修井作业专家系统研究与应用-科技

论文导读：
摘要：针对目前国内修井作业具体情况，开发一套修井作业专家系统，把油田开发以往的经验教训和成功做法汇集在一起，并通过各种途径把有经验的作业专家关于现场修井的具有代表性的工艺方法归纳总结，形成典型案例，供现场技术人员参考借鉴，还可以对新分大学生、不具备该专业知识的人员进行专业培训和技能提高，使其在短期内获得足够专业知识，并使知识得以累积和扩充，对提高国内修井作业水平具有重要现实意义。通过开发修井作业专家系统，可以积累与传播专家们的知识，降低打捞作业费用，为人员培训和决策提供支持，帮助解决生产作业中遇到的各源于：7彩论文网高中英语论文www.7ctime.com
种各样的实际问题。
关键词：修井作业 系统推理机
0 引言
油田经过分开分立以来，一方面由于我处拓宽外部市场，作业队伍相应增多，导致工程技术人员的严重匮乏。另一方面，作业队伍吸收了一大批新生力量，但是由于这些技术人员普遍缺少工作经验，而又少了老技术人员的帮带环节，致使作业队伍的整体作业水平不断下滑。因此我们组织科研人员，经过一年多的调研、论证，研究开发出一套《修井作业专家系统》，用以弥补现场技术人员的匮乏和经验的不足。该系统是国内首个修井专家系统软件。该软件集合了国内修井领域众多修井专家的经验，用于解决修井作业中存在的工程技术人员短缺、技术力量薄弱、油田修井作业遇到的情况千差万别，没有统一的模式或者技术规范，而且现场相关技术资料和专用修井工具设备管理不系统和规范，一旦遇到疑难问题或复杂技术等难题。该系统将能够针对常见的井下落物、卡钻和套管事故等提供专家咨询，为现场施工人员作业提供技术指导；并且丰富的修井资料、修井案例将可以用于施工人员的技术培训。
1 修井作业专家系统设计
修井作业专家系统概述。修井作业专家系统主要有两大系统：修井咨询专家系统和作业数据管理系统。修井咨询专家系统主要功能就是进行井下事故的分析和处理，可以根据技术人员提供的具体井的基本资料进行推理，推荐出一套修井作业技术方案，并提供相应的修井工具和说明以及对修井结果进行再分析处理。作业数据管理系统的功能是将修井作业有关的数据资料进行统一化和条理化管理，方便查阅，主要有：事故井的基本技术资料、修井作业设备、常用的管材、修井常规工具、设计方案、修井现场标准及技术总结等。该软件的功能结构如图

1.1所示。

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1.1 专家系统功能结构

①修井知识库。主要是用于进行知识获取与表示，并进行存储管理。②对修井方案进行推理。还能够模拟修井专家进行事故井推理并得出具体修井方案，提供工具选择。③推理解释。对修井方案的推理过程进行技术上的解释说明，既可以验证推理结果的可靠性，又可以培训非修井专业技术人员。④人机接口。给修井知识的获取、方案结果显示和数据输入输出提供相应接口。⑤修井方案模糊评判。根据修井施工人员的作业现场使用情况结合专家经验对技术方案进行模糊评判，得出较优的修井方案，为修井作业提供参考。⑥结果处理。使用系统提供的修井工具进行修井施工，并进行结果处理。⑦解卡子程序。针对卡钻事故提出解卡技术方案，并准确计算出卡点和中和点，为进一步进行解卡作业提供依据。⑧修井工具磨损和铅印识别。对修井工具的磨损铅印进行分析，判断井下事故的实际状态，为进一步作业提供依据。⑨数据管理。对修井作业中的数据进行整理并进行系统管理，方便保存和查阅。⑩案例分析。将已经完成的修井工程资料输入到软件中储藏，作为培训技术人员的培训材料。■帮助。对初次使用的用户提供技术辅助。考虑到系统的易操作性，兼顾系统界面的友好性，采用帮助文件详细介绍各功能模块的操作。
2 专家系统结构
该专家系统处理一次修井作业的过程如图2.1：
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2.1 系统运行过程图

上述过程是系统控制的流程，每一个框图包含多个步骤，每一步都包含着规则的调用。有事故咨询的目的、任务及要求所规定的该专家软件包括：知识模块、作业专家经验知识库、专家解释程序、推理机、综合数据库、人机接口模块、方案模糊评判、结果处理及工具磨损模式识别等模块，模块间的关系如图

2.2所示。

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2.2 专家系统咨询处理模块功能流程

人机接口界面通过询问事故井的基本状况，以及事故相关方面的数据，然后进行分析推理，当系统根据已知的信息推理的结论不够完整或者可供选择的方案有多个时，就会向用户询问详细的信息，这是系统将给予合理的解释，说明什么需要的相关信息，系统提供可供选择的条款供用户选择，当咨询结束时，系统将提示是否进入下一步的子系统，如选择是，系统将向用户展示整个方案的推理过程，包括中间推理过程，使用户明白该结论。
3 性能特点
①利用该软件查询修井资料，结合作业现场实际查询以往的类似修井经验和案例，将大大改善大学生刚到作业队现场经验缺少的不足。②该软件包含了各种修井工具和设备参数，让作业技术人员在施工作业时随时随地查询到所需要的工具和设备参数。③该软件包含了几乎所有作业事故的情况和方法，工程技术人员可以直接在该系统里查询到事故的处理方法和解决方案。④该软件不但可以用来指导修井施工作业，也可以用来管理修井作业数据、查询数据和培训施工技术人员。⑤该软件操作简单、方便，不仅是本活字典，还是工程技术人员日常作业的好帮手。⑥该软件既为工程人员提高了时效，也提高了工程人员的工作效率，还为工程人员提供了宝贵的交流平台。
4 现场应用
2009年以来，在高升工程技术处作业一公司安装15台，在作业二公司安装15台，在科技创新中心安装5台，运行580天。通过验证，该系统性能稳定，查询方便，为井下作业技术人员提供了重要的参考依据，顺利保障了各种修井作业1200井次，使作业一次成功率达到98%。大大提高生产时效，累计节约施工工期600天，减少事故处理36井次，增加采油量1200吨。累计节约创效1980万元。因此，该项目具有很好的推广应用前景。。
5 主要技术创新点
①修井作业专家系统推理机的实现：推理是根据一定的原则从已知的事实(或判断)推出新的事实(或另外的判论文导读：
断)的一种思维过程，其中推理所依据的事实叫做条件，由前提所推出的新的结果叫做结论。②在专家系统中，推理以目前已有的专业修井知识为根据，是一种具有实践经验的知识推理。与计算机相结合就构成了推理机理。知识积攒库和推理机理是该专家软件系统的主要部分。
6 结论
该系统为国内首个修井专家系统软件。集合了国内修井领域众多修井专家的经验，能为现场施工人员提供技术指导和对施工人员进行专业技术培训。有力的保障了一线修井作业的生产时效和作业成功率，也极大的提高了工程人员的施工效率，并为技术交流以及对整个行业技术水平的提升起到了较好的促进和推动作用。
参考文献
周兴全.钻采工具手册[K].北京：科学出版社，2002，424-429页.
吴奇.采油技术手册[K].北京:石油化学工业出版社，1977，268-
272页.
作者简介：张振军：（1976-），男，辽宁营口人，工程师，现从事技术工作。