摘要：为保证钻井安全，必须要加强对钻井技术的研究，对生产过程中产生的各种数据与信息进行收集，针对钻进工程施工特点建立安全风险预警系统，及时做出具有针对性的决策，尽量将安全事故损失降低到最小。本文针对钻井工程施工安全风险预警系统的构建以及应用进行了分析。
　　关键词：钻井施工；施工安全；风险预警；系统管理
　　
　　
　　钻井工程项目生产过程中，往往会受到各种因素的影响，发生安全事故造成损失。为提高对安全风险的管理，可以通过风险预警系统的构建，对钻井施工过程中所存在的风险因素以及可能会导致风险后果与严重程度的数据进行收集、分析，并基于此确定安全对策，以便提高生产的安全性。
　　一、典型安全风险预警方法
　　1.阈值预警
　　阈值即临界值，此种预防方法本质上就是预警信号超过某一特定阈值范围，将代表着工程存在风险。以现在常用阈值预警方式来看，基本上是对一系列预警指标进行综合管理，包括宏观与微观变量，最后从中推导出风险发生的概率。在工程生产实际过程中，风险发生的概率具有连续性特点，但是采取防范措施或者发出预警信号的一般为离散时间，因此必须要确定一个临界值，一旦预警模型确定的危机发生概率超过确定的阈值，就会发出预警信号，并且会在第一时间内采取安全防范措施。此种预警防范具有简单易行的特点，整个系统只需要确定单一参数，但是因为阈值确定具有偶然性，如果因素考虑不全面将会具有很大的限制性，将会直接影响到预警结果。
　　2.基于BP神经网络安全风险预警
　　BP神经网络系统主要由预警知识获取部件、预警知识库以及报警部件三个部分组成。其中，预警知识获取部件由神经网络学习算法构成，通过初始化权值与阈值，通过一系列步骤的反复运算确定能够达到误差精度要求，使整个网络趋于稳定。预警知识库存有神经网络层数，输入层、输出层、引层节点个数以及通过对训练样本的学习，得到网络各层间连接权值的数据库[1]。报警部件是整个预警系统中的重要组成部分，通过对知识库中神经网络权值分布与量值的应用，受新预警数据的驱动，经过神经网络计算完成报警过程。最后，将报警结果与神经门处理器连接，并转换成布尔离散型报警状态输出，最后获得报警状态。
　　3.模糊综合评判与动态模糊神经网络综合预警
　　选用此种预警系统，可以对多种风险因素以及定量模糊信息进行综合黑处理。首先是对影响事故发生的因素进行分析，通过模糊综合评判技术计算可能发生事故的概率与程度，然后对影响事故发生程度的因素进行分析判定，并以模糊综合评判技术计算获得后果严重程度，最后根据风险矩阵对事故风险程度进行判定[2]。
　　二、钻井安全预警要素分析
　　1.警情
　　对于钻井安全预警系统的研究，首先应确定钻井工程常见安全事故，即井涌、钻井坍塌、井喷、卡钻、井漏、钻具断落、钻具刺穿等，各类安全事故即可作为钻井工程预警的警情。
　　2.警源
　　警源即造成警情发生的原因，是钻井工程变化过程中已经存在或者是潜伏存在的隐患，是事故发生的根本原因。例如，井涌的警源：钻井过程中遇到高压异常底层，存在的超大压力驱动地层，最终致使流体进入井眼形成井涌；或者是在井底压力近乎平衡状态下停止循环时，开始对井底产生作用的环空压消失，致使井底内压力降低形成井涌。
　　3.警兆
　　钻井安全事故虽然具有偶然性与不确定性等特点，但是在事故发生前也会存在各种预兆，而此类此显示事故的预兆即为警兆，是钻井生产过程中可能发生安全问题的表象。钻井工程警兆主要包括井涌警兆、井喷警兆、钻井坍塌警兆、井漏警兆等。
　　4.排警
　　排警即处理事故的措施，可以分为短期应急排警措施与长期政策性排警措施两种。其中短期排警措施主要为了应对突发情况，通过采取措施以免警情进一步的扩大，以免事故严重程度的加深而造成人身伤亡，对与降低事故损失具有重要意义。长期政策性排警措施，与短期措施相比具有更强的前瞻性，主要是针对警情根源进行解决，对钻井工程中存在的隐患全面进行排查，降低事故发生的概率。
　　三、钻井工程项目安全风险预警模型构建
　　（1）确定语言变量与三角模糊数
　　首先确定需要进行预警管理的钻井工程项目与预警指标，同时还需要配备专业预警红专家。假定需要进行预警管理的钻井工程项目有P个二级级指标分别用Ci（i=1,2...，p）表示；q个三级级指标，以Cij(j=1,2...,q)表示；n个预警专家，以Ek(k=1,2...,n)表示。利用[0,10]区间确定钻井工程项目安全风险预警语言变量以及对应的三角模糊数，如表1所示。
　　表1 语言变量及对应三角模糊数
　　语言变量 三角模糊数
　　极低（VL） (0.0,0.0,2.5)
　　低(L) (0.0,2.5,2.5)
　　中(M) (2.5,5.0,7.5)
　　高(H) (5.0,7.5,10.0)
　　极高(VH) (7.5,10.0,10.0)
　　（2）计算模糊均值
　　將专家给出的三角模糊数进行汇总，得到三级预警指标专家语言预警值。
　　
　　其中， 表示第k个专家用三角模糊数表示的低i个二级指标下的第j个三级指标评价值。计算三级指标模糊平均值 。
　　
　　（3）解模糊化
　　选择以帝都平均继承法对三角模糊数解模糊化，然后可以得出解模糊化的指标值。
　　
　　（4）计算预警钻井项目安全风险预警二级指标加权得分， 表示为第i个二级指标下第J个三级指标权重，经计算可得一级指标加权得分。
　　
　　（5）计算预警钻井工程项目安全风险预警综合加权得分。
　　
　　（6）确定安全风险预警等级
　　以待评估钻井工程项目实际为基础，将预警等级分为无警、轻警、中警、重警、巨警5个等级，并以[0，10]区间确定与其对应的综合加权得分，如表2。进过综合加权得分的计算，确定项目安全风险预警等级。
　　表1 钻井工程项目安全风险预警等级列表
　　安全风险预警等级 警色
　　无警 0.0（绿色）
　　轻警 2.5（蓝色）
　　中警 5.0（黄色）
　　重警 7.5（橙色）
　　巨警 10.0（红色）
　　结束语：
　　钻井工程项目在生产过程中往往会受到各种因素的影响，为保证工程施工的安全性，必须要针对实际情况，结合工程生产特点，在确定安全风险预警内容基础上，构建预警模型，全面准确的寻找并确定钻井工程项目潜在的风险隐患，并确定解决措施，以求能够降低事故损失。
　　参考文献：
　　[1] 赵俊平,马小涛.套管钻井技术风险评价与分析[J].江汉石油职工大学学报.2012,(02):48-49.
　　[2] 李岳祥.大位移井钻井技术风险的多因素综合评价方法[J].中国石油和化工标准与质量.2012,(01):32-33.
　　作者简介
　　汪立国（1978年2月16日）汉族，籍贯:辽宁开原，2002年毕业于重庆大学，专业:矿物资源工程，2002年就职于长城钻探钻井二公司，钻井工程师。