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石油钻井工程事故预警技术分析

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  摘 要:改革开放40年来,我国经济快速发展,对能源资源的需求也日益增加,尤其是石油资源需求量与日俱增。由于石油钻井工程自身独特的特性,具有很高的安全风险与隐患、钻井施工难度较大,在石油钻井的工程中很容易出现一些安全事故,所以石油钻井工程的事故预警技术分析就显得尤为重要。
  关键词:石油钻井;工程事故;预警技术
  1 石油钻井常见事故类型
  1.1 钻头型事故
  石油钻井工程所用钻头通常是牙轮式和刮切式这两种类型,这两类钻头所产生的事故也就分别为牙轮式钻头事故和刮切式钻头老化型事故。牙轮式钻头事故经常是由于钻头破损和不正确安装水眼以及堵水管的不规范操作导致的;刮切式钻头老化型事故是由于钻头经常与岩石摩擦造成钻头老化,从而导致了钻头的无法使用。在钻井工程中,为了减少这类事故的发生,施工人员就必须对这两类钻头的使用方法和保养方法非常熟悉并且按照钻头的正常使用方法加以使用,规范地操作钻头对石油钻井工程安全十分重要。
  1.2 井漏型事故
  井漏型事故就是钻井液从井眼逐渐渗漏到地层的事故类型。这一事故通常是由于钻井工程施工的不规范操作或者井底的压能相较于其他地方过高导致的,在钻井工程中比较常见,但是事故发生后,如果不能及时地采用相应的技术对其加以科学规范的处理,可能会造成事故损害的扩大,甚至影响整个钻井工程的安全。
  1.3 井涌、井塌型事故
  井涌型事故是在钻井溢流没有得到及时处置的情况下出现的。钻井溢流即在钻井工程中,井筒的液柱压力小于地层压力时,钻杆和井口处往往会源源不断的喷出泥浆。如果得不到及时控制,泥浆就会进一步增多,直到产生井涌型事故。这一事故的成因主要在于地层的压力、地质的条件、钻井的技术、施工操作是否规范这四个方面。
  井塌型事故是由地层的稳定性被破坏所致。因为页岩的地层中含有一定比例的可溶性盐和黏土矿物质,这些物质和地层的水平应力进行相互作用就容易导致地层的稳定性被破坏,进而发生严重的井塌型事故。此外,如果在钻井过程中,遇到高野油气层或者侧压力比较大的地层也会导致钻井发生垮塌,这对钻井工程的按期进行和安全问题都带来了极大的威胁。
  2 石油钻井工程事故的预警技术
  2.1 智能技术预警
  石油钻井工程中的许多事故都与施工设备有着密切关系,智能技术预警可对设备故障进行判断分析。如上述的钻头事故就是由于設备问题导致的,因此对于这类的设备问题,就可以通过定期地对设备的运行状况进行监督检查,从而达到事故预警的效果。同时,若想对设备故障进行预警,则必须在设备运行状态监控、治理预防、分析诊断三个方面下足功夫。首先,监控人员可以通过传感器对正常工作状态下的设备进行实时动态的监控,并记录运行过程中的每项参数数据。在此基础上,以正常运行状态时的参数数据为样本,将以后所获取的数据与样本数据加以对照,采用对比分析法判断设备故障的原因和位置。通过对故障原因和位置的正确判断,及时采取正确合理、科学有效的解决办法。该技术的运用对设备故障问题的预警具有一定的积极作用。
  2.2 专家系统预警
  专家系统预警即运用现代的计算机技术及大数据技术模仿专家的技术思维和判断能力。现代科学技术日新月异,智能计算机、大数据技术、云计算、AI智能技术都给石油钻井工程事故的预警提供技术支撑。通过这些技术,将用户输入的实际情况与云数据库的数据进行逐一比对,从而找到最为合适的解决方案。专家系统预警具有公开性、迅速性、灵活性特点。这一技术的设计与应用须在六个方面加以落实,即知识数据库、综合知识库、人机界面、解释器、方法库、推理器。将钻井过程中的各项数据输入数据库。这项技术可以很好的利用专家系统分析问题、查找故障点,从而给出切实有效的解决故障的办法,尤其是对井漏型事故这类的事故,具有积极的预防作用。
  2.3 系统模型预警
  钻井工程中的事故预警技术的应用,不管是设计、创建预警技术的过程还是分析事故成因、解决办法的过程,都是一个将模型细化并逐渐加以扩散的过程。建立系统模型类型库,并将事故类型加以确认,将事故对象和事故类型加以细化和确认,如将井涌型事故和井喷型事故统归为溢流类型。同时,对模型进行构建。确定每一类事故发生的具体特点,详细掌握事故参数变化的情况并有针对性地对部件、参数、行为、事故这些属性进行联系。此外,当事故发生时,无论其大小都应该对事故进行认真仔细的研究,对事故内容进行深入分析,获取各项因素的关联点,确认各属性之间的关系。通过加大其在钻井施工过程中的实际应用,判断事故发生过程中各种成因之间的相互联系,这对正确预警钻井工程的事故的发生并及时采取相应的救济措施有着重大意义。
  3 结束语
  总之,上述的各项预警技术可以极大地提高钻井工程事故预警能力,预防事故的发生,提高石油开采的安全性和石油质量。同时,钻井工程事故的预警技术对于保证钻井工程的安全进行和施工人员的安全都有重要的作用,通过持续地改进事故预警技术,可以不断地增加钻井工程的稳定性和安全性,对于保证我国石油的总供给、满足当前经济社会发展对石油的需求至关重要。
  参考文献:
  [1]熊小侠.石油钻井工程事故预警技术分析[J].化工设计通讯,2018,44(10):247-248.
  [2]王巧鹏.石油钻井工程事故的预警技术研究[J].化工管理,2018(17):230.
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