钻井工程的异常预报及监测

       作者：姚立奎
　　 摘 要：在钻井的施工过程中，威胁钻井安全最大的隐患是钻井工程事故。本文依据这一实际情况，从综合录井仪的优势分析、钻井参数的异常预报及监测以及钻井液参数的异常预报及监测这三个方面入手，对其进行了较为详细的分析与阐述，并据此论证了对钻井工程各种异常状态进行及时、高效的预报与监测在维护钻井工程安全稳定运行乃至推动整个钻井事业又好又快向前发展过程中所起到的至关重要的作用与意义。
　　 关键词：综合录井 实时监测 井涌 井漏
　　 一、综合录井仪的优势分析
　　 在钻井的施工过程中，威胁钻井安全最大的隐患是钻井工程事故，而且钻井发生的工程事故随时都可能发生，其也是影响勘探效益和经济效益的主要因素。综合录井仪主要应用在随钻录井，其能故直接检测气体与底层压力、钻井液、工程等多项参数。综合录井仪可以连续检测整个钻井的施工过程，并且通过连续检测钻井工程参数和分析判断量化，从而指导安全并优化的钻井。
　　 随着现代路径技术的飞速发展，我们要充分发挥其的实时监测的功能，这些对于对现场工程检测和异常预报有着很重要的作用：
　　 1.尽早的发现事故隐患。降低钻井施工的风险、节约作业的成本。
　　 2.实时监测可以随着钻井工程的实施，尽早的掌握是不是完成勘探的信息，可以避免重新布井或者加深井的深度的费用投资。
　　 3.利用压力检测来获取底层压力信息，既可以防止井涌、井漏的事故发生，又可以保护油气层。
　　 4.实时的监控可以准确的预报出钻井参数的异常，为我们处理工程的异常情况赢得宝贵的时间，及时有效的控制井下的复杂情况，减少经济的损失，并且提高工程的实施效率，从而保证钻井施工安全进行下去。
　　 近年来塔河油田的勘探开发规模不断的扩大，勘探步伐也在不断的的加快，所以更多的钻井新技术、新工艺都逐渐运用了到塔河工区。塔河工区大都是超深井，也有一些穿盐层的井、斜井、水平井，地层变化大，裸眼井段长，技术难度大。综合录井仪在这里就有了广泛的施展舞台和空间，有效的利用综合录井仪的参数异常预报，尽早采取解决办法，进而保证钻井施工的安全，并达到减少投入、提高勘探效益的目的。
　　 二、钻井参数的异常预报与监测
　　 一般来说，采用综合录井仪对钻井进行连续、实时监测作业中的钻井参数包括了立压、泵冲、流量、钻时、转盘转速以及钻进成本等。它能够对各种可能发生在钻井施工工程作业中的循环系统使用故障、掉水眼堵塞以及钻头泥包等事故故障进行直接或间接的反应，使其能够以各指标参数不规律变化的形式反应出来。这也就意味着综合录井仪所检测到的各类参数数据异常势必会与钻井工程事故之间存在或直接或间接的关系，无论是何种类型的钻井工程异常预报都需要一综合录井仪所提供的参数指标为依据。具体而言，各种钻进故障的异常预报可以划分为以下几个方面。
　　 1.钻井工程循环系统异常的检测及预报
　　 大量的实践研究结果表明，钻井工程在循环系统中发生的异常故障可以分为钻头掉水眼、钻具刺漏、钻头堵水眼等几种情况。一般来说，产生这种钻井循环系统的最直接原因在于钻井循环系统排量过大、水泵压力过大以及钻井液内含沙量过高。笔者认为，如果不及时对这种循环系统异常状态加以必要的处理，整个循环系统势必会发生更为严重的钻具事故，甚至会导致钻井工程无法继续正常运行，钻井工程运行周期也会随着延长。我们需要认识到泵速与力压这两大指标是我们在对钻井循环系统异常情况进行故障诊断与判定中需要加以特别关注的参数。研究发现，当钻井工程循环系统处于正常运行状态下时，循环系统的泵速与力压会呈现出正比例相关关系。而循环系统的异常性故障即是：当泵速一定时，循环系统的刺漏、堵塞等故障会使力压呈现出瞬时下降或是上升的异常变化状态，进而为工作人员预报钻井工程循环系统故障提供有力支持。
　　 2.钻具重量系统异常的检测及预报
　　 钻具受阻、断裂、溜钻等现象都是当前钻井工程钻具重量系统中较为常见的异常现象。我们可以通过大钩负荷、钻压、超拉力、扭矩等参数指标对钻具重量系统的异常情况进行判定。笔者查阅近几年来钻井工程施工企业所提供的各类型钻具重量系统异常分析数据后发现，钻井工程在进行溜钻与断钻故障时，大钩负荷这一参数指标会发生大幅度降低，并且这一降低值会始终与钻具重量保持在相对平衡状态。钻井工程作业工作人员可以通过对如立压下降、扭矩摆幅增大等钻具重量系统异常预兆现象的观测确保异常预报与监测作业的及时性与可靠性。
　　 三、钻井液参数异常的预报与监测
　　 我们需要认识到钻井液参数作为对钻井工程施工区域井下地层流体活跃状态以及地层压力与井筒压力间平衡状态的具体指标，其异常情况的预报与监测作业在钻井工程不断深入发展过程中，也占据着日益重要的地位。相关工作人员可以通过对钻井液参数异常状态实施的预报与监测，有效避免或减少因钻井井喷、井漏而给整个钻井工程带来的重大安全问题。具体而言，对钻井液进行的参数异常预报与监测工作可以概括为以下几个方面。
　　 1.井漏的检测与预报
　　 我们通过对钻井液体积质量数据的观测可以较为直观的发现并判定钻井工程各种运行条件下发生的井漏现象。综合录井仪在这一项工作的运行过程中能够发挥其数据记录持续性、准确性等特点，对钻井液各项参数指标进行较为详细的收集与记录，据此推断出钻井液体积质量的变化趋势，进而确保在井漏事故发生之前制定好周密的防治与治理计划，将整个钻井在井漏事故影响下的各方面损失控制在最低限度。与此同时我们还可以结合钻井工程附近区域的地层资料与井矿资料的检测数据，使围绕着井漏事故作出的各种异常预报与监测工作更加及时与彻底。因此，我们需要进一步认识到：在钻井工程进行过程中所开展的井漏事故监测与预报工作，需要以钻井液总体质量体积参数以及钻井液出口流量参数为监测依据；而在钻进工程起下钻阶段，我们需要对这种预报及监测依据作出相应的转变，将钻井系统应注入钻井液的质量体积同应返回到钻井液系统当中的质量体积作为评断井漏现象发生可能性的主要依据。
　　 2.井涌的检测与预报
　　 大量的实践研究结果表明，钻井工程在井涌事故发生之前势必会在钻井工程钻井区域内地层流体入侵钻井井眼并发生上返现象的过程中出现不同程度的钻井液体积质量增大、钻井系统出口处流量明显增加等诸多现象，这也是我们判断该钻井区域内是否存在井涌可能性并就该井涌事故作出详细分析与预测的最基本依据。这就要求我们在使用综合录井仪对整个钻井液实时指标数据进行检测的过程中，要特别注重对钻井系统在质量、出口流量、力压值等方面表现出的参数异常变化特征进行检测，及时发现井涌、控制井涌，为缓解井涌对整个钻井系统工程所造成影响争取到充足的时间。
　　
　　参考文献：
　　[1]朱红钧,林元华,杜仁德．空气钻水平井注入参数优化分析[J]．天然气工业,2009,(11):56-58,141．
　　[2]祝效华,蒋祖军,童华,张杰．气体钻井钻具失效因素与机理分析[J]．石油钻探技术,2009,(2)．
　　[3]马功勋.钻井工程异常预报及监测[J].内江科技，2010,31,(8).
　　[4]郭世侯，胡超，陈炜卿，等. 天然气钻水平井工艺技术[J] .钻采工艺,2008, 31(6):28-30.

本文由： 中国化工贸易杂志社编辑部整理发布，如需转载，请注明来源。

中国化工贸易杂志社编辑部

2019-07-10