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      鉆井施工期間，卡鉆、井塌、井漏和井涌時(shí)常會(huì)出現(xiàn)，經(jīng)常導(dǎo)致鉆井事故。處理鉆井事故不僅耗費(fèi)大量非生產(chǎn)時(shí)間、延長(zhǎng)鉆完井周期，也會(huì)損失巨額鉆井成本。一些事故看上去似乎沒(méi)有什么跡象或征兆就發(fā)生了。然而，事故征兆確實(shí)存在，只不過(guò)從現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集的可用數(shù)據(jù)沒(méi)有被司鉆和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員察覺(jué)而已，如鉤載、地面測(cè)得的鉆具扭矩、立管壓力、隨鉆壓力測(cè)量、泥漿頁(yè)面高度等數(shù)據(jù)。鉆井事故的發(fā)生通常有一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程正是我們需要關(guān)注和警覺(jué)的，這個(gè)過(guò)程通常分為四個(gè)階段，見(jiàn)圖1 所示。
如果事故征兆能探測(cè)得更早，就可以采取積極有效的預(yù)防措施，阻止事故發(fā)生。通過(guò)實(shí)時(shí)建模的方法可以預(yù)防和偵測(cè)鉆井事故。運(yùn)用實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的建模方法可以在最早時(shí)刻探測(cè)可能完整的模型，模型的輸入包括以下信息：井底鉆具組合（BHA）信息，包括井底鉆具組合和鉆鋌組件的長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑和重量；鉆頭噴嘴尺寸；鉆桿和加重鉆桿的長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑和重量。地層壓力窗口信息包括地層破裂壓力梯度；地層壓力測(cè)試（如果能夠獲得，應(yīng)包含地層完整性測(cè)試FIT、地層漏失壓力測(cè)試LOT、延伸的漏失壓力測(cè)試XLOT）；地層孔隙壓力梯度；地層坍塌壓力梯度；模塊化地層動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試MDT或重復(fù)地層壓力測(cè)試RFT。

        此外還包括地?zé)釥顩r、井眼軌跡信息（測(cè)量深度、方位與井斜）、套管結(jié)構(gòu)信息（套管數(shù)據(jù)、懸停深度和長(zhǎng)度；隔水管長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑）、裸眼井徑和長(zhǎng)度。鉆井液屬性包括油基泥漿或水基泥漿；基油類型和相關(guān)的泥漿液面計(jì)數(shù)表；完整的泥漿報(bào)告，包括流變學(xué)特性、屈服點(diǎn)、密度和溫度、油水比、固相含量、含鹽類型和濃度，凝膠強(qiáng)度。鉆機(jī)數(shù)據(jù)信息包括游車重量、鉆臺(tái)高度、海上鉆井所處水深、氣隙、鉆井日?qǐng)?bào)表等。由于實(shí)時(shí)建模是一個(gè)瞬態(tài)計(jì)算，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流捕獲的鉆井操作必須用來(lái)驅(qū)動(dòng)模型。這些數(shù)據(jù)源（輸入?yún)?shù)）包括游車高度、轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、泵流速，但不僅限于此。隨著這些數(shù)據(jù)輸入進(jìn)模型，模型可以提供以上所述輸出值的連續(xù)計(jì)算，如虛擬鉤載、虛擬泥漿池液面、虛擬地面扭矩、虛擬立管壓力等數(shù)據(jù)，這些輸出值能用來(lái)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相比較，并能提供那些全井所有深度沒(méi)有布置傳感器位置點(diǎn)的數(shù)據(jù)計(jì)算，如泥漿密度、巖屑位置、當(dāng)量循環(huán)密度、當(dāng)量靜態(tài)密度。
 
        模型校正
        如果所有的模型參數(shù)能正確得知，建模的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)與實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)相匹配，不幸的是，在實(shí)時(shí)探測(cè)事件征兆時(shí)，許多預(yù)鉆井模型的參數(shù)不知道是否充分正確，井下鉆具的實(shí)際重量、內(nèi)徑、外徑都源自于工程數(shù)據(jù)表，而并不能反映出井下實(shí)際配置的鉆具設(shè)備。滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)摩阻、水力摩阻等參數(shù)只能估算，而并不能準(zhǔn)確得知。
有幸的是，這些未知參數(shù)可以通過(guò)進(jìn)行實(shí)時(shí)校正的方法來(lái)確定。第一步是確定鉆井作業(yè)進(jìn)程中的特定工況，這是用來(lái)校正特定參數(shù)的理想選擇，如旋轉(zhuǎn)提離井底的鉆具可以一定程度上消除滑動(dòng)摩阻，這樣可以基本確定鉆具和井底鉆具組合的真實(shí)線性重量，這種重量的校正以及許多其它模型參數(shù)的校正，如因循環(huán)及鉆桿內(nèi)、外（環(huán)空）壓降引起的上提力可以自動(dòng)和實(shí)時(shí)地校正。
      捕獲一個(gè)基于實(shí)時(shí)建模的校正、監(jiān)測(cè)和征兆探測(cè)過(guò)程，請(qǐng)注意，當(dāng)參數(shù)被校正時(shí)，模型數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)幾乎重疊，實(shí)時(shí)建模能提供一個(gè)地面扭矩、鉤載、泥漿池液面、隨鉆壓力測(cè)量（PWD）和立管壓力的參考基線，模型數(shù)據(jù)與任何傳感器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的偏差可以被看作是工況惡化的一個(gè)征兆或跡象。對(duì)于沒(méi)有采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)連續(xù)校正的基本模型參數(shù)，預(yù)鉆扭矩與摩阻、水力學(xué)建模工具是不適用的，該例是一個(gè)基于當(dāng)前工況自動(dòng)校正模型參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)。
 
        隨鉆工程計(jì)算
        我們已經(jīng)看到模型數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的比較可以提供當(dāng)前井下工況可能正在惡化的直覺(jué)信息，例如：一個(gè)實(shí)際立管壓力高于校正的虛擬立管壓力的現(xiàn)象可能是井眼凈化差的一個(gè)征兆，這可能會(huì)最終導(dǎo)致井眼阻塞。同樣的情形也可能會(huì)由一個(gè)鉤載傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)識(shí)別到，此刻的鉤載測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)小于模型的鉤載數(shù)據(jù)，這可能由于環(huán)空阻塞，引起井下壓力一個(gè)小的增量，導(dǎo)致上提鉆具鉤載增大，如井筒內(nèi)的活塞效應(yīng)。
        依據(jù)模型數(shù)據(jù)與實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)比較的方法可以進(jìn)行多種計(jì)算，比較得出的偏差可以用來(lái)自動(dòng)計(jì)算井下異常狀況連續(xù)直觀的物理征兆，連續(xù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可以包括下列征兆：立管壓力偏差、滑動(dòng)摩阻、旋轉(zhuǎn)摩阻、自由旋轉(zhuǎn)重量偏差、泥漿池液面偏差、井眼凈化指數(shù)。這6個(gè)征兆可以實(shí)時(shí)提供給鉆井隊(duì)，減少傳感指示器的數(shù)量能讓司鉆將精力集中在更重要的數(shù)據(jù)信息上，而不會(huì)導(dǎo)致信息過(guò)載，讓司鉆精力難以集中。（未完待續(xù)）