事故統(tǒng)歸為溢流類型。同時(shí)，對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)建。確定每一類事故發(fā)生的具體特點(diǎn)，詳細(xì)掌握事故參數(shù)變化的情況并有針對(duì)性地對(duì)部件、參數(shù)、行為、事故這些屬性進(jìn)行聯(lián)系。此外，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，無(wú)論其大小都應(yīng)該對(duì)事故進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的研究，對(duì)事故內(nèi)容進(jìn)行深入分析，獲取各項(xiàng)因素的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，確認(rèn)各屬性之間的關(guān)系。通過加大其在鉆井施工過程中的實(shí)際應(yīng)用，判斷事故發(fā)生過程中各種成因之間的相互聯(lián)系，這對(duì)正確預(yù)警鉆井工程的事故的發(fā)生并及時(shí)采取相應(yīng)的救濟(jì)措施有著重大意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，上述的各項(xiàng)預(yù)警技術(shù)可以極大地提高鉆井工程事故預(yù)警能力，預(yù)防事故的發(fā)生，提高石油開采的安全性和石油質(zhì)量。同時(shí)，鉆井工程事故的預(yù)警技術(shù)對(duì)于保證鉆井工程的安全進(jìn)行和施工人員的安全都有重要的作用，通過持續(xù)地改進(jìn)事故預(yù)警技術(shù)，可以不斷地增加鉆井工程的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于保證我國(guó)石油的總供給、滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)石油的需求至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

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