钻井异常智能预警系统研究
工程录井预警系统在钻井现场的应用效果及发展方向
2 应用效果综述 4~6
预警系统从 2007 年开始，先后在胜利、西南、塔 里木等探区进行现场应用，获得了许多宝贵的现场经 验，对系统的改进和完善起到了积极的推动作用。 2.1 在胜利油田的现场应用
模糊数学是研究和处理模糊性现象的数学，把传 统数学从二值逻辑的基础扩展到连续值上来 6 ，是解 决钻井工程异常的不确定性、模糊性和随机性问题的 最佳方案。模糊数学的应用从根本上解决了基于规则 的多参数信息融合分析的难题，在充分考虑现场钻 井、地质条件的前提下，综合分析多个录井参数的异 常变化，通过异常预警模型进行模糊推理，输出工程 异常程度信息。
2010 年 9 月 22 日 19: 08，钻进至井深 1917.07m， 上提钻具至 1913.61m 时遇卡，悬重由 707kN 855kN 左右。其他参数无明显异常变化。系统预警起钻遇卡。 2.2 在西南地区的现场应用
西南地区的钻井、地质条件非常复杂。在川西致
密碎屑岩气藏钻井施工中，井下频繁出现如掉牙轮、 水眼堵、刺钻具、断钻具、井涌、井喷、溢流等复杂 情况，严重影响了油气勘探进程。而川东北地区天然
程录井预警系统将引入包括地下采集等多种信息来源，与钻井工程技术紧密结合，在石油勘探过程中发挥更大的作用。
关 键 词：钻井；工程录井预警系统；智能化；发展方向
中图法分类号：P631.8+1
文献标识码：B
文章编号：1004-9134(2013)03-0006-04
0引言
随着国民经济的快速发展，我国石油勘探的重心 逐渐向西部和海洋倾斜。西部的塔里木、四川、长庆 等探区多具备大型油气藏构造条件，但普遍具有复杂 的高陡、复合塑变盐膏层、超深、高温高压等地质构 造特征，钻井异常情况出现的风险大大增加。主要体 现在：岩石可钻性差，钻速低，易发生阻卡、钻头磨 损，甚至导致钻具断落；地层压力系统异常复杂，频 繁溢流、井漏、卡钻，甚至引发井涌、井喷等事故； 地层中硫化氢等有毒有害气体含量较大 1 。
BP神经网络在开发井钻井溢流智能预警中的应用研究
信 息 通 信
１ ＮＦＯＲＭ ＿ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ Ｕ ＮＩ Ｃ ＡＴＩ ＯＮＳ
２０１ ４
（ Ｓ ｕ ｍ ． Ｎ ｏ １ ３ ４ ）
Ｂ Ｐ神经 网络在开 发井钻井 溢流 智能预警 中的应用研 究
张露 之 ， 梁海波 ， 张 金， 米 玲
出口钻井液 电导率 出口钻井液密度 出口钻井液温度
气测全烃 ｃ １ 组分含量
有变化 降低 升高
有变化 有变化
相对于入 口电导率 相对于入口钻井液密度 相对于入口钻井液温度
纯水侵无变化 纯水侵无变化
度和 准 确 性， 本 文 采 用线 性 归一 化 方 法， 即 ＝ － ； 号 （
文章编号 ： １ ６ ７ ３ ． １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ ． ０ ０ ０ ３ ． ０ ２ 隐含层节点 的作用是提取并存储溢流智 能预警样本数据 中的内在规律 ，而其 ｎ个权值都是具有增强 网络 映射能力 的
溢流 是钻井施工中发生频率较高的事故之一 ，常造成井
眼报废 乃至大量人员伤亡 “ 。 由于开发井钻井无法建立精确 的溢 流预警数学模型， 因此充分利用邻井 资料等 先验信 息， 选 取合 适的算法模型， 建立 实时 、 准确的溢流智能预警模型是实
激励 函数 ｆ （ ＋ ） 的作用是实现 网络输入与 网络输 出之 间的 函数转换 ， 是一个神经元及整个网络 的核 ｔ ｈ ， 。 本文优选 Ｓ ｉ ｇ ｍ ｏ ！ ｄ 型激励函数作为隐含层激励 函数 ，输 出层激励函数选取线性
型 激 励 函数 。
侵入地层流体 的钻 井液 返出地面， 会使得 出 口流量 ， 泥浆池体
钻井工程事故监测和预警方法研究
ＭＷＤ测量 仪器 来完 成 。国外早 在 ２ 纪 ６ 代 Ｏ世 Ｏ年
就开始 了钻 具振 动 问题 的 研究 ， 目前 已开发 出多 种
检测 系统 。例如 ， 国 国 际 录井 公 司开 发 的 Ｖ Ａ 美 ｒ 软件 ， 就是 利用扭 矩 等 ４种 测 量 参 数 进行 钻 具 振 动 分 析 的专 用 软件 。国 内此 项 ＿ 作 的研 究仍 处于 实 ｊ 丁
谐 振对钻 头 或钻 具 的损 坏 。显然 ， 具 振 动分 析技 钻 术只 限于监 测钻 头及 钻具 这 类 事故 ，对 于井 场 经常 发生 的大量 其他 钻井 工 程事 故 的监测 和预 报则 无 能
为 力。
１ 钻井事 故监测和预报 方法 及存在 的问题
常见 的钻井 事故 有钻 头磨 损 、 涌 、 喷 、 漏 、 井 井 井 牙 轮掉落 、 钻具刺 穿 、 钻具掉 落 、 眼堵 塞 、 水 卡钻 等十
维普资讯
第１ ７卷 第 １ 期
录 井 工 程
・ ３ ５ ・
・ 程 监测 ・ 工
钻井工程事故监测和预警方法研究
吴 俊 杰
（ 中国 电 波传 播 研 究所 ）
吴 俊 杰 ．钻 井工 程 事 故 监 测 和 预 警 方 法研 究．录 井 工 程 ，０６ １ （） ５ ￣ ５ ，０ ２ ０ ，７ １ ；３ ５ ７
采矿工程中智能化技术的应用及效益研究
采矿工程中智能化技术的应用及效益研究在采矿工程中，智能化技术的应用已经成为提高生产效率和保障矿工安全的重要手段。
本文将探讨智能化技术在采矿工程中的应用方式以及所带来的效益。
一、智能化技术在采矿工程中的应用方式1. 无人化采矿设备：智能化技术使得采矿设备能够实现自动化、无人化操作，减少了人为因素对采矿过程的影响。
例如，智能化的自动化钻机能够根据地质条件和钻井参数自主选择和调整作业策略，提高了钻孔质量和作业效率。
2. 传感器技术的应用：传感器技术是智能化采矿中不可或缺的一部分。
通过安装在设备和工作环境中的传感器，可以实时监测各种参数，如温度、湿度、气体浓度等，并通过数据传输设备将这些数据传输到监控中心。
这种实时监测能够及时发现设备故障、预测岩石塌方等危险情况，从而保护矿工的安全。
3. 人工智能技术的应用：人工智能技术可以为采矿工程提供智能化决策支持。
通过分析大量历史数据、模拟实验和优化算法的应用，可以帮助优化矿山设计、矿石选矿和巷道掘进等过程。
人工智能技术还可以用于自适应控制系统的设计，使采矿设备能够根据实际情况调整工作参数，提高采矿效率。
二、智能化技术在采矿工程中的效益1. 提高采矿效率：智能化技术的应用可以优化采矿过程中的各个环节，减少人工操作，提高工作效率。
例如，自动化采矿设备的应用能够提高开采率和矿石回收率，降低生产成本。
2. 提升工作安全性：传感器技术的应用使得工作环境的监控更加全面和及时。
通过监测和预警系统，矿工可以及时了解到潜在危险并采取相应措施。
智能化技术还可以实现矿工个人定位和呼叫救援系统，提高事故应对能力，减少事故伤亡。
3. 降低环境负荷：智能化技术的应用可以降低对环境的影响。
自动化设备能够减少能源和资源的浪费，优化资源利用效率。
通过智能化系统对废水和废气进行处理和控制，减少对周围环境的污染。
4. 提高矿山可持续发展能力：通过智能化技术的应用，矿山能够实现高效、节能、环保的生产模式，提高其可持续发展能力。
钻井监控系统中PLC技术的应用
提高自动化程度
通过PLC编程实现自动化控制，减少 手动操作，提高效率和安全性。
升级改造后效果评估
系统可靠性显著提高
采用PLC控制后，系统接线简化， 故障率降低，维护方便。
监控功能更加完善
实时数据采集和远程监控功能的实 现，使得管理人员能够随时了解钻 井现场情况，及时做出决策。
自动化程度大幅提升
自动化控制的实现，减轻了操作人 员的劳动强度，提高了工作效率和
应用参数自整定技术，使系统能够根据实时数据自动调整控制参 数，优化控制效果。
多变量解耦控制
对于多变量系统，采用解耦控制技术，实现各变量之间的独立控 制，提高系统控制精度。
降低能耗和减少维护成本措施
节能设计
优化系统硬件和软件设计，降低系统能耗，提高能源利用效率。
预防性维护策略
制定预防性维护计划，定期检查和维护系统设备，减少故障发生率 和维护成本。
钻井监控系统中PLC技术的应 用
汇报人：XX 20XX-01-29
目 录
• 钻井监控系统概述 • PLC技术简介及原理 • 钻井监控系统中PLC技术应用 • 钻井监控系统性能优化策略 • 案例分析：某油田钻井监控系统升级改造 • 未来发展趋势与挑战
01
钻井监控系统概述
钻井监控系统定义与功能
定义
控制算法实现与执行机构驱动
1 2 3
控制算法选择与设计
根据钻井工艺要求，选择合适的控制算法，如 PID控制、模糊控制等，并进行参数整定和优化 。
执行机构选型与驱动电路设计
根据控制算法要求，选择合适的执行机构类型， 如电动阀、液压缸等，并设计相应的驱动电路， 实现执行机构的精确控制。
PLC程序编写与调试
故障记录与远程监控功能实现
用于控制钻井的智能分析决策系统的制作方法
用于掌控钻井的智能分析决策系统的制作方法钻井是一项特别关键的工业活动，在现代天然气、石油开采中，钻井已成为一项必不可少的工作。
然而，由于钻井过程中显现的种种多而杂情况，加之钻井深度、天气、地质环境等因素的影响，钻井难度和风险极大，需要专业人员全天候监控。
因此，快速、精准、牢靠的钻井智能分析决策系统在钻井行业是特别必要和紧要的。
本文将介绍基于人工智能技术的钻井智能分析决策系统的制作方法。
一、系统需求分析钻井智能分析决策系统需要充足以下几个需求：1. 钻井数据采集：系统需要实时采集钻井现场各种数据信息，例如井深、井口参数、压力、温度、钻头位置等。
2. 数据分析：系统需要将采集到的钻井数据进行分类、比对、分析，以便后续的决策支持。
3. 决策支持：系统需要依据分析结果，来实时推测钻井过程中可能显现的情况，为决策供给多种可能的解决方案以及评估方案效果。
4. 风险推测：系统需要基于数据分析及历史数据推测，推测钻井过程中可能显现的各种问题和风险。
5. 预警系统：系统需要在风险推测的基础上，实现预警功能，自动监控并早期发觉钻井过程中可能显现的问题，并对预警信息进行推送。
二、系统设计1. 数据采集子系统数据采集子系统需要包含各种传感器、检测仪器、数据采集设备等，实时采集钻井现场的数据信息，包括井深、井口参数、压力、温度、钻头位置等。
2. 数据分析子系统数据分析子系统需要包含多种算法模型，对采集到的钻井数据进行各种分类、比对、分析，以获得需要的决策支持。
数据分析子系统将各种数据转化为多维度信息，并通过机器学习、深度学习等技术，对钻井过程中的多而杂问题进行分类和推测分析。
3. 决策支持子系统决策支持子系统通过对数据分析、推测以及人为干预等信息供给多种可能的解决方案，并依据设定的优先级策略，供给最合适的决策建议，支持钻井工作的决策订立者作出正确的决策。
4. 风险推测子系统风险推测子系统需要以历史数据和环境数据为依据，并通过数据挖掘、数据统计和数据分析等技术，对可能显现的不良情况和步骤进行推测。
钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究
钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究【摘要】钻井工程中的井漏是一个严重的安全隐患，可能导致油井爆破、环境污染等严重后果。
本文通过分析井漏的危害和成因，探讨了井漏预防和堵漏技术的研究进展，并结合实际案例进行了深入分析。
钻井工程中井漏的预防和堵漏技术是保障油田安全和提高油井开采效率的重要手段。
本文总结了目前的研究现状并展望了未来的发展方向，希望通过这些技术研究，能够更好地预防和应对井漏事件，确保油田开采工作的顺利进行。
【关键词】钻井工程、井漏、预防、堵漏、技术研究、危害、成因分析、案例分析、总结、展望未来发展方向1. 引言1.1 钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究概述钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究是钻井作业中非常重要的一项工作。
井漏一旦发生，会给钻井作业带来严重的安全隐患和经济损失。
钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究一直备受重视。
井漏预防与堵漏技术研究旨在通过科学的手段和方法，提前预防井漏的发生，或者在井漏发生后能够及时有效地进行堵漏处理。
这涉及到对井漏的危害性进行深入研究、分析井漏发生的原因、开发各种预防和堵漏技术等方面的工作。
只有不断加强井漏预防与堵漏技术研究，才能保障钻井作业的安全和顺利进行。
本文将重点介绍钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究的重要性以及针对井漏的相关技术和方法进行深入的探讨。
希望通过本文的介绍，能够加深对钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究的认识，为钻井作业的安全进行贡献。
1.2 研究意义钻井工程中井漏预防与堵漏技术的研究具有重要的意义。
井漏是钻井过程中常见的危险事件，一旦发生井漏会导致严重的安全事故和环境污染，影响油气开采的进程。
研究井漏预防与堵漏技术对于提高钻井作业的安全性和效率至关重要。
通过深入研究井漏的危害和成因分析，可以更好地认识井漏形成的机理和规律，为有效预防和控制井漏提供科学依据。
钻井工程中井漏预防与堵漏技术的研究可以帮助工程师提高对井下地层情况的判断能力，准确评估井漏风险，并制定相应的预防和应急措施。
数字化井控技术研究现状及发展趋势
数字化井控技术研究现状及发展趋势1. 数字化井控技术研究概述随着科技的不断发展，数字化技术在各个领域的应用越来越广泛，尤其是在石油、天然气等资源勘探开发领域。
数字化井控技术作为一种新兴的技术手段，已经在国内外得到了广泛的关注和研究。
本文将对数字化井控技术的现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
数字化井控技术是指通过计算机、通信、自动控制等技术手段，实现井下生产数据的实时采集、传输、处理和分析，从而提高井下生产的安全性、效率和可靠性。
数字化井控技术主要包括以下几个方面：井下传感器技术：通过安装各种传感器，实时采集井下压力、温度、流量等参数，为后续的数据处理和分析提供基础数据。
数据传输技术：采用无线通信、光纤通信等技术手段，实现井上与井下的高速、稳定、安全的数据传输。
数据处理与分析技术：通过对采集到的数据进行实时处理和分析，为井下生产决策提供科学依据。
自动化控制技术：通过自动控制技术，实现井下设备的远程监控和控制，降低人工操作的风险。
信息管理与决策支持系统：建立完善的信息管理系统，实现数据的集中存储、查询、统计和分析，为井下生产决策提供支持。
国内外在数字化井控技术研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战，如数据传输的稳定性、抗干扰能力、数据处理与分析的精度等。
随着数字化技术的不断发展和完善，数字化井控技术有望在石油、天然气等资源勘探开发领域发挥更大的作用。
1.1 研究背景随着全球经济的快速发展，石油、天然气等能源资源的需求日益增长，井下作业作为油气开采的重要组成部分，其安全和高效性对于保障能源供应具有重要意义。
传统的井下作业方式存在诸多问题，如操作复杂、效率低下、安全隐患等。
为了提高井下作业的安全性和效率，数字化技术应运而生，并在井下作业中得到了广泛应用。
数字化井控技术是指通过将井下作业过程中的各种数据进行采集、传输、处理和分析，实现对井下作业过程的实时监控、远程控制和智能优化。
这种技术的出现，不仅有助于提高井下作业的安全性和效率，还能降低事故发生率，减少生产成本，提高企业竞争力。
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隐蔽 性 地 下 工程 ， 存 在着 大量 复杂 、 随 机 和 不确 定性 ｖ ｉ ｃ ｅ ） 通 讯等 方式 实 时传 输到 油 田基地 ， 使现场 技 术人 因素 ， 在 工 程 施 工 的 各个 阶段 均 存 在 不 同程 度 、 形 式 员 既可 实现 对现 场 作业 的监 控 ， 又 能得 到 后方 基 地专
Ｕ ｝ Ａ Ｎ ｅ ０ Ｐ Ｕ ＴＥ Ｒ
零 建 电 肇
钻 井异常智能预警 系统研究 ★
李 晓 桐 ，徐 英 卓 ，何 坤 鹏 ，花 凌 锋 ，郑黎 峰 ，张 忠 良
（ 西安 石 油 大学计 算机 学 院 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
【 摘 要】 ： 针对 目前石油行业钻井异常预警智能化程度低的问题 ， 提 出一种基于支持 向量机 的钻
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Ｉ ∑ Ｍ （ ｑ — ａ ） 一 ｓ ∑ （ ｑ ＋ ） 一 ： ∑（ ａ 一 ） （ 。 ～ ａ ： ） （ ， ） Ｉ
基金项 目： ２ ０ １ ２年国家级大学生创新训练计 划项 目“ 钻 井异常动 态 自适应智能预警 系统研 究” 、 陕西省教育厅专项科研 项 目“ 油田事故应急救援 可视化协 同动态管理与决策 系统研究” （ 编号 ： １ １ Ｊ Ｋ ０ ７ ９ ０ ） 、 国家 自然科 学基金项 目“ 基于随钻信息和知识 集成的钻 井风险动态管理 与决策控制研究” （ 编号 ５ １ ０ ７ ４ １ ２ ５ ）
井异常预警方法。根据钻 井工程的特殊性设计 了一个两级（ 即井场级和基地级） 的 系统总体架构 ， 基于 Ｓ Ｖ Ｍ 建立了异常状态预测模 型， 并构建 了一种动 态智能预警机制 ， 可对钻井过程 中各种异常情况进行 智能预警。 本 系统的研究， 能有效地提 高预警的效率与准确性 ， 并可为实现钻井异常 自 动化预警的 目 的
时信 息 （ 包 括 地质 参 数 、 井 眼 轨 迹参 数 、 钻 进 参数 及 钻 协 同工 作 平 台 ， 使 分 布 在 不 同地 点 的多 方 专家 、 工 程 井 评 价 参 数 等） 以及 地 面 综 合 录 井和 泥 浆 录 井 等信 技 术 人 员 能通 过 网络 远 程 进行 现 场 钻 井 作 业 实 时 监
黑 恫 仆
智 能化 预警 手段 ， 以满 足 安全 、 快速 钻井 的需求 。近 年 来， 随着 综合 录 井 技 术 、 人 工智 能技 术 以及 钻 井 工 程
信 息化 的 迅猛 发展 ， 钻 井 异常 智 能 预警 系 统越 来 越 引 起 钻井 技 术人 员 的关 注 。为 此 ， 我 们在 国家 大学 生 创
各 异 的风 险 ， 钻 井 异 常情 况 随 时都 有 可 能发 生 ， 严 重 家对 现场 作业 的 实时指 导 。
威胁着钻井的安全 。目前对钻井异常的预警主要依靠
综 合录 井 仪对 工程 参 数变 化 的监 测 来 获得 异 常 结果 ， 但对 于 各种 异 常 的分析 大 多 以人 工 经验 判 断 为主 ， 仅 有 少 量 监测 分析 工 作 由计 算 机 自动 完 成『 １ ］ ， 迫切 需要 系 统 而 全 面 且 能 反 映钻 井 工 程 事 故 复 杂 多变 特 性 的
提 供技 术 与方 法 支持 。
【 关键词】 ： 钻井异常； 预警； 智能 ； 支持 向量机
１引言
息 ，进 行处 理后 图文 并 茂地 展 现给 现 场 技术 人 员 ， 同
Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ （ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ Ｓ ｅ ｒ — 石 油钻 井是 一 项 高投 入 、 高 风 险和 高 技术 水 平 的 时通 过 卫 星 通 讯 、
３钻 井异 常预 测模 型的构 建
立 。针 对钻 井 作业 的特 殊性 与 复杂 性 ， 本系 统采 用 支 持 向量机 （ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ Ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ， Ｓ ＶＭ ） 方 法建 立 钻
把 它转化 为下述 优化 问题 ： 实 现 钻井 异 常智 能 预 警 的 关键 是 预 测 模 型 的建 问题 ，
２ ０ １ ３ 年 第４ 期 Ｉ 福建电脑 ． １．
பைடு நூலகம்
：
控及 异常控 制 等 。
臻 电 脑
惩 罚 因子 ， 昏和 昏 度 量 不敏 感损 失误差 ￡的程 度 ， 缸
为上 偏离 ， 为 下偏 离 。采用对 偶理 论求解 上述 最优
ｒ
ｍ ａｘ
Ｊ ｌ ＡＮ ＣＯ Ｍ ＰＵＴＥ鞠
彗 菇 麟
新 训练 项 目与 陕西 省 教育 厅专 项 科 研项 目的资助 下 ， 开展 了钻井 异 常智 能预警 系 统 的研 究 。
２系统 总体 架构设 计 考 虑 到钻井 工 程 的特 殊 性 与复 杂 性 ， 通 常钻 井 决
图 １ 钻 井 异 常 智 能预 警 系统 总体 框 架
（ ２ ） 基地 级 ： 面 向油 田基 地 的领 导 、 专家 及技 术 人
策 指 导在 油 田基地 完 成 ， 而钻 井 作 业 分布 在 远 离油 田 员 。 将 远程 实 时传 输 的井场 信 息与邻 井及 区块 的信 息 基 地 的现 场 ， 因此 将 系 统 设 计 为 两级 ： 井 场 级 和 基地 以及 以往 钻井 异 常 识 别 、 诊 断、 预测 的经 验 知 识 及 案 级， 其 总体 架构 如 图 １ 所示。 例等 多源 信 息 ， 利 用 多源 信息 融 合技 术 进行 融 合集 成 （ １ ） 井 场级 ： 面 向施工 现场 的钻 井 技术人 员 。通 过 后 ， 存 入数 据 仓 库 ； 在 此 基 础 上 实 现 钻 井状 态 监 控 及 包括 异 常分 析 、 诊断、 预 测 等） ， 并 提供 多方 井 场 实 时 监 测 与信 息处 理 系 统 将 井 下 随 钻 测 量 的实 决策分 析 （