陳龍橋 曹飛 王存芳 王祝

摘要：本文闡述了建立鉆井知識庫的意義和作用，提出了一種鉆井知識庫架構(gòu)，并分享中石油鉆井知識庫在智能化鉆井中的應(yīng)用案例，實現(xiàn)鉆井知識、事故案例共享，輔助現(xiàn)場和專家優(yōu)快決策，提高現(xiàn)場鉆井工程決策的科學(xué)性、實時性和實用性，減少中間環(huán)節(jié)，節(jié)約時間，降低鉆井風(fēng)險，節(jié)約鉆井費用。

關(guān)鍵詞：鉆井知識庫;搜索引擎;案例;輔助決策;提速模板

隨著信息技術(shù)在石油工業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字油田向著智能油田過渡和發(fā)展。當(dāng)今走在油田智能化開發(fā)前列的公司不乏少數(shù)，比如斯倫貝謝開發(fā)了專用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的智能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制定向工具作業(yè)參數(shù)，提高了作業(yè)效率和油層中靶率。而中國石油的鉆井工程智能支持系統(tǒng)尚處于起跑階段，關(guān)鍵目標(biāo)之一是建立各種數(shù)據(jù)模型和鉆井分類知識數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對鉆井作業(yè)風(fēng)險的預(yù)警、提示和智能支持，由此提出建立特定油田或區(qū)塊的個性化鉆井知識庫的需求。

1.建立鉆井知識庫的目標(biāo)

知識庫是用于知識管理、提供高效知識服務(wù)的一種特殊數(shù)據(jù)庫。它是在普通數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，有針對性地從中抽取知識點，按照一定的知識體系進(jìn)行整序和分析而組織起來的數(shù)據(jù)庫，是經(jīng)過分類、序化和重組后的知識集合。[1]

基于傳統(tǒng)知識庫的建設(shè)目標(biāo)，制定了鉆井知識庫的創(chuàng)建目標(biāo)。通過開發(fā)知識搜索引擎，建立遠(yuǎn)程實時決策指揮強大知識庫體系，不僅可以運用于知識學(xué)習(xí)、日常工作，對施工過程和設(shè)計過程提供知識模型的支持，對施工作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化和校準(zhǔn)，對設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。還可以通過對井筒工程大數(shù)據(jù)的深度挖掘，開展鉆井知識庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)攻關(guān)，依托大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，進(jìn)行多維度工程數(shù)據(jù)分析，服務(wù)于事故復(fù)雜的預(yù)防與預(yù)警、鉆井方案優(yōu)化，全面提升相關(guān)專業(yè)庫的應(yīng)用價值，為工程技術(shù)管理和決策提供高效、準(zhǔn)確的信息支持，實現(xiàn)安全鉆井、鉆井提速、技術(shù)提升、管理提效的目標(biāo)。

2.鉆井知識庫的作用

石油鉆井企業(yè)建設(shè)知識庫的重要作用在于收集和總結(jié)作業(yè)油區(qū)的鉆井技術(shù)知識和作業(yè)經(jīng)驗，借以指導(dǎo)和優(yōu)化后期鉆井作業(yè)，同時通過事故復(fù)雜的警示作用幫助鉆井決策人員優(yōu)化作業(yè)程序和參數(shù)，有效縮短鉆井周期，提高鉆井效率。鉆井質(zhì)量的好壞，在很大程度上依靠工程技術(shù)人員和現(xiàn)場關(guān)鍵操作人員的知識和經(jīng)驗。因此，要想實現(xiàn)鉆井服務(wù)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須加強企業(yè)自身專有知識積累和管理。鉆井知識庫對鉆井工程服務(wù)企業(yè)的重要性主要體現(xiàn)在以下三個方面。

2.1提高工程技術(shù)人員工作效率，使其快速進(jìn)入工作狀態(tài)。

鉆井工程服務(wù)涉及多專業(yè)知識，且每一個油田甚至區(qū)塊都具有各自的特點，重點關(guān)注的內(nèi)容不盡相同，需要從業(yè)人員具備大量知識儲備。其中大部分為基礎(chǔ)知識，具備一定的通用性。知識庫建設(shè)通過知識收集、分類、共享，可以有效減少個人團(tuán)體之間重復(fù)收集整理同類知識的時間，個人通過知識庫共享功能分類了解和學(xué)習(xí)特定油田區(qū)塊的鉆井知識。

2.2充分挖掘歷史知識，加速“迭代”創(chuàng)新

現(xiàn)代社會知識更新迭代快，以前出現(xiàn)的事故復(fù)雜在加以學(xué)習(xí)和重視后會得到解決，同時伴隨著新的問題和知識的產(chǎn)生。知識管理可以幫助用戶從歷史知識經(jīng)驗中挖掘可借鑒的新知識，加速鉆井知識庫迭代創(chuàng)新。

2.3運用強大的知識庫，為鉆井工程智能化提供支撐

強大的知識庫是實現(xiàn)鉆井工程智能化發(fā)展的前提。知識庫的建立避免了因 大腦記憶不全而造成的錯誤判斷。工程技術(shù)人員可以應(yīng)用知識庫來輔助分析和判斷可能發(fā)生的復(fù)雜情況，從而降低事故復(fù)雜的發(fā)生幾率。

3.鉆井知識庫的構(gòu)架

某鉆井工程智能支持系統(tǒng)鉆井知識庫的知識點主要來源有兩條途徑，一是人工分類和輸入已知的各項知識點，包括分區(qū)塊的工程地質(zhì)特征、主要鉆井工程難點、鉆井方法的優(yōu)選、事故復(fù)雜處理的主要方法;二是通過搜索引擎收集和提煉數(shù)據(jù)庫中已完成井的重要成果和數(shù)據(jù)。

鉆井知識庫的構(gòu)架主要包括體系維護(hù)、知識點維護(hù)、實例維護(hù)和用戶維護(hù)。體系維護(hù)主要包括油田維護(hù)、區(qū)塊維護(hù)、構(gòu)造維護(hù)、區(qū)塊構(gòu)造維護(hù)、專業(yè)分類維護(hù)等子單元。體系維護(hù)的目的是將知識點按照油田、區(qū)域、構(gòu)造、專業(yè)進(jìn)行分類，便于分類搜索和知識精確推送。知識點維護(hù)包括分類知識維護(hù)、知識屬性維護(hù)、提速模板維護(hù)等子單元。知識點維護(hù)的目的是將具體的知識點錄入知識庫中，知識點越多越細(xì)，對后期作業(yè)的指導(dǎo)性和參考性越強，智能化支持的準(zhǔn)確性越高。實例維護(hù)包括知識點案例數(shù)據(jù)原設(shè)置、案例查詢結(jié)果維護(hù)、提速模板維護(hù)等子單元。實例維護(hù)主要針對施工期間發(fā)生的事故復(fù)雜進(jìn)行總結(jié)歸納，以期為后續(xù)鉆井提供經(jīng)驗和指導(dǎo)。系統(tǒng)維護(hù)包括結(jié)構(gòu)性知識分類標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)、通用性知識分類維護(hù)等子單元。

知識點輸入是建立知識庫最基礎(chǔ)的工作，而知識庫要運轉(zhuǎn)和發(fā)揮作用，還需要建立一套強大的搜索引擎，它的主要作用是基于鉆井知識庫的數(shù)據(jù)管理和分析工具，按條件進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計分析?，F(xiàn)場人員可以通過搜索引擎搜索查詢學(xué)習(xí)鉆井知識，也可以通過已建立的智能化系統(tǒng)進(jìn)行同區(qū)塊以及鄰井鉆井?dāng)?shù)據(jù)查詢和對比，幫助工程人員和管理人員隨時了解歷史井和當(dāng)前井各工況的詳細(xì)工程作業(yè)數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)查詢的時間，提高基層隊和管理人員的工作效率。

4.鉆井知識庫的應(yīng)用案例

管理人員、技術(shù)專家、工程人員、井隊人員都可通過知識庫鏈接進(jìn)入搜索頁面，通過搜索關(guān)鍵字可以獲得所需的知識點，點擊對應(yīng)的知識點可了解和學(xué)習(xí)詳細(xì)的知識信息。錄入的復(fù)雜預(yù)防與預(yù)警內(nèi)容也可在知識庫中進(jìn)行瀏覽學(xué)習(xí)。

鉆井知識庫可與單井同一區(qū)塊同一層位進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在鉆井單井動態(tài)對鉆井過程中可能出現(xiàn)的井漏、溢流、遇阻卡等異常情況進(jìn)行提示，及時指導(dǎo)現(xiàn)場鉆井施工，降低事故復(fù)雜。根據(jù)在實時數(shù)據(jù)預(yù)警中選擇的事故復(fù)雜展示其對應(yīng)的處理內(nèi)容。在展示界面展示相鄰井號在該層位發(fā)生的事故復(fù)雜。

結(jié)合鉆井知識庫、鉆井設(shè)計、實鉆數(shù)據(jù)，開展單井動態(tài)分析和進(jìn)度跟蹤分析，形成鉆井提速模板，提供智能的鉆井動態(tài)輔助決策方案，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)指揮模式。

5、結(jié)論與建議

現(xiàn)代鉆井工程向著數(shù)據(jù)化、智能化方向不斷邁進(jìn)，而鉆井知識庫是實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵一環(huán)，通過建立專屬油田區(qū)塊的知識庫，為油田鉆井資料的收藏管理提供了便捷途徑，為人員培訓(xùn)提供知識平臺，大大提高了現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的速度和能力。同時搭載強大的檢索功能、統(tǒng)計功能和推送功能，大大提升了知識庫的利用價值。鉆井知識庫當(dāng)然也不是建好就一勞永逸，需要與時俱進(jìn)，持續(xù)更新，緊跟鉆井技術(shù)進(jìn)步的步伐，將知識庫不斷優(yōu)化和注入新活力，為實現(xiàn)智能化鉆井保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐艷芳，曹高輝，王學(xué)東，等.基于知識構(gòu)建的老莊研究知識庫知識服務(wù)實現(xiàn)探析[J]，情報資料工作，2014，（1）：83～86.

[2]郭建明，基于本體的優(yōu)化鉆井知識庫系統(tǒng)模型的研究[J]，石油天然氣學(xué)報，2008，（01）：110-114.