石油钻井工程事故的预警技术分析与探究

吴波

西部钻探克拉玛依钻井有限公司 新疆 克拉玛依 834000

摘要：本文将从石油钻井工程概述出发，结合实际事故发生原因，分析模糊数据处理、入井参数监控、信号预处理、系统判断等预警技术，为减少事故发生风险提供帮助。

关键词：石油钻井 工程事故 预警技术

Analysis and exploration of early warning technology for oil drilling engineering accidents

Wu Bo

Western Drilling Karamay Drilling Co. LTD.，Xinjiang Karmay 834000

Abstract：This paper will start from the oil drilling engineering overview，combined with the actual cause of the accident，analysis of fuzzy data processing，well parameters monitoring，signal preprocessing，system judgment and other early warning technology，to provide help to reduce the risk of the accident.

Keywords：Oil drilling；Engineering accidents；early warning technology

石油资源是经济社会发展的重要支持，在城市化建设、科学技术研究、市场环境平衡等方面都能起到重要作用，其开采过程中的钻井工程事故危害较大，情节严重时不仅影响经济效益，同时还会给施工人员身心造成严重危害。为减少此类问题发生的可能性，就必然要应用合理的预警手段，从源头上做好防控。对井底压力判断失误而造成的，在发生此类问题后需要技术人员第一时间采取对应措施，科学处理，以防危害范围不断扩大。3 预警技术分析与探究3.1 模糊数据处理

模糊数据处理是目前应用成果较好的一种智能化预警技术，其建立在计算机原理基础之上，利用模糊化的理论给人工智能提供更加高效的解决路径。模糊数据处理也可以称为专家思维诊断，通过模仿人工处理操作，对工程项目采取把控，人们可以在前期向计算机设定指令，然后系统在处理数据时就会自动模仿其执行效果，然后做出事故风险推断。模糊数据处理技术优势较为明显，其动态性良好，能灵活使用，同时应用过程透明化。从技术结构上分析，其包含了人机互动、推理设备、数据储备库、综合数据传输以及智能解释器等多方面内容。石油钻井工程执行环境较为恶劣，技术人员操作风险较大，如果仅靠数据以及施工经验则无法全方位的对风险进行预警处理，所以就需要不受外界因素影响的专家系统来判断，在计算机推算结论输出过程中，知识实现了传输，可提供给技术人员更全面的参考意见。该系统对外界环境适应效果稳定，只要网络技术能够通信，就可以连续作业，同时系统还能够保存以往数据经验，更新自身资源库，不断在网络上筛选、吸收新型操作技术，提高整体预警效果[1]。1 石油钻井工程概述

新疆油田钻井工程开发时间较早，其中克拉玛依油田是我国改革开放以来勘查并投入使用的第一个油田。随着经济社会发展进程加快，石油资源需求量也呈现出逐年递增状态，此类工程项目技术水平要求较高，且施工安全风险较大，前期资金投入成本高，如果发生疏漏则很容易造成大规模影响。从钻井定义上说，就是利用前期勘查得到的储油数据，结合技术设备，在划分好的地表位置进行钻出和打眼工作，然后进入地下油气层。2 常见事故发生原因

当前常见工程事故种类较多，其中包括：1.井涌事故，由于井筒液柱压力低于地表压力，所以在施工过程中，井口会发生大量泥浆物质涌出，出现此问题后如果不及时进行处理，则泥浆扩散范围将会持续增加，最终对工程进度造成影响；2.井喷事故，相比较于井涌，井喷发生造成后果更加严重，在当前工程钻井过程中是重点防控事项，施工时，如果地表压力与地下油气压力差距较大，就会出现一定程度上的参数差异，天然气与石油会顺着这部分差异层进入井中，然后受到地表作用渗透到其他地表区域当中，或者直接从地面喷涌而出；3.井塌事故，由于开采过程中页岩地质层中会存在一定程度的可溶性氯化钠与矿物质，同时底层当中还有对应的水平应力，受到相关内容的影响，地层稳定性出现波动，如果没有做好前期预警工作则会造成大规模坍塌问题，严重影响施工人员的生命安全；4.井漏事故，新疆地区自然条件错综复杂，且地质地貌多元化，所以钻井液体会从眼口处流入地层当中，井漏也是现阶段发生最频繁的地质问题，其衍生原因多半是由于技术人员操作失误，或者3.2 入井参数监控

新时期背景下计算机技术由于自身效率高、失误少等优势，在社会中的多个行业中都可起到重要作用，同样在钻井工程中，也能为监控系统提供更加有力的数据保障。井下作业纷繁复杂，为减少事故发生的可能性就必然要做好前期预测工作，如果发现风险存在，则第一时间做出预警判断，上文中提到当前常见工程事故类型比较多样，如果建设过程中发生此类问题只能被迫停工，无形中提高了成本资金的投入，同时人员生命安全得不到保障。入井参数更新速度较（下转第124页）

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技术研究3.3 钻井液连续循环装置

每钻完一根单根后，卸开钻具会暂时停止钻井液循环，压力会得到有效控制。如果应用钻井液连续循环装置，可以不间断循环钻井液，也不耽误钻杆的卸扣作业。2019年第5期3.4 井口回压检测与控制

井口回压可能会严重影响井下流体的流动参数，实时检测和监控井口回压，完全可以实现对钻井节流系统的良好控制。目前，在钻井施工领域，充分结合井口回压检测数据后，已经成功研发出控制节流管汇的自动装置，将其与自动控制系统软件结合后，实现了对井口回压的自动控制。慢，尤其是在进行井下与地面数据双向传输的时候，实现的难度非常大。目前，控压钻井技术实施的过程中数据传输采用的主要方式是电磁数据传输，电磁数据传输不仅能够穿传输速度比较快，而且数据传输效率也比较高，但是，电磁数据传输方式非常容易受到外界电磁场的干扰和影响，因此，实际的应用范围也比较小。鉴于此，必须加强对控压钻井技术中数据参数的研究。4 结束语

随着我国钻井勘探技术的不断发展，复杂井以及井下地层情况越来越复杂，对钻井液窗口也提出了更高的要求，而控压钻井技术的出现实现了对钻井速度的有效提升，缩短了钻井周期，有效提升了钻井施工的安全性和钻井效率。 3.5 数据传输技术

实现井下与地面之间的数据交互与传输是非常重要的一个环节。而控压钻井技术中的随钻测量系统的应用比较广泛的是钻井液脉冲来实现井下与地面测量数据传输，这种数据的传输方式相对来说得到的测量结果比较准确，但是其缺点是数据的传输速度比较参考文献

[1] 曲光远. 浅析控压钻井关键技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，2014（6）：56.

[2]黎凌，卫俊佚，张谦. 用于精细控压钻井凝胶隔离塞的研制及现场试验[J]. 石油钻探技术，2019（1）：1-9.

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快，种类多样，复杂性高，所以技术人员需要在下井之前就做好参数考察，确保对数据能够实行全面监控，计算钻井压力信息，从多个角度来分析计算机自动化水平，当前我国新疆部分地区仍采用人工参数测算，需要尽快实现自动化控制，提高精准度与自动性，减少人工处理量，提高预警防范力度。等。相关人员应采用科学性系统对其进行分析，但我国对此类计算机系统的构建仍留在在理论模型建设阶段。在钻井工具与受力位置接触时，发生的震动波普会存在不同的差异性，相关人员可以通过对其分析，得知工程地质情况，或者利用对钻具运行状态的分析实现针对性监控，从而优化共振作用的预警性。3.3 信号预处理

直到20世纪70年代，我国在对钻井工程采取预警处理时，仍然沿用人工经验进行判断，这种形式较为主观，仅靠经验来观察钻井过程中是否有事故发生的风险，这不仅需要预警人员有丰富的岗位经验，同时还有具备高度的责任心，尽管如此，人工预处理仍存在一定缺失，结果较为片面，风险控制程度较低。21世纪，石油钻井工程预警开始升级成为了软件参数预处理模式，利用计算机技术对可疑参数进行预报，精准度得到了很大提升，但参数范围的设置还是需要专家进行分析，主观程度依然存在。如今，信号预处理技术开始趋近成熟，其中包括信号失真判断和滤波处理，一般可采用拉伊达方法，建立数据模型，然后在其中假定有一组存在随机误差的数据值，然后通过对此数据进行测算得到标准数值，按照概率判断施工风险存在的区间，然后不断减少区间范围，对于范围外的数据提高重视，并适当剔除整改，最终通过计算机端口输出完整的安全事故预警模型，根据模型判断数据信息。3.5 智能动态诊断

分析实际发生的钻井工程事故不难发现，问题衍生的原因很大程度上和工程设备机械性能之间存在着一定关系。所以，技术人员要加大对相关内容的重视程度，实现动态化的设备运行性能监控处理，提高预判的灵活性。使监控的数据结果能够达到事故预警的实际要求。要想对设备的故障问题进行有效预处理，就需要将工作执行落实在状态监控、治理预防、分析诊断等多个环节。技术人员可以首先利用传感器对设备工作状态采取灵活的动态监控，然后记录其运行过程中的各项参数信息。并在此基础上，以正常数据参数作为对比样本，利用对比分析的方式对故障的位置进行分析诊断[2]。4 结束语

综上所述，新疆作为我国重要石油开采地区，近几年其井下作业工程质量得到了业内人士的广泛关注。科学技术水平的提升，使工程发生事故的可能性被控制在合理范围内，但是技术人员主观操作水平以及对实际环境的判断能力也都是关键影响因素，需要加大重视，力度最终实现钻井行业在新疆地区的可持续发展。3.4 工具振幅测定

当前工具振幅测定对于风险预警防范效果较好，先进性较高。在进行井下作业时，技术人员会运用一些钻井用具，此类工具会与岩石、石壁等部位发生接触与摩擦，从而引发震动。结合牛顿力学可知，传递过程中，力会出现一定程度上的发散性，所以需要采用机械设备对其动力情况执行测量与判断，例如：MWD仪器等参考文献 

[1]张彩风.综合录井在钻井工程中的应用现状与发展的相关探索[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（2）：125-126.

[2]黄科.石油钻井工程项目的风险管理分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（20）：61-62.

[3]程天辉，任晓强.钻井工程项目安全风险预警研究[J].化工管理，2017（27）：254.

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