浅析华北油田钻井工程安全风险预警管理

在钻井施工过程中,为了确保钻井队人员、设备、井控、井下和环境等方面的风险都控制在可接受范围内,把隐患或复杂事故都消灭在萌芽状态,华北油田实行了安全风险预警管理,通过建立四级风险预警,使钻井队、钻井公司、建设方、监督方从一口井的全生命周期进行风险辨识、评价和风险定级,针对橙色、红色安全风险进行风险预警,排查风险隐患,杜绝了井控、人员伤亡和环境污染等恶性事故,保障了钻井施工顺利安全进行。     

钻井风险评价系统DrillRisk的研发与应用

钻井风险控制是提高钻井综合效率、确保施工安全和实现降本增效的关键环节,但目前国内研发的钻井实时风险监测系统缺乏钻前潜在风险预测及钻后风险跟踪评价的能力。基于钻井风险发生机理,采用地质因素和工程因素相耦合的方法,建立了钻井潜在风险可能性及严重度量化评价模型,基于钻井风险发生时的征兆规律建立了风险监测预警模型,同时融合钻井风险案例知识库,研发了钻井风险评价系统DrillRisk,构建了"钻前-钻中-钻后"的闭环评价体系。利用5口井的历史数据进行了模拟应用和模型改进优化,并在10余口井进行了现场应用,结果表明,在地质资料较为全面准确的条件下,常见风险的发现率达到86%,对高级别风险的防控起到了重要作用。钻井风险评价系统DrillRisk为区块钻井方案持续优化和最终实现"无风险"钻井目标提供了可行的技术手段。      

井下安全监控系统设计与实现

针对目前国内井下故障频发,而预警效率低、安全监测技术较为滞后的问题,设计研制了一种具有自主知识产权的井下安全监控系统。该系统可以直接测量近钻头力学参数和工程参数,利用钻井液脉冲将所测参数实时传输至钻井风险分析评估模块,该模块通过分析计算接收到的数据判断钻井风险类型,并评估风险等级。现场试验表明,井下安全监控系统功能完善、性能稳定,风险评估准确率大于95%,部分技术指标达到了国外同类监测系统的水平。研究表明,井下安全监控系统可以降低深部复杂地层钻井风险和钻井成本、解决深部复杂地层井下故障预警效率低等问题,可以产生较大的经济效益。      

基于钻井模型与人工智能相耦合的实时智能钻井监测技术

钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中,钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成,难以保证预警效率。为此,将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合,提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入,利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件,预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件,识别并降低钻井事故发生概率,帮助钻井工程师提早发现问题,减少钻井事故的发生,并减少对自然环境以及人员安全的影响,为现场施工提供辅助决策,降低非有效生产时间。     

渤海油田裂缝性油藏地质工程一体化井漏预警技术

为了解决渤海油田裂缝性油藏钻井过程中因断层、裂缝引起的井下漏失等问题,提出了地质工程一体化井漏预警技术。在叠后地震大中尺度断层刻画的基础上,通过滤波、断裂增强等特殊处理,进行属性优选及多属性融合,精细刻画中小尺度裂缝,建立了多尺度裂缝三维空间分布模型,设计井眼轨道时避开漏层,进行钻前风险提示,指导钻井作业采取相应的防漏堵漏措施;钻进过程中开展井漏风险随钻跟踪,实时调整并反馈井漏风险预测结果,及时优化井眼轨道,形成了随钻过程中漏层动态避钻技术,以充分保障钻井作业安全,降低钻井成本。钻前风险预测、钻进中井漏跟踪及随钻井眼轨迹实时优化等技术在旅大X油田应用后,实现了一趟钻规避断层漏失段。地质工程一体化井漏预警技术能够降低钻井风险,保障裂缝性油藏的钻井安全,为渤海油田增储上产提供了技术支撑。      

基于云物元理论的钻井平台海上风险预警模型研究

针对钻井平台海上环境风险预警评价过程中存在不确定性因素的特点,充分考虑预警等级边界信息的模糊性和随机性,借助物元可拓理论在定性、定量分析问题具备的优势和云模型理论的双重不确定推理特性,提出基于云物元理论的钻井平台海上风险预警评价模型。采用G1法确定预警指标的权重系数,建立钻井平台海上环境风险预警评价的标准正态云物元模型,计算待评物元与标准正态云物元之间的关联度,引入置信度准则识别风险预警等级。最后,通过工程案例验证了所提出方法的实用性和优越性。     

HSE管理体系在石油钻井企业安全管理的应用分析

针对石油钻井企业实际提出的企业安全管理HSE体系应用的核心内容"两书一表一卡一活动",对石油钻井安全管理系统核心的明确和改进。从识别石油钻井作业风险因素、改进石油钻井安全管理、对石油钻井安全管理进行持续改进等方面对HSE管理体系的应用进行分析,实现了为企业发展提供了指导性规划、建立了安全测评考核体系,应用效果明显。     

气体钻井作业面临的风险及控制措施探讨

在气体钻井技术飞速发展的同时,也暴露出了一些作业风险及安全的问题,这些作业风险及安全问题已成为制约气体钻井技术进一步发展的瓶颈。为此,文章运用工艺危害分析方法,详细梳理气体钻井作业中的每一个环节的风险点,制定相应的控制措施,介绍了气体钻井现场作业存在的主要风险及安全问题,包括钻井作业期间存在的井控风险、有毒有害气体泄漏、排砂管线断裂风险、井下燃爆风险及粉尘污染等,提出了相应的控制措施,为气体钻井技术的安全实施提供理论基础和技术指导。     

石油钻井工程事故预警技术分析

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。科学技术的进步对石油钻井工程提供了新的安全保障,但在钻井过程中依旧存在着许多问题。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。     

基于模糊综合评价法的钻井作业安全性评价

在油田开发与勘探中,钻井作业工序繁多,操作复杂,使机械设备、操作工人、作业环境置于较大的风险之中。为了明确钻井过程中的风险因素,以钻井工艺过程划分单元,归纳各个单元中存在的风险事故类型及隐患事故类型。简单介绍模糊综合评价法的一般步骤和方法,并运用该方法对石油钻井基本过程进行安全评价,得出钻井过程的安全级数,指导钻井作业过程,并有效地预防事故的发生,减少财产损失和人员伤亡及伤害,提高作业过程的安全操作性。     

浅谈安全预警在事故预防中的价值

着重介绍安全预警管理的理念和内涵,探讨如何通过安全预警管理进行有效的事故预防,并从安全隐患预警、气象预警和未遂事件管理、安全风险评价中的细节管理、应急管理以及和谐管理四个方面,以安全预警管理作为理论支持,分析其在事故预防中的价值.     

川中蓬莱气区复杂超深井钻井技术研究与实践

川中蓬莱气区地层压力系统复杂,目的层灯影组埋藏超深,须家河组、沧浪铺组等地层可钻性差,嘉陵江组至灯影组固井井段长、安全密度窗口窄,钻井过程中机械钻速低,漏喷垮卡等故障复杂多,油层悬挂尾管固井后出现水泥环和顶封失效,喇叭口气窜等问题,安全钻井风险高。针对该区的上述问题,通过深入开展地质特征研究、井身结构优化设计、溢漏早期监测与预警技术、精细控压技术、高性能钻井液体系等研究及应用,有效降低了该区的钻井复杂和井控风险,保障了安全钻进;优选了难钻地层高效钻头、提速工具,集成应用钻井参数强化等提速工艺,有效提高了大尺寸井眼和沧浪铺组等难钻地层的钻井速度;创新应用自愈合水泥浆体系、全自动控压固井工艺优化等固井技术,有效保障了尾管的固井质量。通过56井次的现场应用发现,故障复杂和井控风险有效降低,须家河组和沧浪铺组的机械钻速同比提高了20%以上,尾管平均固井质量合格率92.31%,并创造了PS6井亚洲第一深井等钻井纪录。该区块的研究成果有效提高了区块油气勘探开发速度,并为类似区块的快速勘探开发提供了参考。     

库车凹陷山前地区钻井风险评价及措施研究

随着钻探开发不断向深部复杂地层发展,对钻井过程风险的控制越来越困难。在分析钻井工程特点的基础上,对库车凹陷山前地区钻井过程中的风险进行了评价分析,认为钻进过程中遇到的风险来自于井壁失稳、盐膏岩以及钻头性能等因素。通过对库车凹陷山前地区安全钻井液密度窗口的确定、钻井液体系的评价、盐膏层特性以及钻头性能的分析,提出了保证库车凹陷山前地区安全钻进的措施。所做的研究对有效规避库车凹陷山前地区钻进过程风险,制定库车凹陷山前地区安全钻进技术方案具有重要意义。     

基于集成学习的井漏智能预警模型及智能推理方法

水平井优快钻井技术加快了长庆油田致密油气大规模开发速度，但由于部分区域地层孔隙和微裂缝发育，承压能力低，极易发生井漏风险，严重制约了水平井提速提效。为进一步降低井漏风险，提高漏失预警的时效性和准确率，提出了一种因果关系约束下的井漏智能预警及漏失原因推理方法。基于漏失产生机理，分析了漏失风险的表征参数及其变化规律，将其作为输入参数约束条件，利用工况识别模型和特征变化规律准确定位井漏时间，基于BP神经网络和LSTM长短时记忆网络建立漏失风险预警模型，利用因果推断算法解释模型预警原因，结合风险机理实现警报约束。研究结果表明，LSTM集成网络井漏预警准确率达95.6%，基于集成学习的智能推理方法能够准确解释预警发生原因，对钻井现场及时采取井漏防范措施，保障水平井优快钻井具有重要意义。     

基于振动波原理的钻井防碰监测及预警技术

为了防止丛式钻井碰撞事故的发生,设计了丛式钻井防碰监测及预警系统。系统利用振动波在地层中的传播规律和特点,研发出根据振动信号的变化来预测钻头是否趋近或碰撞风险邻井的办法,并开发出相应的软、硬件设备。在渤海油田的现场应用证明,浅层钻井防碰监测及预警效果良好,可有效提高丛式井钻井效率。     

基于钻前风险预测的井身结构优化方法

考虑钻井工程风险、基于钻前风险预测的井身结构设计是钻井施工安全顺利进行的保证。钻井工程风险在实钻过程中的主要表现是:井漏、井喷、井塌、卡钻以及井下工具失效等问题。首先基于邻井资料求取了待钻目标井含可信度的地层压力剖面,再利用钻井风险评价方法对待钻目标井井身结构设计方案进行评价,在钻前预测出可能发生的工程风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,规避钻井风险的发生。新方法为合理规避工程风险、调整施工方案、安全快速钻井提供了科学的依据,可以有效降低钻井工程风险发生的概率和频度,缩短建井周期,对于安全、高效钻井具有重要意义。     

深水半潜平台结构应急响应研究与应用

针对深水半潜式钻井平台典型的结构安全事故或突发事件,阐明了深水半潜式钻井平台结构主要安全风险;建立了一套闭环的结构应急响应体系,包括应急响应前数据动态管理、应急响应机制、应急响应后事故跟踪等。针对典型事故,提出深水半潜平台结构风险应急响应分析内容及推荐方法,为平台结构的安全运营和风险管控提供技术支持。     

基于BP神经网络的气体钻井复杂工况预警技术研究与应用

文章从分析气体钻井常见9种复杂工况的参数响应关系入手,建立了基于BP神经网络的气体钻井复杂工况预警方法,开发了软件。软件依据现场集中监控系统采集到的钻井参数、入井、返出气体参数和排砂管线压力,通过人工神经网络算法成功实现井下复杂工况随钻预警,为防范作业风险提供了技术平台。     

试论顶驱钻井作业对提高钻井生产的有效性

在我国的钻井技术应用中,顶驱钻井技术是其中重要的技术,它有利于提升钻井生产的环境条件,并能够促进施工安全水平的提高。作为我国先进的钻井技术,顶驱钻井装置属于自动化完成的设备,它的使用可以减少人工的失误带来的钻井安全风险,提升钻井工作的效率。本文就顶驱钻井装置在钻井生产中的功效,研究其对于提高钻井生产的有效性。     

油气井钻井现场安全监督考核与评价方法探讨

为了提高安全监督人员的综合业务素质,促进钻井作业安全监督工作的开展,进一步完善安全监督的考核与评价体系的建设,针对川庆钻探公司钻井作业安全监督工作现状,应用层次分析法（AHP）,将传统的定性考核与指标性定量考核相结合,对石油天然气钻井作业安全监督考核评价进行了探讨,建立了钻井作业安全监督量化考核指标体系,通过在川庆钻探工程公司安全环保质量检测监督研究院安全监督考核中的实际应用,发挥了较好的效果。该考核与评价体系有利于计算机软件的开发和建立计算机网络系统,为钻井安全监督信息化管理提供了一种新的考核与评价体系。