钻井工程预报

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1、内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程事故简介；.工程工程预报的发展；预报的发展；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；概 述重要性 众所周知，石油钻探是一项风险性强、耗资巨大的系统工程；在钻井施工过程当中，工程事故随时都有可能发生，是钻井安全的最大隐患。资料显示，每年钻探施工中事故处理时间占总时间的68%，同时造成了巨额的资金浪费。概 述 如今，HSE已深入人心，工程安全也显得尤其重要，重庆开县12.23重大井喷事故为我们敲响了警钟，如何更好的为石油地质和钻井工程两方面服务正成

2、为录井行业的重要任务。重要性 概 述意 义 长期以来，安全钻井和优化钻井一直是钻探工程的重要研究课题之一。随着综合录井和计算机技术的迅猛发展，如果能有一套完整的预警系统在工程事故发生的早期，给出某种程度、某种意义上的报警，则对于控制事故的发展，最大限度地减少损失，具有重大意义。不断发展的钻井技术的要求钻速不断加快钻井工艺越来越复杂风险加大新的钻井模式管理的要求随着国家可持续性发展战略的制定以及石油行业大力推行HSE管理体系的大环境的形成，以人为本、安全工作、保护环境的观念逐渐深入人心。为保证HSE方针和目标的成功实现，作为石油勘探行业的重要组成部分，综合录井本身也必须在工程安全方面作出自己的贡

3、献。石油市场国际化的要求目前，石油市场国际化的大趋势已日益明显，综合录井面向海外的服务成为行业发展新的增长点，越来越多的国内录井队伍进入国际市场，由于文化和体制的差异以及经验不足，在国外录井作业过程中遇到了一些困难；特别是国际市场对于工程安全方面有着非常严格的要求，必须在这方面做很多工作。综合录井本身的发展的要求自90年代末期开始，随着国内石油行业体制的变化，录井技术更加强调为油公司（甲方）服务，即为勘探和开发服务。就目前综合录井的技术发展态势看，所面临的挑战越来越多、越来越大，形势十分严峻。内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程事故简介；.工程工程预报的发展；预报

4、的发展；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；1、井漏是井筒钻井液液柱压力大于地层压力时，钻井液从井筒漏入地层的一种现象。井漏有可能直接导致井壁垮塌、卡钻，也可能导致地层压力失控，造成井涌或井喷事故。井涌是地层压力大于钻井液液柱压力的情况下，地层流体持续进入井筒，与钻井液一同溢出井口的现象。井涌发生前期，录井时各种情况下（如后效气，单根气等）的气体检测值会升高、地层压力检测异常、钻进有蹩跳现象、有快钻时或放空等现象，在地层流体涌入井眼及在上返过程中，有立压小幅下降，出口流量增加，总体积增加等较为明显的特征。

5、形成井漏的原因主要有以下几种：（1）、钻入裂缝、孔洞发育的碳酸盐岩地层或高孔隙度的碎屑岩地层，钻井液液柱压力大于地层压力。（2）、钻井液密度过高，井眼内液柱压力大于地层的破裂压力将地层压裂造成井漏。（3）、下钻过程中，由于冲击压力或钻具破坏井壁泥饼造成井漏。井漏是钻井工程中较复杂的问题之一，也是引发其它重大事故的重要隐患。如果不能及时发现并采取措施进行控制，有可能直接导致井壁垮塌、卡钻，也有可能导致地层压力失控，造成井涌或井喷事故。井涌发生原因主要有以下几点：（1）、钻遇异常高压地层，地层压力驱动地层流体进入井筒造成井涌。（2）、在井底压力近平衡状态时停止循环，作用于井底地层的循环压力消失，地

6、层流体进入井筒造成井涌。（3）、起钻时未按规寰灌钻井液使井筒液面下降，钻井液液柱压力减少到不能平衡地层压力时，地层流体进入井筒造成井涌。（4）、井漏时钻井液补充不足使井筒液面下降或补充的钻井液密度不足以平衡地层压力，地层流体进入井筒，造成井涌。（5）、钻井液因为地层流体不断侵入而密度降低，密度降低又导致了地层流体的入侵速度加快，最终造成井涌。（6）、起钻时，特别是钻头出现“泥包”时，或使用PDC钻头时，抽汲作用诱发井涌。（7）、邻井采油实施注水开发，导致了地层流体侵入本井。在发生井涌前期，一般气体检测单根峰增大、气测基值升高、后效气升高、停泵气显示（指钻进过程中因某种原因停止循环数分钟，再恢复

7、循环，因地层流体在停泵间歇中进入井筒造成的气测异常）升高、地层压力检测异常、地温升高、泥岩密度减小、钻井中的蹩跳现象、快钻时或放空等现象，在地层流体涌入井眼时以及在上返过程中，有立压小幅度下降，出口流量增加，总体积增加等较为明显的特征 判断井漏、井涌的主要参数是总池体积、出、入口流量和立压。井漏时总池体积减小，立压及出口流量也减小，入口流量增大；井涌（溢、喷）时则总体积、出口流量增大，立压先略增后降，入口流量则先减后升。2、钻具刺、泵刺 在钻井过程中，大排量、高泵压、高压喷射以及液含砂量过高时，易于发生循环系统刺漏事故。如果这种异常不及时处理，有可能逐渐加剧而造成断钻具的大事故；判断钻具刺、泵

8、刺的主要参数是立管压力（泵压）和出、入口流量。两种异常发生时，泵压都有下降趋势，刺漏程度越大，泵压值下降越大；钻具刺时出、入口流量都有增大的趋势，而泵刺时出、入口流量都有下降趋势，二者都是：刺漏程度越大，流量的相应变化也越大。判断钻具刺、泵刺还有一些次要因素，如两种异常发生时，都有扭矩、钻时增大，气体含量、岩屑返出量减少的可能。钻具刺、泵刺时，人为提高泵压，泵压不能或者不能长时间稳定在给定泵压值，而会下降 3、水眼掉、水眼堵 判断水眼掉、水眼堵的主要参数是立压和排量。水眼掉时，泵压突降，降幅较大，同时排量有较大幅度增加，但一般没有大钩负荷的减小，这一点与掉钻具有区别；水眼如果先刺后掉，则先有钻

9、具刺的特征。水眼堵时立压突增，增幅较大，同时排量有较大幅度减小。4、溜钻、放空 溜钻或顿钻时大钩负荷陡降，钻压陡升，大钩高度陡降，出现快钻时放空的现象，扭矩陡升，立压上升，如果处理不及时，会导致严重后果。判断三种异常的主要参数都是大钩负荷、扭矩、转盘转速、钻时和大钩高度。溜钻和放空都有钻时和大钩高度瞬时急降的特征。而溜钻时扭矩、钻压瞬时急增，大钩负荷、转盘转速瞬时急降。放空时大钩负荷急降、钻压瞬时急增、转盘转速瞬时急降、扭矩却瞬时急增，烃类或其它气体的含量一般会增大，岩屑中可能有较多次生矿物，并可能发生井漏。5、卡钻、遇阻 当起下钻遇阻、卡时，大钩负荷增大或减小、超拉力为正或负值且数据较大，此

10、时钻具旋转困难，扭矩值增大，开泵立压较高。阻卡现象发生在钻头部位的较多，但当其它参数组合不妥当时，钻具其它部位也会发生阻卡，如压差式卡钻等。判断卡钻的主要参数是大钩负荷、转盘转速、扭矩、立压、排量和大钩高度（大钩高度只判断上提还是下放）。卡钻时，一般都有立压增大，出、入口流量减小、钻具旋转时扭矩增大、转盘打倒车现象；上提钻具时，大钩负荷增大，缓慢下放钻具时大钩负荷减小，钻压增大。判断遇阻比较容易，下放到遇阻位置时大钩负荷减小，钻压增大，而无其它卡钻时的现象。6、掉钻具 钻具因疲劳等原因会发生断裂，断钻具时大钩负荷下降，下降幅度视落井钻具多少而异。在发生断钻具前多有预兆，如立压下降，扭矩摆动等，

11、可以及时发现，处理。判断掉钻具的主要参数是大钩负荷（悬重）、立压，其次是扭矩、转盘转速、入口流量、出口流量及钻压。异常发生时，大钩负荷、扭矩、立压会突降，转盘转达速会突然加快而后趋于平稳，出、入口流量则会突增。继续钻进，钻时会升高，气体含量、岩屑返出量会减少，岩屑中可能有铁屑。7、钻头寿命终结 钻头是实施钻进的关键工具，钻头的工作情况直接影响着钻施工的进度，在正常情况下，钻头使用一定时间后，钻头趋于老化，无法继续承担钻进的任务。录井参数会有一系列的变化，因为钻头牙齿的磨损，钻头的破碎能力下降，钻时变慢，钻进成本开始升高；牙轮钻头轴承的磨损，转动不灵活，导致扭矩值显示异常波动。及时准确捕捉钻头使

12、用住处可以避免掉牙轮事故的发生，提高钻井施工时效。判断钻头寿命终结的主要参数是扭矩、转盘转速和钻时。异常发生时，扭矩持续性或突然增大，或大幅度波动或变化频率极快，转盘转速较大幅度波动、蹩跳钻较严重，同时钻时持续性或突然增大，实时钻进成本增加，而岩屑一般会较细小、量少，岩屑中可能有铁屑。8、井壁垮塌 钻井施工进程中，在岩屑录井样品可见大量掉块。井壁垮塌严重时会影响钻井施工，需要及时调整钻井液参数，使施工顺利进行。判断井壁垮塌的主要参数是扭矩、钻时转盘转速和地质参数等。异常发生时，扭矩、钻时都会增大，转盘转速经常性跳动，振动筛上岩屑增多，且颗粒较大，此岩屑代表的岩性为松软岩层。9、H2S、CO2及

13、其它 H2S是一种剧毒气体，如果发现预告不及时会造成人员的重大伤亡。利用综合录井所测的参数，可以及时发现这种有毒气体。同时利用综合录井仪的其它参数也可以发现盐侵、油（气、水）侵等异常情况。这些异常特征相对明显，较易判别：如油（气）侵时，全烃、组分明显升高，出口电导率明显降低，钻井液密度下降，粘度、出口温度升高，槽面见较多油花、气泡。四四、主主要要异异常常预预报报类类型型与与实实时时参参数数逻逻辑辑关关系系表表 异常类型 WOH WOB Torque SPP ROP HOH DrillCost PVT SPM Flow_Out MW_Out TG H2S 井涌 井漏 刺钻具 刺泵 掉水眼 堵水眼

14、 溜钻 放空 卡钻 0 遇阻 0 跳钻 断钻具 井壁垮塌 钻头寿命终结 快钻时 慢钻时 大钩超高 H2S 内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程事故简介；.工程工程预报的发展；预报的发展；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；综合录井工程预报的现状综合录井在工程预报方面的应用经历了一个从无到综合录井在工程预报方面的应用经历了一个从无到有，从简单的参数报警到较复杂的事故预警的发展阶段；有，从简单的参数报警到较复杂的事故预警的发展阶段；但从国内录井行业的总体情况来看，目前尚没有一个完

15、但从国内录井行业的总体情况来看，目前尚没有一个完整的、全面的又能反映工程事故复杂多变特性的自动预整的、全面的又能反映工程事故复杂多变特性的自动预报系统和方法，无法当前满足钻井技术的飞速发展的需报系统和方法，无法当前满足钻井技术的飞速发展的需要。要。目前常用的预告方法有以下几种：1.1.参数异常报警；参数异常报警；常用的预告方法介绍2.2.工程事故人工经验报警；工程事故人工经验报警；3.3.工程事故工程事故“二值逻辑二值逻辑”方式报警；方式报警；传统预警方法及缺陷参数异常报警 原理：参数异常报警是采用单一参量、单一门限的逻辑判别方式，通过设置某些参数的上下限来对该参数进行报警。缺陷：这种报警方法

16、虽然可以进行各种方式的自动报警，但过于简单、单调，只能对某些参数是否超限进行报警，并不能进行确切的工程事故报警。传统预警方法及缺陷人工经验报警 原理：该报警方法是最传统的工程事故报警方法，它要求操作人员能够仔细观察和了解工程等各方面参数的变化趋势，然后依靠自己多年来积累的经验对某些工程事故进行报警。缺陷：这种报警方法要求操作人员要有足够的判别工程事故发生的经验并且全部由人工完成，无疑增加了操作人员的负担，也不能跟上录井和计算机技术迅猛发展的步伐。“二值逻辑”方式报警 原理：二值（1 1和0 0），即是数值逻辑中常用的两个开关量。1 1：成立（真），0 0：不成立（假）。设命题 f(x1)代表第

17、一个参数增大，命题 f(x2)代表第二个参数增大，命题 f(y)代表工程事故，那么二值逻辑判别规则为：定义 x10.4 时第一个命题 f(x1)成立，x20.35 时第二个命题 f(x2)成立，则有如下二值逻辑表达式：4.0104.011)1(xxxf，35.02035.021)2(xxxf，没没有有发发生生，事事故故发发生生01)(yf if f(x1)and f(x2)then f(y)；由以上几个表达式可得出如下具体的表达式：if x10.4 and x20.35 then f(y)=1；传统预警方法及缺陷传统预警方法及缺陷“二值逻辑”方式报警 下面的图片形象的表示了上面所说的参数 x1

18、 和 x2 在相应区间变化时所得到的输出曲面。缺陷：这种报警方法虽然能依靠“二值逻辑”方法和计算机技术实现自动化报警，但从原理不难看出，这种方法的判别结果只有两个：事故发生和未发生，不能提供事故发生的程度信息，如果改变参数的门限值，其结果将使上图中的台阶前后移动，这只能导致虚警率、漏警率的变化。现有预告方法的缺陷 人为因素的影响过大操作员的经验和水平影响；操作员责任心的影响；设备性能的影响总结单一参数自动化，而非事故自动化预告；方法不科学手段过于单一；非自动化；非连续化；录井信息利用率低内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程事故简介；.工程工程预报的发展；预报的发展

19、；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；什么是专家系统概念专家系统是一个含有大量某个领域专家水平的知识与经验的智能计算机程序系统，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。什么是专家系统p启发性：专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策。p透明性：专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。p灵活性：专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。特点什么是

20、专家系统分为解释、预测、诊断、设计、规划、监视、控制、调试、教学、修理、决策、咨询等多种类型。从钻井工程预警的特点考虑，我们主要关注以下类专家系统：类型监视专家系统任务对系统、对象或过程的行为进行不断观察，并把观察到的行为与其应当具有的行为进行比较，以发现异常情况，发出警报。特点系统具有快速反应能力，发出的警报要有很高的准确性，能够动态地处理其输入信息。什么是专家系统预测专家系统任务通过对已知信息和数据的分析与解释，确定它们的涵义。特点系统处理的数据随时间变化，且可能是不准确和不完全，系统需要有适应时间变化的动态模型。解释专家系统任务通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况特点数

21、据量很大，常不准确、有错误、不完全能从不完全的信息中得出解释，并能对数据做出某些假设，推理过程可能很复杂和很长。类型什么是专家系统人机交互、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分。基本构造专家系统基本结构 专家系统的工作原理专家系统工作流程 工作过程专家系统还可以通过解释器向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论的（How）？领域专家或知识工程师通过专门的软件工具，或编程实现专家系统中知识的获取，不断地充实和完善知识库中的知识。什么是专家系统系统的决策树 举动物识别专家系统的例子。这里，我们以一个简单的“动物识别专家系统”为例，初步认

22、识专家系统的工作机制及系统特点。该系统的知识库是一个产生式规则的集合。专家系统实例钻井工程事故预警是一个长期、连续的过程，关键参数的细微变化往往就是事故发生的前兆，录井操作人员必须时刻关注钻井参数的变化，而单纯依靠人工和简单的参数监测是无法准确预告事故的。专家系统可以高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作，解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。而且通过对知识库升级可以不断吸收新的专家知识与经验，使系统的预警能力逐渐增强，从而达到准确预告钻井复杂情况和事故的目的。采用专家系统解决工程预警难题的原因钻井工程事故预警专家系统根据钻井现场实际情况，总结各种事故的发生规律，运用模糊数

23、学及人工智能理论建立工程事故发生的数学模型，实时分析各种工程参数的变化趋势和工程事故发生的动态概率，能有效地提高钻井工程事故预警水平，保证工程安全进行！设计目标知识库用来存放专家提供的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。系统知识库的构建输入信息观测的表示；推理结论的表示；推理规则的表示；推理过程的表示。工程预警专家知识的描述要素系统知识库的构建系统的设计知识的使用和决策解释要素事故知识库的定义；事故结论的分级与选择；事故决策的解释定义。系统知识库的构建专家系统的

24、构建过程首先要确定专家系统各组成部分的构造方法和组织形式。系统结构选择恰当与否，是与专家系统的适用性和有效性密切相关的。选择什么结构最为恰当，要根据系统的应用环境和所执行任务的特点而定。事故知识库的构建步骤系统知识库的构建系统知识库的构建步骤系统知识库的构建系统知识库的构建步骤系统知识库的构建问题知识化辨别所研究问题的实质 知识概念化即概括工程事故所需要的关键概念及其数据关系 概念形式化即确定用来组织事故模型的数据结构形式形式规则化即编制事故预警规则 规则合法化即确认规则化了事故模型的合理性 知识获取机制的构建 专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识

25、内容来提高专家系统的性能。确定系统知识获取机制，主要通过以下途径：来自于专家的事故预报理论。录井人员现场的使用经验。钻井事故发生时对应的数据。事故推理机的构建 事故推理机的理论依据来源于模糊数学理论，因为工程事故具有模糊性、随机性和不确定性的特点,所以对工程事故不能通过常规的数学方法进行简单的定性判断，必须通过特殊的方法进行推理，而模糊数学正是解决这一难题的最佳选择。模糊数学理论 模糊数学是研究和处理模糊性现象的数学。这里所谓的模糊性，主要是指客观事物的差异在中介过渡时所呈现的“亦此亦彼”性。而传统数学的普通集合论却只能表现“非此即彼”的现象。模糊数学不是让数学变成模模糊糊的东西，而是要让数学

26、进入模糊现象这个禁区，从而解释这种现象；模糊数学把传统数学从二值逻辑的基础扩展到连续值上来，本身具有着深远的意义。事故推理机的构建隶属函数 模糊数学中用隶属程度来描述客观事务差异的中介过渡，这种隶属程度是用精确的数学语言对模糊性的一种描述。给定论域U上的一个模糊子集A，是指对于任意uU，都指定了一个数A(u)0，1，叫做u对A的隶属程度。映射A：U0，1，uA(u)，叫做A的隶属函数。通常情况下，每一个隶属函数都有自己的数学表达式，这些表达式也都有相应的曲线形态，常用三角形、钟形或梯形表示。通俗来讲，隶属函数就是指某种属性的程度，这个程度的最大值一般设为1 1。事故推理机的构建隶属函数 例（一

27、）例（一）以年龄作为论域，青年作为该论域上的一个模糊子集，即年龄和青年的相互关系为：01.0 14 18 28 32 岁岁 青年青年0.2515事故推理机的构建隶属函数 例（二）例（二）温度和感觉 01.010 18 25 30 冷冷适中适中热热270.40.6事故推理机的构建 在进行建模时首先要搞清楚要为哪一个工程事故建立数学模型、这种工程事故发生的规律是什么、影响这种工程事故发生的主要以及次要工程参数是哪几个等等；接着我们就要用一种叫做隶属函数的图形来表达各种工程参数、工程事故变化的趋势及程度；最后促成整个模型的成立。这里所说的隶属函数抽象为某种属性的程度，它是有三角形、梯形或者钟形等多种

28、图形组成的一个复合图形，并且根据设置的变化，该函数应该能够包含所有属性的程度。数学建模事故推理机的构建隶属函数 结论：结论：从以上两个实例的隶属函数形态及其意义可以看出，用模糊数学的方法可以表达客观事物的差异在中介过渡时所呈现的“亦此亦彼”性，这完全可以描述在复杂多变的钻井工程事故发生前期总池体积、出口流量以及立管压力等多个参数的变化情况，从而得出相应工程事故的报警。事故推理机的构建事故推理过程 推理过程就是把参数的变化量经过推理机转化成事故发生程度的数值输出，从而进行报警。参数1变化量X1参数2变化量X2参数n变化量Xn事故程度f(X1,X2f(X1,X2Xn)Xn)推理机事故推理机的构建模

29、糊逻辑优点 本系统不仅能够实时观测各项工程参数的变化趋势，为工作人员提供相应的报警提示，减轻工作人员的负担，更重要的是它采用模糊模型的方式进行工程事故的报警，不仅完成了报警方式的自动化功能，还融合了技术人员判别工程事故的经验。本系统输出曲面如下图所示，该曲面不象前面“二值逻辑”展现出来的台阶状，而是一个连续的曲面，从而反映出了工程事故发生的程度信息。事故推理机的构建事故解释器的构建事故解释器主要是对用户对于事故的判断过程而提出的问提，就结论、求解过程做出说明，因而用户对事故的发生和发展能得到更加详细的了解。专家系统工作过程信息来源于对参数的采集和预处理，通过模糊化过程进入事故处理过程。模糊化的

30、过程实际上就是确定模糊变量的过程。在这个过程中首先要找出判别该工程事故的主要参数，然后根据实际工作经验建立起各个参数的隶属函数，最后根据参数的变化情况应用到隶属函数得出模糊变量。.事故推理过程是用模糊化出来的模糊变量去激活模糊推理规则，最后利用模糊数学可加性原则得出事故隶属函数形态的最小化叠加结果。专家系统工作过程.通过知识库进行推理规则指定；事故隶属函数建立；推理规则激活；事故解释过程；事故推理和解释结论产生以及各种输出（图、文、多媒体）的实现。包括以下内容：*图形（或动画）显示的事故信息*曲线方式显示事故的变化趋势*事故的声音报警*动态提示*事故相关数据的显示专家系统工作过程.原型机的开发

31、与试验 在选定知识表达方法之后，即可着手建立整个系统所需要的实验子集，它包括整个模型的典型知识，而且只涉及与试验有关的足够简单的任务和推理过程。知识库的改进与归纳 反复对知识库及推理规则进行改进试验，归纳出更完善的结果。经过相当长时间(例如数月至二、三年)的努力，使系统在一定范围内达到人类专家的水平。专家系统的完善井涌专家模型实例1.1.模糊化模糊化2.2.模糊推理模糊推理3.3.反模糊反模糊4.4.求加分求加分5.5.预警输出预警输出井涌专家模型实例模糊化 模糊化的过程实际上就是确定模糊变量的过程。在这个过程中首先要找出判别该工程事故的主要参数，然后根据实际工作经验建立起各个参数的隶属函数，

32、最后根据参数的变化情况应用到隶属函数得出模糊变量。判别井涌的参数有出口流量、总体积、套管压力、出口密度以及出口电导等，这里我们考察一段时间内出口流量上升百分比和总体积上升量。首先定义一组模糊子集：“无”、“小”、“中”、“大”，分别代表出口流量和总体积的上升程度以及井涌发生的大小程度。井涌专家模型实例模糊化隶属函数形态总体积出口流量1.00 0.3 0.5 0.7 0.9 1.3 1.8 立方米立方米 无 小 中 大1.0 0 3 7 11 12 16 无 小 中 大井涌专家模型实例模糊化1.00 0.3 0.5 0.7 0.9 1.3 1.8 立方米立方米 无 小 中 大1.0 0 3 7

33、11 12 16 无 小 中 大 0.8 立方米总体积上升上升 9出口流量0.89总体积上升中总体积上升小出口流量上升中出口流量上升小井涌专家模型实例推理过程推理过程是用模糊化出来的模糊变量去激活模糊推理规则，最后利用模糊数学可加性原则得出事故隶属函数形态的最小化叠加结果。推理规则指定推理规则指定推理规则激活推理规则激活事故隶属函数建立事故隶属函数建立事故图形生成事故图形生成井涌专家模型实例中电集团二十二所推理过程推理规则指定 模糊推理规则需要由有一定判别工程事故经验的技术人员来创建，它是整个模糊推理过程中很重要的一块内容，规则的基本内容是：if x is A and y is B then

34、z is C 其中x，y为参数1和参数2及其变化特征，z为事故，A，B，C是模糊子集（无小中大等）。例如井涌的一条推理规则描述及整个推理规则为：如果 出口流量上升 中 并且 总体积上升 中 则 井涌 大 x A y B z C 井涌专家模型实例中电集团二十二所推理过程推理规则指定体积上升体积上升很大很大大中大很大大中小中大中小无小中小无无无大中小无井涌程度井涌程度流量上升流量上升井涌专家模型实例推理过程推理规则激活总体积上升中总体积上升小出口流量上升中出口流量上升小体积上升体积上升很大很大大中大很大大中小中大中小无小中小无无无大中小无井涌程度井涌程度流量上升流量上升井涌专家模型实例推理过程事故

35、隶属函数建立井涌1.00 0.1 0.3 0.7 0.8 0.92 1.0无无 小小 中中 大大 很大很大 隶属度隶属度 程程 度度井涌模糊模型实例推理过程事故图形生成 按照模糊数学理论，规则“如果 出口流量上升 小 并且 总体积上升 小 则 井涌 小”生成井涌图形：小 小 小1.0 1.0 1.00 0.3 0.9 立方米立方米 3 11 0 0.1 0.7 1 0.8 9 总体积 出口流量 井涌井涌专家模型实例推理过程事故图形生成 把四条激活的规则生成的图形进行叠加1.00 0.1 0.3 0.7 0.8 0.92 1.0无无 小小 中中 大大 很大很大 井涌专家模型实例事故解释对叠加后的

36、事故图形进行求质心的过程就是事故解释过程，实际上就是分析事故的发生概率。212XX1)(XXXXdXdXXXf质质心心井 涌：X质心0.51井涌专家模型实例求加分 对于那些对事故判别稍有影响的参数，还可以再根据实际情况设定一些加分函数。分值0 起点 拐点 单位 井涌：出口密度作用于加分函数得X加分0.02。井涌专家模型实例预警输出报警级别划分 0 0.23 0.57 0.78 1.0不报警不报警 一级报警一级报警 二级二级 三级三级 井 涌X质心0.51X加分0.02井涌一级报警专家系统的优势专家系统与传统的报警方式相比，具有以下专家系统与传统的报警方式相比，具有以下优势：优势：采用专家系统进

37、行工程事故的报警，不仅完采用专家系统进行工程事故的报警，不仅完成了报警方式的自动化功能，更重要的事它融合成了报警方式的自动化功能，更重要的事它融合了技术人员判别工程事故的经验；了技术人员判别工程事故的经验；具有事故早期发现能力，在事故形成初期发具有事故早期发现能力，在事故形成初期发现事故的苗头，在其尚未形成时便将其排除。现事故的苗头，在其尚未形成时便将其排除。采用模糊推理的方式不仅具有很好的过渡性，采用模糊推理的方式不仅具有很好的过渡性，还确切反映了客观事物的程度信息和交叉渐变特还确切反映了客观事物的程度信息和交叉渐变特性；性；内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程

38、事故简介；.工程工程预报的发展；预报的发展；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；文测井，卡钻遇阻：大钩负荷和扭矩出文测井，卡钻遇阻：大钩负荷和扭矩出现异常变化情况，小班根据预报情况汇报技术员，经核现异常变化情况，小班根据预报情况汇报技术员，经核查确实有卡钻的苗头，井队采取了相应的预防措施查确实有卡钻的苗头，井队采取了相应的预防措施。正正确。确。异常时间2006-03-19 00:37:06预警时间2006-03-19 00:38:09预警级别1级井深2030.18m异常时参数变化情况大钩负荷跳变逐渐加大，

39、出口流量变化明显。20052005年年9 9月月1414日日1414：0606，井深钻至，井深钻至28002800米时，系统米时，系统进行进行“钻头磨损钻头磨损”二级报警，经井队查实正确。二级报警，经井队查实正确。异常时间2006-03-19 06:51:40预警时间2006-03-19 06:51:47预警级别2级井深2076.17m异常时参数变化情况分钟钻米出现下降，大钩负荷变化大。实例3 在胡123钻过程中，当钻进至2106m时，刺钻具指数开始逐渐上升（如图2），由0.32升至1.74，系统发出报警，操作员迅速上钻台通知司钻，司钻立即停泵，上提钻具，检查泥浆泵凡尔正常，再次开泵，发现泵压

40、仍不正常，起钻检查钻具发现一根钻杆丝扣刺坏。由于及时预报避免了一次可能断钻具的重大工程事故。实例4在庆99钻过程中，当钻进至2439m时，跳钻指数开始逐渐上升（如图2），由0.23升至1.12，系统发出报警，操作员上钻台通知司钻，建议起钻检查钻头，井队采纳了建议，起钻完检查钻头，发现钻头一牙轮轴承已严重损坏，由于及时预报避免了一次掉牙轮事故的发生.内容提要内容提要.概述；概述；.主要钻井工程事故简介；主要钻井工程事故简介；.工程工程预报的发展；预报的发展；.钻井工程预警专家系统介绍；钻井工程预警专家系统介绍；.异常预报实例；异常预报实例；.地层压力监测与预报；地层压力监测与预报；参数变化情况参数变化情况背景气上升D指数减小单根气上升SIGMA指数减小起下钻气上升地层孔隙度增大C2/C3减小页岩密度减小出口温度上升出口电导率减小压力检测实例谢谢大家！