深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

畢博（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司鉆井事業(yè)部，天津　大港　300280）

深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

畢博（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司鉆井事業(yè)部，天津大港300280）

深水鉆進(jìn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流情況，可以有效避免出現(xiàn)井噴情況，需要在鉆井作業(yè)早期，做好監(jiān)測(cè)工作，這樣不僅可以為溢流排除以及上重建壓力平衡，爭(zhēng)取更多的時(shí)間，還可以降低井控的難度，本文筆者對(duì)深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀，做了簡(jiǎn)單的論述。

深水鉆井；溢流；早期監(jiān)測(cè)；技術(shù)研究

溢流監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括：井口導(dǎo)管液面監(jiān)測(cè)、泥漿池液面法、隔水管超聲波法、井下流量測(cè)量法等，這些方法的應(yīng)用，是基于深水鉆井與和溢流監(jiān)測(cè)工作的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)井下溢流監(jiān)測(cè)，以及綜合監(jiān)控壓井的壓力。

1　深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)種類

深水鉆井和淺水鉆井以及陸地鉆井不同，其中深水井的控防噴器被放置在低溫、高壓的環(huán)境下，使得早期溢流監(jiān)測(cè)工作，變得更加的復(fù)雜，增加了深水鉆井的風(fēng)險(xiǎn)性，基于深水鉆井的特性與特點(diǎn)，以及傳感器安裝的位置，將早期監(jiān)測(cè)技術(shù)分為海水段監(jiān)測(cè)、井口監(jiān)測(cè)、井下監(jiān)測(cè)。

2　深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1海水段溢流監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)狀

在海水段監(jiān)測(cè)溢流，是海洋深水鉆井獨(dú)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)，其應(yīng)用原理是海水深度大，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在此，要比在井口處監(jiān)測(cè)更早的發(fā)現(xiàn)溢流情況，其最佳的監(jiān)測(cè)位置是海底泥線位置。深水鉆井早期發(fā)現(xiàn)溢流情況，對(duì)于開展井控工作，有著重要的作用，而海水段監(jiān)測(cè)方法對(duì)于發(fā)現(xiàn)氣侵情況，具有一定的優(yōu)勢(shì)，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，延伸出來的技術(shù)，主要包括：聲波監(jiān)測(cè)法、超聲波監(jiān)測(cè)法、機(jī)器人觀察法以及壓差監(jiān)測(cè)法。不同的監(jiān)測(cè)法，其監(jiān)測(cè)的原理不同，并且具有的優(yōu)勢(shì)也都不同，因此在應(yīng)用前需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇最佳的監(jiān)測(cè)方法。

譬如:聲波監(jiān)測(cè)是在隔水管的伸縮接頭上，在其下端位置處，安裝聲波發(fā)射器，同時(shí)將傳感器安裝在隔水管上，以垂直等間距的方式，其間距是聲波的一半，即λ/2。該種方式主要是利用聲波的傳遞，聲波和反射波是利用鉆柱和隔水管，來實(shí)現(xiàn)傳播的，監(jiān)測(cè)溢流主要是靠反射波能量來反映，進(jìn)而反應(yīng)流體性質(zhì)，分析出是鉆井液或者溢流流體，達(dá)到監(jiān)測(cè)的目的。

2.2井口監(jiān)測(cè)法研究的基本現(xiàn)狀

2.2.1井口監(jiān)測(cè)法概述

井口監(jiān)測(cè)法指的是基于井口返出情況，以及井口監(jiān)測(cè)參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測(cè)，該種檢測(cè)法又分為以下三種，包括：常規(guī)與非常規(guī)監(jiān)測(cè)法、井口監(jiān)測(cè)法。

2.2.2常規(guī)檢測(cè)法

常規(guī)監(jiān)測(cè)法是通過觀測(cè)法，在井口監(jiān)測(cè)預(yù)兆與井涌情況，通常情況下溢流發(fā)生的前兆表現(xiàn)如下：出井口的流量增加；泥漿池鉆井液體發(fā)生變化，表現(xiàn)為體積增加；水泵停止運(yùn)行后，井液會(huì)出現(xiàn)外溢情況；泵壓下降或者泵沖增加；當(dāng)起鉆時(shí)，鉆井液外溢。該種方法可以采取人工觀測(cè)法，或者裝置監(jiān)測(cè)法。

2.2.3非常規(guī)監(jiān)測(cè)法

非常規(guī)監(jiān)測(cè)法指的是利用機(jī)械波，包括聲波與壓力波、回波等，來監(jiān)測(cè)井筒內(nèi)部鉆井液性能變化情況，主要被應(yīng)用于監(jiān)測(cè)氣侵，主要應(yīng)用的方法包括壓力波氣侵監(jiān)測(cè)與流速法。壓力氣侵入監(jiān)測(cè)通過監(jiān)測(cè)聲波傳播的速度，以及含氣量來實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測(cè)的，需要在立管入口處，安裝一個(gè)用來發(fā)射是信號(hào)的傳感器，并且需要在井口，安裝可以接收信號(hào)的傳感器，使得聲波可以在立管處返回。

判斷溢流的主要依據(jù)為：當(dāng)環(huán)空鉆井液氣侵，則聲波的傳播速度會(huì)變低，同時(shí)發(fā)射波和反射波之間會(huì)出現(xiàn)相位差，或者出現(xiàn)接波紊亂和漂移等現(xiàn)象，根據(jù)反射波的振幅或者相位，最終可以辨別出是否發(fā)生氣侵。

2.2.4井口綜合監(jiān)測(cè)法

井口綜合監(jiān)測(cè)法指的是：井口各種參數(shù)溢流監(jiān)測(cè)的總稱，是得和主要監(jiān)測(cè)依據(jù)是：錄井記錄數(shù)據(jù)，以及流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、液位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這類方法主要包括：綜合門限法、綜合概率、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)法。該種方法主要是通過監(jiān)測(cè)常規(guī)數(shù)據(jù)，綜合分析并排出干擾因素，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，并且應(yīng)用性強(qiáng)。其劣勢(shì)是：噪聲大、傳感器的精度相對(duì)較低，并且當(dāng)開展鉆井作業(yè)時(shí)，會(huì)給監(jiān)測(cè)設(shè)備造成極大的干擾。

2.3井下監(jiān)測(cè)法

井下隨鉆監(jiān)測(cè)是將傳感器，布設(shè)在鉆柱上，實(shí)現(xiàn)隨鉆監(jiān)測(cè)目的，該種監(jiān)測(cè)方法主要包括：APWD（環(huán)空壓力測(cè)量）、LWD（隨鉆測(cè)井）、FTWD（隨鉆地層測(cè)試）、井下微流量測(cè)量、RAT（環(huán)空溫度測(cè)量）、超聲波測(cè)量、聲波干擾儀法等。不同技術(shù)安裝傳感器的位置不同，并且安裝方式也都不同，因此需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況，以及技術(shù)應(yīng)用的具體要求，做好相關(guān)安裝與維護(hù)工作。

譬如：LWD技術(shù)監(jiān)測(cè)溢流，主要是和鉆井液接觸后，通過地層流體，再進(jìn)入到井筒，以此改變是鉆井性能，包括電阻率、礦化度等，并且要輔助電阻率與聲波輔助等，實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測(cè)，隨鉆電阻率測(cè)井儀器，根據(jù)測(cè)試深度劃分，其紐扣電極主要分為深、中、淺，在井筒內(nèi)，鉆井液通常采用淺側(cè)向電阻率，以此監(jiān)測(cè)導(dǎo)電特性的基本變化模式，并且隨鉆聲波測(cè)井具有識(shí)別氣層功能，通過分析其他資料，還可以監(jiān)測(cè)地層孔隙度，并且判斷流體性質(zhì)，以及預(yù)測(cè)高壓層等，該種方法可以實(shí)現(xiàn)早期預(yù)測(cè)以及監(jiān)測(cè)溢流。

3　結(jié)語

綜上所述，可以根據(jù)深水鉆井環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)而將溢流監(jiān)測(cè)方法綜合劃分為海水段監(jiān)測(cè)、平臺(tái)監(jiān)測(cè)以及井下監(jiān)測(cè)法，其中井口監(jiān)測(cè)法的精準(zhǔn)性較高，使用域陸地低壓鉆井溢流監(jiān)測(cè)，而海水段監(jiān)測(cè)法語井下鉆井監(jiān)測(cè)法，則更適合深水鉆井溢流監(jiān)測(cè)。其中主要用于深水監(jiān)測(cè)技術(shù)包括：井口流量法、超聲波法、井下流量監(jiān)測(cè)法、LWD監(jiān)測(cè)等。

［1］陳平，馬天壽.深水鉆井溢流早期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀［J］.石油學(xué)報(bào)，2014（03）.

［2］郭元恒，何世明，胡彪，青炳，李成全.早期溢流監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.價(jià)值工程，2013（05）.

畢博（1984-），男，中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司鉆井事業(yè)部，研究方向：鉆井工程。