石油鉆井工程異常錄井信息技術研究

朱德陽

摘要：綜合錄井技術廣泛應用在石油勘探等鉆探過程中，綜合錄井技術涉及范圍比較廣泛，所以它是多學科、多技術集成的高新技術集合體，因此它獲取的鉆井工程信息既可以供工程技術人員使用，也可以供地質技術人員使用，也可以為工程、地質技術人員共同使用，互為利用、資源共享。

關鍵詞：鉆井;事故原因;參數(shù);安全

綜合錄井技術不僅在石油、油氣等鉆探過程中對預探井、探井、預探井表面及地下資源的探測有十分重要的作用，在調整井的施工方面也有著十分明顯的影響。工程異常預報主要依靠錄井信息技術，通過分析不同工程異常事故類型及特征，開展不同異常的事故預報方案進行設計，為鉆井工程提供幫助。

1石油鉆井工程異常錄井預報及其重要作用

鉆井安全是現(xiàn)代優(yōu)質高效鉆井的前提，是石油鉆探的重要方面。鉆井安全不僅能夠保障工作人員的生命安全，而且可以節(jié)約鉆井成本，提高石油勘探效率。對維護我國戰(zhàn)略能源安全具有特殊重要的戰(zhàn)略意義。

任何鉆井事故發(fā)生之前都伴有一定的先兆。充分應用綜合錄井儀器的工程參數(shù)異常預報手段，能夠極大地降低鉆井事故的發(fā)生。但錄井儀器也不是萬能的，它對井下異常的判斷只能簡單的進行錄取參數(shù)進行報警等。對異常的情況及發(fā)生原因及狀況，只能靠人為的經(jīng)驗去進行判斷及處理等，這樣的結果就是有可能造成預報的不準確和預報的內(nèi)容敘述等不準確。綜合錄井進行預報就是充分發(fā)揮和利用錄井儀的重要作用，利用現(xiàn)代計算機技術和人員監(jiān)控相結合來綜合對安全事故進行預測和預報。

2異常事故

在鉆井施工過程中，造成異常事故的原因主要有三個方面。

人員因素：現(xiàn)場施工人員的儀器及機器使用能力和技巧，對事故的認識等;

工程因素：對地質現(xiàn)場的資料的掌握及擁有量，施工的科學性及技術性的正確性;

地質因素：施工現(xiàn)場的地質構造，巖層的定位及地表層的巖層分布。

3常見事故及造成事故的原因極其舉例

常見事故及造成事故包括：下鉆遇阻、井漏、井侵、溢流、井涌、井噴、井噴失控、提鉆遇卡、井塌、跳鉆（憋鉆）、斷鉆具、掉鉆具、溜鉆（頓鉆）、卡鉆、掉水眼與堵水眼、參數(shù)異常等

3.1下鉆遇阻的原因

（1）鉆具的不穩(wěn)定及鉆具結構的變化;（2）下鉆不徹底;（3）鉆頭磨小，換新鉆頭后造成下鉆遇阻;（4）地表層的縮小，致使下鉆困難;（5）上次鉆完后造成井塌，再次下鉆遇阻，沒有完全預測事故。

在錄井儀上表現(xiàn)為鉆時突然增大或減小，或呈趨勢性減小或增大。

3.2造成井漏的原因

（1）溶洞性漏失;（2）鉆井的地層斷裂;（3）鉆井層出現(xiàn)裂紋;（4）鉆井溶液密度過高，超過地表層的抗斷裂壓力，壓漏地表層;（5）鉆井的時候，開泵過猛，壓力機負荷過大，壓漏地層。

3.3造成井侵的原因

（1）地層空隙壓力大于井底壓力（2）地層空隙中的壓力油液、流體進入井內(nèi)，造成地面測量的泥漿密度減小。在錄井儀上表現(xiàn)為出口密度值突然減小或者逐漸增大。鉆進中，總烴、烴組份突然升高。

3.4造成溢流的原因

（1）起油管時，起出管柱體積大于灌注修井液體積;（2）下油管時。下入井內(nèi)管柱體積小于修井液返出井口的體積。

3.5造成井涌的原因

（1）地層壓力掌握的不確切;（2）泥漿柱高度H降低;（3）泥漿密度降低;（4）抽汲壓力的影響。

錄井儀表現(xiàn)為氣測值大幅度升高;接單根后效氣極為明顯;鉆井液密度減小，粘度升高。

經(jīng)驗分析：揭開油氣層后短起下遇卡，反復上提下放轉具，造成抽吸。黨開泵循環(huán)時，產(chǎn)生井涌。

3.6造成井噴的原因

（1）起管柱產(chǎn)生過大的抽汲力;（2）起管柱不灌或沒有灌滿修井液;（3）油層套管完好程度的影響;（4）設計的影響;（5）注水井不停注或未減壓;（6）修井液中混油過量或混油不均勻，造成液柱壓力低于地層孔隙壓力。

在數(shù)值上表現(xiàn)為鉆井液出口密度突然減小0.04g/cm3以上，出口溫度突然增大或減小。

3.7造成井噴失控的原因

（1）起鉆抽吸，造成誘噴;（2）起鉆不灌鉆井液，或者是沒有灌滿;（3）井口不安裝防噴器材，或者井控裝備數(shù)量不足，配有的防噴器材只能保證重點探井或者是特殊的探井;片面的追求鉆井的成本，想盡快投入設備去鉆井，不考慮安全，也有認為只是鉆幾百米的井，用不著安裝防噴設備，安裝防噴設備會占用資金;（3）防噴設備的安裝不符合要求，或者是安裝后調試壓力不符合規(guī)定要求;（4）不能及時的發(fā)現(xiàn)溢流，或者不能準確的發(fā)現(xiàn)溢流;（5）發(fā)現(xiàn)溢流后處理措施不當（有時候發(fā)現(xiàn)溢流不能及時正確的關井，反而是繼續(xù)巡視、觀察，導致氣侵鉆井液或者氣柱迅速的上升，發(fā)現(xiàn)后再去關井，為時已晚）;（6）井身設備不合理，安裝設備部到位;（7）對淺地層的危害性缺乏足夠的認識及沒有基礎知識;（8）地質設計未能準確的提供地層的壓力資料，導致鉆探過程盲目進行;（9）空井時間過長，也沒有相關工作人員觀察井口;（10）相鄰注水井不能注壓或者是為減少壓力的輸出;（11）鉆井過程遇到漏失層段發(fā)生井漏，并且未能及時去處理，或者是處理措施不當;（12）鉆井層中混合油量不均勻或混油過量;（13）相關人員操作設備部正確，操作不當。

3.8提鉆遇卡的原因

（1）鉆頭鉆入井口鍵槽內(nèi)部，沒有及時發(fā)現(xiàn);（2）井口有落物，堵塞井口;

（3）縮徑，鉆頭有泥包;（4）井口有塌陷。錄井儀表現(xiàn)為大鉤負荷增大;轉盤扭矩增大;立管壓力升高，出口流量減小。

3.9造成井塌的原因

（1）鉆井液處理不當，大量加水，泡塌地層;（2）鉆井液性能差，失水過大，造成井壁不穩(wěn)定，容易形成周期性塌陷;（3）液注壓力低于地層壓力造成塌陷;（4）停鉆時間長，鉆井液沉淀，性能變壞，造成井塌陷;

3.10造成跳鉆（憋鉆）的原因

（1）鉆頭老化;（2）井下落物;（3）井塌;（4）鉆頭嚴重有泥;（5）鉆遇礫石層，軟硬夾層，不均勻地層。

3.11造成鉆具斷裂的原因

（1）大負荷運轉;（2）泵沖上升;（3）使用不當。

4安全措施

制定鉆井活動中的風險管理措施，是達到風險控制目標、保證風險削減措施的落實以及順利實施鉆井活動的重要保證，主要包括以下內(nèi)容：

（1）建立完善的鉆井HSE風險防范保障體系和運行機制，保證有關風險削減措施的實施;（2）組織落實風險防范和削減措施必備的人、財、設備等必備條件和手段，并制定有關保護設備、工具的配置和采購計劃;（3）識別鉆井活動中各個階段和不同工藝施工作業(yè)中可能產(chǎn)生的HSE風險，制定防止和削減措施;（4）制定鉆井作業(yè)中各種險情和危害發(fā)生的應急反應計劃以減少影響;（5）鉆井安全生產(chǎn)管理措施應形成文件，以規(guī)定、制度和條例形式下發(fā)，指導鉆井安全生產(chǎn);（6）制定危害影響和恢復措施;（7）對提出的風險防范、削減和恢復措施也可能產(chǎn)生的危害進行再識別和評估，以確定這些措施在風險控制目標中的作用;（8）監(jiān)控措施;（9）建立安全生產(chǎn)指南，鉆井作業(yè)安全規(guī)程、常規(guī)鉆井安全技術規(guī)程、含硫油氣田安全鉆井法、鉆井設備拆裝安全規(guī)定、關井操作程序、井場動火管理、井場用電安全規(guī)程等。

5總結

通過以上工程異常預報有關知識的說明，希望操作人員重視工程異常預報工作。不僅做到發(fā)生異常做預報，更要通過各種間接參數(shù)變化提前做出準備判斷，真正做到預報及時有效，減少甚至避免工程事故的發(fā)生，在現(xiàn)場真真正正地起到綜合錄井的作用！

參考文獻：

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[2]王貴彬，鄖國立，王研，曲海勝，楊善民.地化錄井技術在吉林油田開發(fā)井解釋評價中的應用[J].錄井工程，2008，（02）

（作者單位：河北省任丘市渤海鉆探第二錄井分公司）