錄井儀器智能化探索（一）
１.概述
1.1鉆井的發展
新的鉆井模式和工藝不斷出現，鉆井過程也變得越來越復雜；非常規鉆井技術已大量應用于鉆探過程中，對于提高鉆井效率，鉆探復雜地層、滿足特殊鉆探需要起到了非常重要的作用。
1.2錄井的發展方向
綜合錄井是發現、評價油氣藏最及時、最直接的手段之一，也是鉆井安全的重要保障手段。
傳統的錄井手段已經無法滿足當今石油勘探的需要，錄井行業面臨著許多亟待解決的新課題，只有不斷完善錄井方法和理論，使技術向縱深發展，才能提高行業的生存能力。
２.錄井需求的改變
2.1錄井需求改變的原因
⑴不斷發展的鉆井技術的要求
石油鉆井是一項風險性強、耗資巨大的系統工程，在施工過程當中，工程事故和異常情況隨時都有可能發生，是鉆井安全的最大隱患。
新的鉆井工藝在帶來巨大經濟效益的同時也增加了新的風險；在實施各種復雜工況的鉆井過程中，工程事故發生的幾率大大增加，對于綜合錄井儀的工程參數監測和異常預報工作要求隨之大大提高。
⑵不斷發展的鉆井技術的要求
在復雜工況的鉆井過程中，井下情況變的異常復雜化，易發生各種事故，這就要求綜合錄井人員以高度的責任心和準確的判斷能力及時進行工程異常預報，保證鉆探施工的安全性。
新的鉆井模式也給地質和氣測錄井工作帶來了極大的困難，不但采集難度加大，還對其質量和準確性造成了很大影響，降低了錄井資料的采集品質、剖面歸位的準確性和油氣層解釋符合率。
⑶ＨＳＥ管理的要求
隨著國家可持續性發展戰略的制定以及石油行業大力推行HSE管理體系的大環境的形成，以人為本、安全工作、保護環境的觀念逐漸深入人心。為保證HSE方針和目標的成功實現，作為石油勘探行業的重要組成部分，綜合錄井本身也必須在工程安全方面作出自己的貢獻。
⑷石油市場國際化的要求
石油市場國際化的大趨勢已日益明顯，綜合錄井面向海外的服務成為行業發展新的增長點，越來越多的國內錄井隊伍進入國際市場，由于文化和體制的差異以及經驗不足，在國外錄井作業過程中遇到了一些困難；特別是國際市場對于工程安全方面有著非常嚴格的要求，必須在這方面做很多工作。
2.2綜合錄井發展的要求
自90年代末期開始，隨著國內石油行業體制的變化，錄井技術更加強調為油公司（甲方）服務，即為勘探和開發服務。就目前綜合錄井的技術發展態勢看，所面臨的挑戰越來越多、越來越大，形勢十分嚴峻。
⑴在工程安全方面的改變
石油鉆井是一項風險性強、耗資巨大的系統工程，在施工過程當中，工程事故和異常情況隨時都有可能發生，是鉆井安全的最大隱患。
新的鉆井工藝在帶來巨大經濟效益的同時也增加了新的風險；在實施各種復雜工況的鉆井過程中，工程事故發生的幾率大大增加，對于綜合錄井儀的工程參數監測和異常預報工作要求隨之大大提高。
⑵在地氣信息方面的改變
綜合錄井現場服務應密切觀察各項參數的異常變化，及時通知相關技術人員，以便迅速采取處理措施，確保施工安全，保護油氣層，提高鉆井時效，降低鉆井成本。如何及時為鉆井方提供事故預報，確保安全施工已經成為綜合錄井工作的當務之急。
3.錄井儀器的智能化
3.1工程事故預警
長期以來，安全鉆井和優化鉆井一直是綜合錄井工作的主要研究課題之一。隨著近年來綜合錄井及其相關技術的迅猛發展，如果能在工程事故發生的早期，給出某種程度、某種意義上的報警，則對于控制事故的發展、最大限度地減少損失，具有重大意義。
綜合錄井在工程預警方面的應用經歷了一個從無到有，從簡單的參數報警到較復雜的事故預警的發展階段；但目前尚沒有一個完整的、全面的又能反映工程事故復雜多變特性的自動預警系統和方法，不能滿足當前鉆井技術的飛速發展的需要。
⑴傳統預告方法的變遷
A.參數異常報警
最原始的報警方式，采用單一參量、單一門限的邏輯判別方式，通過門限來對該參數進行報警。
B.人工經驗報警
操作人員通過仔細觀察和了解工程等各方面參數的變化趨勢，依靠自己多年來積累的經驗對某些工程事故進行報警。
C.工程事故“二值邏輯”方式報警
這是在簡單的人工事故判斷方法上發展而來的預警方法。
二值：1和0，即是數值邏輯中常用的兩個開關量。1：成立（真）；0：不成立（假）。
假設當某兩個參數同時增大時，才會發生某項工程事故。
⑵現有預告方法的缺陷
A.單一參數自動化，非事故自動化預告；
B.人為因素的影響
操作員的經驗和水平影響；
操作員責任心的影響；
設備性能的影響
C.方法不科學
手段過于單一；
非自動化；
非連續化；
錄井信息利用率低
⑶智能化的工程預警方法
鉆井工程屬于隱蔽工程，所以鉆井事故具有模糊性、隨機性和不確定性，其發生因素又分為地質因素和工程因素。為了對工程事故進行準確地預報，往往需要得到該領域專家的具體幫助與指導。如何花費較少的時間、較低的費用和便捷的方式來得到所需的專家幫助呢？伴隨著人工智能技術的發展，我們將目光投向了專家系統。
專家系統是包含大量的某個領域專家水平的知識與經驗智能計算機程序系統，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題；采用專家系統實現事故預警，就為工程安全監測插上了智能化的翅膀。
鉆井工程事故預警是一個長期、連續的過程，關鍵參數的細微變化往往就是事故發生的前兆，必須時刻關注鉆井參數的變化。
專家系統可以高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作，解決實際問題時不受周圍環境的影響；而且通過對知識庫升級可以不斷吸收新的專家知識與經驗，使系統的預警能力逐漸增強，從而達到準確預告鉆井復雜情況和事故的目的。
3.2地氣信息采集和利用
地質和油氣信息采集正在由定性向定量方面發展，使之更準確地反映地下實際情況。錄井的資料信息采集正向著數據獲取更及時、數據信息更全面、信息分析方法更準確的方向發展。信息處理方法由過去比較單一向多種手段、多種信息方向發展，全面地為石油鉆探工程提供支持。
⑴色譜采集的智能化
鉆井速度不獨提高，對現場操作人員的維護水平提出了更高的要求，同時對錄井儀器特別是氣測色譜儀的穩定性和維護性提出了更高的要求。
為提高氣測儀的穩定性，縮短儀器現場維護時間 ，引入智能化、快速化的氣測采集概念，應用嵌入式計算機系統實時監測氣測儀的狀態參數；在線分析氣測儀的工作狀態，智能化控制氣測儀處于最佳工作狀態。
⑵地質信息的分析智能化
充分利用錄井信息進行地層劃分，油氣層解釋、儲產層評價等組合研究，同時為優選鉆井參數、提高機械鉆速，進行地層壓力監測提供幫助、保證復雜鉆井的順利施工。
在搭建可靠的硬件平臺的基礎上，通過信息數據的監控采集系統和共享的數據管理系統，采用智能化的管理和分析模式，形成集現場服務、新技術開發，軟硬件研制、綜合研究與評價、產學研一體化的新思路。
4.智能化的事故預警
4.1工程預警專家系統簡介
工程預警專家系統是在錄井行業前輩和專家的理論基礎上，總結了現場的事故的發生及發展規律，運用人工智能理論領域的專家系統技術和模糊數學建立的。它摒除了以往依靠單一參量、單一門限的判別模式，通過數學模型在線分析預報事故，具有很好的過渡型，使事故預警從簡單的邏輯判斷走向人工智能的新時代，不僅能明顯減輕操作人員的負擔，更能有效彌補經驗判斷的不足，大大提高預警質量，有效的降低事故發生風險。
1.1鉆井的發展
新的鉆井模式和工藝不斷出現，鉆井過程也變得越來越復雜；非常規鉆井技術已大量應用于鉆探過程中，對于提高鉆井效率，鉆探復雜地層、滿足特殊鉆探需要起到了非常重要的作用。
1.2錄井的發展方向
綜合錄井是發現、評價油氣藏最及時、最直接的手段之一，也是鉆井安全的重要保障手段。
傳統的錄井手段已經無法滿足當今石油勘探的需要，錄井行業面臨著許多亟待解決的新課題，只有不斷完善錄井方法和理論，使技術向縱深發展，才能提高行業的生存能力。
２.錄井需求的改變
2.1錄井需求改變的原因
⑴不斷發展的鉆井技術的要求
石油鉆井是一項風險性強、耗資巨大的系統工程，在施工過程當中，工程事故和異常情況隨時都有可能發生，是鉆井安全的最大隱患。
新的鉆井工藝在帶來巨大經濟效益的同時也增加了新的風險；在實施各種復雜工況的鉆井過程中，工程事故發生的幾率大大增加，對于綜合錄井儀的工程參數監測和異常預報工作要求隨之大大提高。
⑵不斷發展的鉆井技術的要求
在復雜工況的鉆井過程中，井下情況變的異常復雜化，易發生各種事故，這就要求綜合錄井人員以高度的責任心和準確的判斷能力及時進行工程異常預報，保證鉆探施工的安全性。
新的鉆井模式也給地質和氣測錄井工作帶來了極大的困難，不但采集難度加大，還對其質量和準確性造成了很大影響，降低了錄井資料的采集品質、剖面歸位的準確性和油氣層解釋符合率。
⑶ＨＳＥ管理的要求
隨著國家可持續性發展戰略的制定以及石油行業大力推行HSE管理體系的大環境的形成，以人為本、安全工作、保護環境的觀念逐漸深入人心。為保證HSE方針和目標的成功實現，作為石油勘探行業的重要組成部分，綜合錄井本身也必須在工程安全方面作出自己的貢獻。
⑷石油市場國際化的要求
石油市場國際化的大趨勢已日益明顯，綜合錄井面向海外的服務成為行業發展新的增長點，越來越多的國內錄井隊伍進入國際市場，由于文化和體制的差異以及經驗不足，在國外錄井作業過程中遇到了一些困難；特別是國際市場對于工程安全方面有著非常嚴格的要求，必須在這方面做很多工作。
2.2綜合錄井發展的要求
自90年代末期開始，隨著國內石油行業體制的變化，錄井技術更加強調為油公司（甲方）服務，即為勘探和開發服務。就目前綜合錄井的技術發展態勢看，所面臨的挑戰越來越多、越來越大，形勢十分嚴峻。
⑴在工程安全方面的改變
石油鉆井是一項風險性強、耗資巨大的系統工程，在施工過程當中，工程事故和異常情況隨時都有可能發生，是鉆井安全的最大隱患。
新的鉆井工藝在帶來巨大經濟效益的同時也增加了新的風險；在實施各種復雜工況的鉆井過程中，工程事故發生的幾率大大增加，對于綜合錄井儀的工程參數監測和異常預報工作要求隨之大大提高。
⑵在地氣信息方面的改變
綜合錄井現場服務應密切觀察各項參數的異常變化，及時通知相關技術人員，以便迅速采取處理措施，確保施工安全，保護油氣層，提高鉆井時效，降低鉆井成本。如何及時為鉆井方提供事故預報，確保安全施工已經成為綜合錄井工作的當務之急。
3.錄井儀器的智能化
3.1工程事故預警
長期以來，安全鉆井和優化鉆井一直是綜合錄井工作的主要研究課題之一。隨著近年來綜合錄井及其相關技術的迅猛發展，如果能在工程事故發生的早期，給出某種程度、某種意義上的報警，則對于控制事故的發展、最大限度地減少損失，具有重大意義。
綜合錄井在工程預警方面的應用經歷了一個從無到有，從簡單的參數報警到較復雜的事故預警的發展階段；但目前尚沒有一個完整的、全面的又能反映工程事故復雜多變特性的自動預警系統和方法，不能滿足當前鉆井技術的飛速發展的需要。
⑴傳統預告方法的變遷
A.參數異常報警
最原始的報警方式，采用單一參量、單一門限的邏輯判別方式，通過門限來對該參數進行報警。
B.人工經驗報警
操作人員通過仔細觀察和了解工程等各方面參數的變化趨勢，依靠自己多年來積累的經驗對某些工程事故進行報警。
C.工程事故“二值邏輯”方式報警
這是在簡單的人工事故判斷方法上發展而來的預警方法。
二值：1和0，即是數值邏輯中常用的兩個開關量。1：成立（真）；0：不成立（假）。
假設當某兩個參數同時增大時，才會發生某項工程事故。
⑵現有預告方法的缺陷
A.單一參數自動化，非事故自動化預告；
B.人為因素的影響
操作員的經驗和水平影響；
操作員責任心的影響；
設備性能的影響
C.方法不科學
手段過于單一；
非自動化；
非連續化；
錄井信息利用率低
⑶智能化的工程預警方法
鉆井工程屬于隱蔽工程，所以鉆井事故具有模糊性、隨機性和不確定性，其發生因素又分為地質因素和工程因素。為了對工程事故進行準確地預報，往往需要得到該領域專家的具體幫助與指導。如何花費較少的時間、較低的費用和便捷的方式來得到所需的專家幫助呢？伴隨著人工智能技術的發展，我們將目光投向了專家系統。
專家系統是包含大量的某個領域專家水平的知識與經驗智能計算機程序系統，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題；采用專家系統實現事故預警，就為工程安全監測插上了智能化的翅膀。
鉆井工程事故預警是一個長期、連續的過程，關鍵參數的細微變化往往就是事故發生的前兆，必須時刻關注鉆井參數的變化。
專家系統可以高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作，解決實際問題時不受周圍環境的影響；而且通過對知識庫升級可以不斷吸收新的專家知識與經驗，使系統的預警能力逐漸增強，從而達到準確預告鉆井復雜情況和事故的目的。
3.2地氣信息采集和利用
地質和油氣信息采集正在由定性向定量方面發展，使之更準確地反映地下實際情況。錄井的資料信息采集正向著數據獲取更及時、數據信息更全面、信息分析方法更準確的方向發展。信息處理方法由過去比較單一向多種手段、多種信息方向發展，全面地為石油鉆探工程提供支持。
⑴色譜采集的智能化
鉆井速度不獨提高，對現場操作人員的維護水平提出了更高的要求，同時對錄井儀器特別是氣測色譜儀的穩定性和維護性提出了更高的要求。
為提高氣測儀的穩定性，縮短儀器現場維護時間 ，引入智能化、快速化的氣測采集概念，應用嵌入式計算機系統實時監測氣測儀的狀態參數；在線分析氣測儀的工作狀態，智能化控制氣測儀處于最佳工作狀態。
⑵地質信息的分析智能化
充分利用錄井信息進行地層劃分，油氣層解釋、儲產層評價等組合研究，同時為優選鉆井參數、提高機械鉆速，進行地層壓力監測提供幫助、保證復雜鉆井的順利施工。
在搭建可靠的硬件平臺的基礎上，通過信息數據的監控采集系統和共享的數據管理系統，采用智能化的管理和分析模式，形成集現場服務、新技術開發，軟硬件研制、綜合研究與評價、產學研一體化的新思路。
4.智能化的事故預警
4.1工程預警專家系統簡介
工程預警專家系統是在錄井行業前輩和專家的理論基礎上，總結了現場的事故的發生及發展規律，運用人工智能理論領域的專家系統技術和模糊數學建立的。它摒除了以往依靠單一參量、單一門限的判別模式，通過數學模型在線分析預報事故，具有很好的過渡型，使事故預警從簡單的邏輯判斷走向人工智能的新時代，不僅能明顯減輕操作人員的負擔，更能有效彌補經驗判斷的不足，大大提高預警質量，有效的降低事故發生風險。
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