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录井井控监测技术在保障安全钻井中的应用

来源:www.sancdc.com编辑:刘辉发表时间:2019-10-16 17:10:40

摘 要:录井技术是油气勘探开发、井控安全的重要保障。录井做好油气层及溢流层的预测工作是综合录井发展的当务之急,是地质预告工作中极为重要的一个环节,充分结合地震剖面寻找标准层做好随钻地层对比工作,提高预测准确率,为油气发现、溢流监测工作提供有力参考,将预测、监测的结果在很好时间告知钻井队,对下一步钻探工作的安排与决策具有十分重要的引导性作用。溢流往往是井喷发生的一个必然过程,通过多种录井监测技术手段及时发现早期溢流是及时发现井喷的一个非常重要的途径。应对溢流及井喷问题,切实有效的技术措施是在早期监测和识别溢流的基础上及时采取有效措施。
1 精准预测溢流
地层对比是录井地质研究分析工作的基础,随着油田开发程度的不断提高及勘探难度的逐步增加,油气勘探对地层对比的精度要求也越来越高。地层对比是进行油气层或溢流层预测的核心工作,利用邻井资料制作Carbon地层对比图,在Car?bon图中利用地层分层、钻时、岩屑、出口色谱总烃、气测异常、油气层说明等资料进行综合地质对比分析;同时,还可以充分利用地震剖面进行对比分析。标准层的准确追踪是地震剖面对比工作的主要内容。录井可以找到该井的地震剖面,再充分利用该地震剖面与邻井的地震剖面进行横向对比,验证设计的地层分界线,若发现差别较大的地方需及时进行更正,可以弥补钻井地质设计误差较大时的缺陷,为下一步的地层预测提供更加准确的参考,尤其为下一步预测以及现场快速说明油气显示、溢流层等起到相当重要的作用。根据录井显示的储层、油气层及溢流层特征进行横向预测和纵向预测,通过地震-录井联合分析,将已钻遇的典型油气层、溢流层、底砾岩、基岩顶等标定到地震剖面上,把地质信息与地震信息有机地结合起来进行预测分析。地震资料分辨率越高,反射标准层越明显,储层、油气层、溢流层预测就越细、越准。
2 浅层气准确监测
浅层气成因较多,多数存在于快速沉积的地区。浅层气特征主要表现在以下几个方面:一是气层埋深浅,表层较为松软薄弱。在钻井过程中,由于气层埋深浅,天然气喷出时间也很短,通常来不及报警就喷出地表,造成井喷。一旦发生井喷极容易憋裂浅部地层,甚至导致井场地表塌陷,严重时造成失控着火、人员伤亡、环境污染等。始终要将预防浅层气处理放在重心位置,主要在钻井液设计、浅层气处理预案和施工过程控制方面力争做到谨慎细致。在开钻之前拿出一套完整的浅气层处理方案是保障后续顺利钻探的前提,预防浅层气主要是防止在浅气层段中出现井漏、井喷,还要重点预防漏转喷的发生。坐岗人员必须监测好池体积变化情况及钻井液返出情况,一旦发现漏失,马上汇报司钻,钻井队应对及时采取有效的堵漏技术措施。在钻井过程中,不仅要保持上部井眼畅通,还要预防和及时处理起钻拔活塞现象可能引发的浅层气井喷。
3 出口流量灵活监测
超声波液位传感器可以监测缓冲罐或高架槽液面高度变化情况完成出口流量监测,达到与靶式出口流量传感器监测钻井液出口流量相同的效果,是及时发现并预报井漏和溢流等井控险情的**直接依据。
中国石油大学(北京)应用电磁流量计、涡轮流量计和分流式小截面测量法监测钻井液返出量及井口防溢管的环空流体,可实现出口排量的精准监测;中国石化西北油田从减缓、消除高架槽和钻井液罐液面波动及利用综合录井仪智能监测溢流等方面入手,进行研究和现场试验并取得了良好效果,电磁流量计已经成熟应用于地面管线测流量,原理为法拉第电磁感应定律。由于测量方式不受流体温度、压力、钻井液密度和电导率变化的影响,其在复杂的钻井液环境中,具有较强适应性。电磁流量计还尚未广泛应用于录井现场,待后续能够更好地用于实际生产过程中,增加出口流量的监测灵活性及准确性,对发现溢流至关重要。录井充分利用出口流量、总池体积增减量监测曲线的实时性和及时性,弥补了15分钟一次坐岗带来发现溢流滞后性的缺陷,保证很好时间发现溢流。
4 有毒气体的监控预警
硫化氢是有毒气体。钻遇高含硫化氢地层,一旦发生井喷,极易造成环境污染或人员伤亡事故。硫化氢质量浓度高,危害大。硫化氢飘散对现场作业人员存在极大危害,轻则对人体造成永久性损伤,重则致人死亡。与此同时井眼内硫化氢聚集会造成井内钻具氢脆断裂,也会对井控装备带来不可预计的损坏,有诱发井喷及井喷失控的风险。因此,录井利用好固定式硫化氢传感器、便携式硫化氢检测仪设备对硫化氢气体的有效监测,可为井控安全提供一定支撑。
5 优化池体积实时监测
基于目前录井溢流监测的技术手段,在钻进、循环、起下钻等工况下如何做到加强坐岗,首先,要保证池体积传感器标定准确和排除一切干扰因素,确保监测曲线的可靠性;其次,要保证按要求及时填写坐岗记录,同时及时分析异常原因;**后,实时监测及时发现异常及时与钻井队坐岗人员沟通,确定池体积上涨或减少的原因,一旦发现井漏或溢流及时通知司钻。
5.1 及时排除干扰
当钻井液总池体积和总池体积增减量曲线变化无常、曲线波动较大时,根本无法判断溢流或井漏,直接原因:障碍物挡住了超声波池液位传感器的探头产生干扰,夜班坐岗人员为新入场员工,工作责任心不强,监测曲线受干扰,却未及时查找原因,无法正常监测;间接原因:夜班班组长监督管理不到位造成此类现象的发生。只需要将障碍物挪一下位置或清理掉便可以解决受干扰的问题。(相关产品推荐:智能分体式电磁流量计)
5.2 加强起下钻坐岗记录分析
经过对以往大量的井喷案例分析发现,大部分井喷及井喷失控往往发生在起下钻期间。因此,安全监控在起下钻过程中显得极其重要,按照录井井控管理制度,录井的重要职责之一是实时监督好起钻灌浆量和下钻返浆量的情况,确保起下钻期间的井控安全。
5.3 加强培训及监督管理
人的素质决定人的行为,没有良好的安全素质就不可能有一个良好的安全氛围。总结以往的事故教训,绝大多数事故是人的因素造成的,思想麻痹、违章指挥、违章操作归根到底是人的安全素质低。
及时发现溢流是井控安全工作的根本保障,而及时发现溢流的重要途径是认真高效地坐岗,井控坐岗员必然成为了井控工作中**关键的岗位。搞好井控工作的关键在于井控坐岗员的认真观察、连续坐岗和班组长的监督管理,及时发现在不同工况下的溢流显示,及时校正超声波池液位传感器,及时提醒钻井队灌浆,及时报告险情迅速控制井口,保障井控安全。加强坐岗人员现场培训,提高坐岗人员基本技能、责任心和坐岗水平,确保坐岗人员能够及时准确识别溢流。
6 结语
(1)录井需要充分利用出口色谱总烃、出口流量、池体积总量及增减量等监测曲线的实时性和及时性,排除干扰监测曲线的影响因素,提高监测曲线的准确性和可靠性;结合15min钻录井双坐岗记录,及时分析异常原因;加强随钻地层对比及时进行地质预测和预告,做到早预测、早发现。
(2)将井控管理与井控监测技术工作有机结合起来,在各个施工阶段开展相应的风险评估,制定相应的风险消减措施和应急措施,真正达到了预防为主的效果。加强现场培训,提高员工基本技能、责任心和安全素质,确保井控安全。
(3)不断学习和引进新的井控监测方法和技术,确保井控安全的同时,实现安全、优化钻井。

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