[科普中国]-钻井事故

分析与认识

在钻井施工中经常会遇到钻井井下事故，如果不及时发现采取措施或处理不当，就会影响正常钻进或者导致钻井失败，因此做好对钻井事故的诊断工作具有重大的意义。文献1介绍了模糊故障诊断的原理和模型，应用于钻井井下事故的诊断中，根据发生钻井井下事故的井史资料，建立了5个常见的井下事故原因集合（钻具断落、卡钻、严重井塌、井喷和钻头落井）和引起这些事故的14个征兆集合（转盘扭矩正常、增大、减小，转盘不能转动，钻具上升、下放遇阻，悬重正常、下降，泵压上升、下降，泥浆量正常，泥浆返出量增大、减少、为零），利用二元对比排序法确定隶属函数，从而确定模糊诊断矩阵。然后，将建立的模糊故障诊断模型应用于出现井下事故征兆实例中，根据最大隶属度的原则，确定出引起这些征兆的钻井井下事故原因，分析结果与现场实际诊断的结果相符。

深井钻井事故严重影响着钻井时效和钻井质量，如何提高深井钻井事故的预防和处理水平是当前钻井面临的主要难题。文献2对2013年中国石油深井钻井事故进行了分析与研究。钻井事故主要发生在深井和超深井井段，事故类型包括卡钻事故、钻具事故、固井事故等。钻井事故发生原因分为地质因素、工程因素、管理因素和人为因素4个方面。针对事故发生原因，建议开展深部地层特征研究、加强工程技术审核、加强现场施工管理以及加强员工技能培训，提高事故的预防和处理水平。事故井段地质情况稳定、井眼质量好的，优先选用打捞方式；事故井段地质条件复杂，井眼质量差，打捞无进展的，要果断放弃打捞，转为侧钻方式。为了及时全面了解深井钻井事故情况，建议建立深井钻井事故数据库系统，实现钻井事故数据管理的信息化和科学化。

渤中A3井钻井作业情况复杂，发生2次严重井漏、5次卡钻、2次钻具落井事故。文献3对A3井钻井事故进行了分析，采用邻井对比手段，结合层位变化，从地质因素、理化因素、工艺因素、钻具因素等方面分析了A3井事故发生的原因。分析结果表明，测井资料匮乏导致对地层异常压力认识不清是事故发生的主要原因。针对此种高难度井，对后续钻探中使用的测井手段、录井项目、泥浆体系、钻井程序等方面提出了新的认识与建议。

预测诊断系统在钻井到含烃地层中时，可能出现诸多问题。出现的问题可以视地层自身或井身质量而定。在一些情况下，在存在于井身中的波动与钻井问题之间存在相关性。发明专利4用于计算井眼能量。说明性实施方案中的至少一些为包括以下步骤的方法：计算计划的井身的预期井眼能量，由计算机系统进行所述计算；计算所述计划的井身的预期迂曲度；计算指示沿所述计划的井身钻井的钻井事故发生的概率的第一值，所述第一值基于所述预期井眼能量和所述预期迂曲度；和接着如果所述第一值指示所述钻井事故的所述概率小于预定阈值，那么沿所述计划的井身的至少第一部分对井眼钻井。

石油钻井中的事故诊断与处理既凭经验又离不开相关知识,为此,文献5将基于实例推理(CBR)和基于规则推理(RBR)两种方法集成为一体,以更好地解决该类问题.介绍了CBR和RBR混合推理的钻井事故诊断与处理专家系统.该系统根据钻井事故诊断与处理的特点,将专家经验采用产生式规则表示,并建立基于规则的知识库;将实例采用规则、框架和过程的混合知识表达形式表示,并建立系统的实例库.实例库包括用RBR系统自动生成的基本实例库及无确定规则的特殊实例,在使用中还可不断地增加新实例以提高系统判断复杂事故的能力.该系统采用RBR确定事故类型,再利用CBR获取事故处理措施.由于采用了混合推理,事故诊断快速可靠,自学习能力也得到了很大提高.

预防与处理钻井是一项比较隐蔽的地下工程，其中存在的模糊性、随机性和不确定性都是大量的，它是一项真正的高风险作业。钻井的对象是地层岩石，其主要目标是找水、找油、找气等等。由近几年的钻井资料分析来看，在钻井过程中处理钻井事故的时间约占钻井总时间的3%～8%。6由此可见，正确的处理因地质因素产生的井下复杂情况，避免或减少因决策失误或者处理不当而造成的井下事故才是提高钻井速度，降低钻井成本的重要方法与途径，也是钻井工程技术人员的基本功和主要任务。

在使用钻井进行生产时，泥浆泵的使用对生产有着至关重要的作用，所以泥浆泵又被叫做钻井的心脏。钻井泵是钻井行业的核心,钻井不同情况的变化是由钻压的变化而来的,想更好地预防钻井事故发生就要及时关注泵压的变化,从钻井安全管理抓起,保护好钻井现场,排除不良因素对钻井的影响,营造安全的钻井工程环境.文献7对钻压变化的各种原因情况进行了分析,并提出了事故的预防措施.

应急救援预案钻井事故大都具有突发性强、复杂多变等特点,为了提高油田企业应对和防范钻井事故风险和事故灾难的能力,最大限度的减少事故灾难造成的人员伤亡和财产损失,建立健全油田企业生产安全事故应急管理体系以及应急救援预案的编制就显得尤为重要.文献8对钻井事故灾难应急救援预案的编制原则、体系框架及文件要素进行了介绍,并进一步详细阐述了预案的编制步骤.