論錄井技術(shù)在鉆探井控安全管理中的應(yīng)用

程萬(wàn)海，李 波

川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院，四川 成都

論錄井技術(shù)在鉆探井控安全管理中的應(yīng)用

程萬(wàn)海，李 波

川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院，四川 成都

安全管理首要基礎(chǔ)是準(zhǔn)確信息的快速、持續(xù)獲得。能提供連續(xù)、系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)、可遠(yuǎn)程監(jiān)控的錄井技術(shù)正是這樣的信息技術(shù)，其成為石油天然氣鉆探過(guò)程中最大的風(fēng)險(xiǎn)之——井控風(fēng)險(xiǎn)的安全管理中必不可少的環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在井控安全管理的四大環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)——避免惡性應(yīng)急發(fā)生的預(yù)警，應(yīng)急發(fā)生后的動(dòng)態(tài)決策依據(jù)提供，即避免發(fā)生應(yīng)急、或發(fā)生應(yīng)急時(shí)影響與損失最小化的臨界控制環(huán)節(jié)。該項(xiàng)技術(shù)在鉆探井控風(fēng)險(xiǎn)安全管理中廣泛應(yīng)用，通過(guò)技術(shù)集成、總結(jié)，正日趨成熟。通過(guò)該技術(shù)在防微杜漸，源頭避免井控應(yīng)急發(fā)生或發(fā)生后積極控制的應(yīng)用分析，為企業(yè)重要安全管理環(huán)節(jié)的技術(shù)受控提供參考。

錄井技術(shù)，井控工作，安全管理，信息應(yīng)用，預(yù)警，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，臨界控制

Copyright ? 2017 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

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http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Received: Apr.12th, 2017; accepted: Jul.6th, 2017; published: Oct.15th, 2017

AbstractThe primary basis for safety management was the rapid and continuous access to accurate information.Logging technology was such information technology which could provide continuous,systematic, dynamic and remote monitoring.It was one of the greatest risks in the process of oil and gas drilling—the essential link in the safety management of well control, which was mainly reflected in the most important link of the four aspects for the safety management of well control—the early warning to avoid the occurrence of malignant contingency, and the basis of dynamic decision-making after the emergency.That is the critical control link of avoiding the occurrence of emergency, or minimizing the impact of emergency response and loss.The technology is widely used in drilling risk management and safety management, which is maturing through technology integration and summary.The technology provides a reference for the technical control of the important safety management through its application in the prevention of the slightest, the avoidance of well control emergency and the positive control after the occurrence.

KeywordsLogging Technology, Well Control, Safety Management, Information Application,Pre-warning, Remote Monitoring, Critical Control

1.引言

石油鉆探過(guò)程中，鉆遇高壓油氣流處置不當(dāng)，造成井噴失控，輕則影響勘探開(kāi)發(fā)部署，重則造成設(shè)備燒毀、人員傷亡、環(huán)境污染，后果嚴(yán)重，影響惡劣，恢復(fù)困難，因此井控工作是石油鉆探安全工作重中之重，相關(guān)配套技術(shù)尤顯重要，錄井技術(shù)就是其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

2010年4月20日22:00左右，BP公司位于美國(guó)路易安那州墨西哥灣的“深水地平線(Deeperwater Horizon)”鉆井平臺(tái)Missssppi Canyon 252#-01井鉆至井深20,000 ft (1 ft = 0.305 m)，準(zhǔn)備在8000多英尺井筒處打水泥塞，BP公司采用先替海水、后打水泥塞的做法進(jìn)行施工，20:00開(kāi)始注海水，20:10出現(xiàn)鉆井液出口流量增加，泥漿罐液量增加，說(shuō)明地層流體進(jìn)入井筒，21:49大量的天然氣攜帶原油噴出井筒，導(dǎo)致井噴失控，進(jìn)而爆炸著火，造成11人死亡，17人受傷，大面積海域受到嚴(yán)重污染(事故發(fā)生后，每天有約5000桶(1桶 = 0.159 m3)原油源源不斷地流入墨西哥灣)。該次事故是美國(guó)近50年來(lái)最嚴(yán)重的海上鉆井事故之一，事故導(dǎo)致 BP公司形象、榮譽(yù)受損，股價(jià)暴跌，面臨巨額賠償罰款，美國(guó)暫停發(fā)放新的深水鉆探許可，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布成立獨(dú)立的總統(tǒng)委員會(huì)對(duì)事故深入調(diào)查，事故的間接原因是固井質(zhì)量不合格、固井候凝時(shí)間不夠，直接原因之一是采用了不當(dāng)?shù)氖┕こ绦?，即先注海水后打水泥塞的做法，?dǎo)致井筒液柱壓力低于地層壓力，流體進(jìn)入井筒；之二是當(dāng)班的錄井?dāng)?shù)據(jù)工程師未發(fā)現(xiàn)異常，未及時(shí)報(bào)警，導(dǎo)致大量油氣持續(xù)進(jìn)入井筒；之三是發(fā)生嚴(yán)重溢流后井控裝置不能正常工作。

由整個(gè)事件可看出，首先是設(shè)備及工藝的隱患，導(dǎo)致事故的發(fā)生，并因?yàn)槭鹿拾l(fā)生最終由可控制的溢流事件演變成井噴事故過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)及報(bào)告溢流不及時(shí)，導(dǎo)致可控的事件發(fā)展為應(yīng)急事件，并因?yàn)閼?yīng)急控制設(shè)備的失效，最終發(fā)展為惡性應(yīng)急事件。事故經(jīng)歷了不同的臨界點(diǎn)，隱患未治理、預(yù)警未作、報(bào)警未作、控制失效、恢復(fù)困難，而報(bào)警作為事件的關(guān)鍵臨界環(huán)節(jié)，是事件向良性或惡性發(fā)展的分水嶺，臨界環(huán)節(jié)的恰當(dāng)處置，可以使事件在隱患狀態(tài)被控制，從而不發(fā)生，相反則向惡性發(fā)展。任何的應(yīng)急事件都因隱患引發(fā)，并在最初狀態(tài)時(shí)未發(fā)現(xiàn)，最終失控。

鉆探工程中的安全重點(diǎn)——井控工作，其具備同樣的特點(diǎn)，即從技術(shù)角度，如何充分發(fā)揮處于臨界環(huán)節(jié)的控制技術(shù)，就是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。錄井技術(shù)具備的對(duì)鉆探全過(guò)程、不間斷的自動(dòng)化信息監(jiān)測(cè)、異常預(yù)警、報(bào)警功能，成為井控技術(shù)的重要的組成部分，是實(shí)施積極控制、臨界控制的信息基礎(chǔ)，扮演著舉足輕重的角色，沒(méi)有它就沒(méi)有預(yù)警，用得不充分，就會(huì)讓小的可控井控應(yīng)急事件變?yōu)閻盒跃仉U(xiǎn)情事件，乃至惡性井噴失控。

2.錄井工程與井控工作的關(guān)系

錄井最早主要是作為鉆探過(guò)程的信息跟蹤記錄而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)。在20世紀(jì)80年代演變?yōu)閷?duì)鉆井介質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，從而為地下地質(zhì)信息的首要獲得服務(wù)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，更為精確、小巧的傳感器應(yīng)用于該專(zhuān)業(yè)，使得監(jiān)測(cè)的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。不僅監(jiān)測(cè)在鉆探中經(jīng)由地面到地下再返回地面的鉆井介質(zhì)所攜帶的信息，同時(shí)也監(jiān)測(cè)地面作業(yè)工具的相應(yīng)參數(shù)，從而形成以地質(zhì)信息、工程信息兩大類(lèi)為主體的監(jiān)測(cè)體系。近年，隨著安全要求的進(jìn)一步提高，以及作為鉆探最大的安全管理對(duì)象——井控安全管理顯得尤為重要。如何極早發(fā)現(xiàn)溢流或井漏，并在最短時(shí)間內(nèi)加以處理，將可能出現(xiàn)的井控險(xiǎn)情消除；或已發(fā)生流體大量涌出，如何通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息綜合收集、分析處理，將損失與影響降至最低[1]。因此，錄井技術(shù)對(duì)鉆探井控安全管理提供了新的專(zhuān)業(yè)功能，并成為各臨界點(diǎn)的主要控制技術(shù)之一。

錄井技術(shù)經(jīng)歷了手工錄井、儀器錄井、網(wǎng)絡(luò)錄井3個(gè)發(fā)展階段，主要分為2大體系。

其一是以發(fā)現(xiàn)地質(zhì)體為目標(biāo)的體系：主要是要發(fā)現(xiàn)地質(zhì)預(yù)測(cè)的潛在油氣地質(zhì)體，達(dá)到找油找氣目的，其中技術(shù)主要是鉆時(shí)、巖屑、氣測(cè)、鉆井液錄井等系列。

其二是以防止工程事故發(fā)生的體系。其中可細(xì)分為兩類(lèi)：一是因鉆井工具損壞而導(dǎo)致的事故，比如井下鉆具因質(zhì)量或疲勞損傷，導(dǎo)致刺裂，繼而斷裂，導(dǎo)致事故；再如鉆進(jìn)用的鉆頭因使用壽命終結(jié)而出現(xiàn)掉部件于井下，導(dǎo)致復(fù)雜，均屬于工程事故中第一大類(lèi)。而另一類(lèi)就是井控事件。錄井技術(shù)體系的發(fā)展也因兩大目的而產(chǎn)生發(fā)展，并日臻成熟，即可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析預(yù)報(bào)鉆具事故，又通過(guò)不同階段的分析及通告，控制井控事件的發(fā)生，可以說(shuō)要實(shí)施積極井控，錄井是必不可少的專(zhuān)業(yè)技術(shù)。

3.錄井技術(shù)在井控應(yīng)用方面的發(fā)展

通過(guò)近80年的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代精密傳感器、自動(dòng)化采集、處理信息系統(tǒng)的成熟，錄井技術(shù)快速發(fā)展，在20世紀(jì)90年代更因鉆井安全問(wèn)題的日趨突出，在井控技術(shù)系列中占據(jù)日趨重要的作用。

在手工錄井階段，錄井工作者通過(guò)對(duì)區(qū)域的分析，提供基本的可能井控重點(diǎn)層段，并能通過(guò)分層等提供是否已鉆達(dá)將會(huì)出現(xiàn)井控險(xiǎn)情的層段等信息，在鉆進(jìn)中通過(guò)人工不連續(xù)的監(jiān)測(cè)出口的流體、泥漿罐的液量變化來(lái)判斷是否出現(xiàn)溢流，其明顯的缺陷是人工的誤差、不連貫的監(jiān)測(cè)、微量變化不能檢知，所以常常出現(xiàn)溢流已非常嚴(yán)重才發(fā)現(xiàn)，致使處理困難或井噴失控。

20世紀(jì)80年代，隨著錄井技術(shù)大量采用自動(dòng)的傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)井筒信息，以及定量、半定量的地層信息分析技術(shù)的使用，使得與井控相關(guān)的信息能更早、更準(zhǔn)確被檢知，更快發(fā)出警報(bào)，使得井筒安全更能處于控制之下，但由于行業(yè)的不景氣，導(dǎo)致設(shè)備、人力投入不足，其功能被大大弱化，井控險(xiǎn)情仍時(shí)時(shí)發(fā)生。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著對(duì)安全的關(guān)注、行業(yè)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，錄井技術(shù)在井控工作中作用更加突出，通過(guò)實(shí)時(shí)、連續(xù)、全面采集、處理、監(jiān)測(cè)、分析、發(fā)布，使得錄井信息在第一時(shí)間能到達(dá)應(yīng)用人員手中，包括能立即實(shí)施井筒控制的司鉆、后勤基地的專(zhuān)家、決策層，已由單個(gè)井場(chǎng)的信息點(diǎn)變成信息網(wǎng)絡(luò)，使積極井控變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

筆者所在的錄井公司從2005年開(kāi)始研究并逐步建立錄井信息遠(yuǎn)程傳輸及應(yīng)用系統(tǒng)，目前已具備完備功能。一是單個(gè)井場(chǎng)的錄井系統(tǒng)可完成連續(xù)的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集；二是通過(guò)遠(yuǎn)程系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)圖像及數(shù)據(jù)以曲線或數(shù)字方式在基地再現(xiàn)，通過(guò)內(nèi)網(wǎng)游覽，與身臨井場(chǎng)一樣，從而發(fā)揮在井控安全管理中的三大作用：一是通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常、報(bào)告異常，使井筒處于受控狀態(tài)；二是提供遠(yuǎn)程再現(xiàn)，使基地有經(jīng)驗(yàn)的工程或管理人員通過(guò)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)不恰當(dāng)?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)程序或不安全的工藝等，從而消除井控隱患；三是出現(xiàn)溢流時(shí)，錄井在現(xiàn)場(chǎng)提供遠(yuǎn)離井口的監(jiān)測(cè)終端，為處置人員提供連續(xù)信息，或通過(guò)遠(yuǎn)程系統(tǒng)傳回基地，使指揮人員能適時(shí)決策，實(shí)時(shí)指揮處理。

可以說(shuō)，錄井既是發(fā)現(xiàn)隱患、控制隱患向事故發(fā)展的關(guān)鍵控制技術(shù)，也是應(yīng)急處置中的信息采集及傳輸技術(shù)，是井控安全管理中不可替代的技術(shù)。

目前錄井在鉆探技術(shù)系列中因設(shè)備成本低，定額一直偏低，在地質(zhì)勘探和安全建井中發(fā)揮著幕后英雄的作用，僅在出現(xiàn)惡性井控等險(xiǎn)情時(shí)，才讓人意識(shí)到其重要性，總體處于不受重視的地位，發(fā)展較慢，科研投入及人才培養(yǎng)不足，后續(xù)發(fā)展乏力，處于尷尬的局面，不利其在鉆探中充分發(fā)揮作用。

4.錄井技術(shù)在井控安全管理的具體作用

石油天然氣鉆探主要目的是發(fā)現(xiàn)油氣水，該目的表明多數(shù)的鉆探項(xiàng)目將鉆遇地層的油氣水。在發(fā)現(xiàn)的同時(shí)，又如何避免這些地層流體入侵井控打破平衡，從而引發(fā)的險(xiǎn)情，就是井控技術(shù)要做的工作。而在最早階段發(fā)現(xiàn)并預(yù)警，平衡點(diǎn)打破即加以控制，使平衡得以最快、最簡(jiǎn)便控制、恢復(fù)，變得尤為關(guān)鍵。

錄井在這一過(guò)程中，首先會(huì)做以下幾方面工作，來(lái)保證控制。

4.1. 預(yù)測(cè)及預(yù)告

每實(shí)施一個(gè)新的鉆探項(xiàng)目，對(duì)不同的壓力層段可能采用下套管方式加以隔離，但因其有限性，更多的是通過(guò)鉆井過(guò)程中的平衡鉆進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，因此施工前即對(duì)區(qū)域已獲得的地質(zhì)信息加以分析，確定易出現(xiàn)流體特別是可能出現(xiàn)高壓油氣流的層段，以及可能發(fā)生的顯示級(jí)別，確保施工前能對(duì)險(xiǎn)情有較全面的預(yù)見(jiàn)性，能采取預(yù)先的應(yīng)對(duì)措施[2]。

錄井通常會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)提供2種方式進(jìn)行預(yù)告：一是對(duì)即將鉆遇的200 m左右的地層的可能油氣水，高、低壓層段用預(yù)告牌的方式公告；二是通過(guò)對(duì)巖屑的鑒定、地層的對(duì)比，提出已鉆達(dá)、將鉆達(dá)的層位，使鉆井施工者對(duì)可能出現(xiàn)井控險(xiǎn)情地層段做到心中有數(shù)。

4.2. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警

1)當(dāng)鉆遇鉆速加快、或有反映地下縫洞的巖性出現(xiàn)、或出現(xiàn)較低級(jí)別的溢流——?dú)鉁y(cè)異常，錄井將向鉆進(jìn)施工人員(漸成司鉆)提出預(yù)警。

2)當(dāng)即將鉆遇高壓流體層段時(shí)，錄井會(huì)通過(guò)地層對(duì)比、壓力監(jiān)測(cè)等確定層位，預(yù)警將鉆遇可能的高壓流體層段，從而促使鉆探施工作業(yè)方調(diào)整壓井液密度，為平衡地層壓力奠定基礎(chǔ)[3]。

3)若將鉆遇高壓與低壓并存、且壓差超過(guò)能處理范圍的地層時(shí)，錄井通過(guò)地層對(duì)比，確保盡可能鉆完高壓段，準(zhǔn)確分層，通過(guò)固井后再揭開(kāi)低壓層，來(lái)避免井筒報(bào)廢或事故。

4.3. 異常報(bào)警及控制

在鉆井過(guò)程中，錄井會(huì)連續(xù)監(jiān)測(cè)地下返出鉆井液的變化，以及其他工程參數(shù)的變化。如出現(xiàn)返出的流體中發(fā)現(xiàn)地下流體，井筒有地層流體返出而導(dǎo)致循環(huán)罐液量增加，返出的巖屑中有反映地下孔洞出現(xiàn)的新巖性、停止循環(huán)仍有流體不斷返出等等信息，均將反映在錄井信息中，出現(xiàn)這些情況時(shí)，當(dāng)班施工人員將發(fā)現(xiàn)的變化通過(guò)聲光報(bào)警儀及時(shí)通告司鉆，司鉆立即采取關(guān)井等井控動(dòng)作，達(dá)到及時(shí)控制井筒、抑制流體繼續(xù)侵入井筒，為后續(xù)的處理恢復(fù)新平衡奠定基礎(chǔ)。

一般是出現(xiàn)鉆速加快、放空就預(yù)警，發(fā)現(xiàn)流體就報(bào)警，流體增量超出一定量前就要求施工方通過(guò)設(shè)備關(guān)井(中石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：溢流應(yīng)在2 m3內(nèi)報(bào)警并關(guān)井)。

4.4. 出現(xiàn)險(xiǎn)情的監(jiān)測(cè)與控制

因預(yù)報(bào)不及時(shí)，致使地層流體大量進(jìn)入井筒，惡性破壞平衡，使得地面處理變得復(fù)雜以至失控，在這種情況下，如何使險(xiǎn)情得到控制，降低損失，同樣需要錄井連續(xù)的參數(shù)監(jiān)測(cè)來(lái)提供處理決策依據(jù)。

因?yàn)殇浘到y(tǒng)傳感器的可連續(xù)監(jiān)測(cè)性以及人員可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，保證了遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及圖像；同時(shí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸至基地監(jiān)測(cè)終端以提供信息，讓更高層有豐富處理經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家獲取連續(xù)現(xiàn)場(chǎng)信息，為方便及時(shí)準(zhǔn)確決策提供平臺(tái)，錄井技術(shù)使這些需求得以實(shí)現(xiàn)。

4.5. 各關(guān)鍵點(diǎn)的錄井控制作用

1)是平衡點(diǎn)被打破前的預(yù)測(cè)，可通過(guò)調(diào)整以防止打破。

2)是出現(xiàn)可能發(fā)生溢流異常時(shí)，及時(shí)預(yù)警。

3)是出現(xiàn)溢流早期，平衡點(diǎn)被打破，錄井及時(shí)報(bào)警，為鉆井方贏得時(shí)間，盡快控制，恢復(fù)平衡，避免惡性發(fā)展。

4)是在異常較大，導(dǎo)致平衡點(diǎn)嚴(yán)重打破并失控時(shí)，通過(guò)儀器連續(xù)監(jiān)測(cè)地質(zhì)、工程參數(shù)變化，提供遠(yuǎn)程信息，為重新建立平衡提供決策依據(jù)。

5.典型案例

5.1. 高低壓分界井控案例

PENGLAI-6井在600 m下了第1層套管后，要求鉆入嘉陵江嘉二段頂部5 m下第2層套管固井，主要是因?yàn)檫M(jìn)嘉二段后其下的地層可能存在高壓流體，預(yù)計(jì)壓力系數(shù)達(dá)1.8 (鄰近的PENGLAI-1井鉆進(jìn)中因鉆開(kāi)了嘉二段高壓層，引發(fā)井控險(xiǎn)情，最高鉆井液密度達(dá)2.14 g/cm3恢復(fù)平衡)，而其上的地層為低壓(壓力系數(shù)最高為1.4)，若不下套管分割高低壓層段，可能引發(fā)井控險(xiǎn)情，直至井筒報(bào)廢[4]。

為此，要求只能鉆入嘉二段頂部5 m固井，錄井基地工程師通過(guò)地層對(duì)比、小層劃分，確立卡準(zhǔn)嘉三段底部固井位置的技術(shù)方案(見(jiàn)圖1)。

在實(shí)鉆過(guò)程中，用密度為1.35 g/cm3的鉆井液鉆進(jìn)嘉三段，錄井現(xiàn)場(chǎng)施工人員采用新型碳酸鹽分析、數(shù)碼顯微觀察、加強(qiáng)地質(zhì)循環(huán)等技術(shù)手段，準(zhǔn)確建立巖性剖面，最終確保在距嘉三段5 m處固井，固井后改用2.20～2.28 g/cm3高密度鉆井液鉆進(jìn)嘉二段，發(fā)現(xiàn)高壓油氣層，錄井及時(shí)預(yù)報(bào)，通過(guò)10 d安全鉆進(jìn)，順利完鉆(鄰井僅處理嘉二段溢流復(fù)雜耗時(shí)10 d)，后經(jīng)試油測(cè)試，該段儲(chǔ)層良好。

整個(gè)工作中，有提前的錄井預(yù)測(cè)，有相應(yīng)的錄井技術(shù)方案保障，有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)錄井技術(shù)手段的應(yīng)用，確保了高低壓井控難點(diǎn)的成功控制。

Figure 1.The strata correlation between Well PENGLAI-1 and Well PENGLAI6圖1.PENGLAI-1井與PENGLAI6井地層對(duì)比圖

5.2. 鉆遇高壓流體井控案例

1)預(yù)測(cè)與通告：2011年5月20日PENGLAI-12井鉆入須家河組，基地錄井管理人員根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征，再次提示可能鉆遇高壓油氣層，現(xiàn)場(chǎng)錄井人員向施工人員通告預(yù)測(cè)意見(jiàn)。

2)預(yù)警：2011年5月22日24:00 PENGLAI-12井鉆進(jìn)2069～2671 m，鉆時(shí)由75 min/m下降到50 min/m再下降到42 min/m，操作工在發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)加快時(shí)即通過(guò)電話向剎把人員預(yù)警。

3)觀察、發(fā)現(xiàn)：1:14用密度1.20 g/cm3、黏度61 s聚合物鉆井液欠平衡鉆進(jìn)至井深2071.89 m (遲到井深2069.00 m)，錄井監(jiān)測(cè)人員發(fā)現(xiàn)液面上漲0.62 m3，氣測(cè)全烴體積分?jǐn)?shù)由0.9193%上升至1.1124%，出現(xiàn)溢流。

4)報(bào)警：錄井操作員啟動(dòng)聲光報(bào)警儀。

5)通告、確認(rèn)：錄井操作員持續(xù)觀察并用電話再次通告扶剎把人員。

6)關(guān)井：1:16井隊(duì)司鉆聽(tīng)到聲光報(bào)警后馬上停泵、停轉(zhuǎn)盤(pán)，上提鉆具，關(guān)井。關(guān)井歷時(shí)2 min，2 min后套壓上升至1.6 MPa。

7)持續(xù)監(jiān)測(cè)：采集工下到8號(hào)閥門(mén)處觀察壓力，操作工持續(xù)觀察壓力及出口、液面情況(判斷是否關(guān)井成功)。

8)匯報(bào)：向作業(yè)部安全管理人員及上級(jí)井控辦主管匯報(bào)。

9)遠(yuǎn)控：后勤通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸指導(dǎo)該井實(shí)施控制。

該井出現(xiàn)異常，由于錄井發(fā)現(xiàn)及時(shí)，報(bào)告及時(shí)，鉆井方處理迅速，3 h后恢復(fù)鉆進(jìn)(見(jiàn)圖2)，避免了復(fù)雜，節(jié)約了實(shí)效，確保安全快速建井。

Figure 2.The logging monitoring of Well PEILAI-12圖2.PEILAI-12井錄井監(jiān)測(cè)圖

5.3. 井控遠(yuǎn)程處理案例

錄井現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)衛(wèi)星將現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及圖像實(shí)時(shí)傳輸回后勤基地，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)，為管理者提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及圖像瀏覽服務(wù)，實(shí)時(shí)再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，使后勤管理者和專(zhuān)家遠(yuǎn)程決策指揮現(xiàn)場(chǎng)處理應(yīng)急成為現(xiàn)實(shí)。

QINGXI-1井2006年12月21日年鉆至茅口組井深4285.38 m，鉆遇高壓油氣流，發(fā)生井噴險(xiǎn)情，在后續(xù)的13 d壓井處理過(guò)程中，通過(guò)錄井的24 h不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為現(xiàn)場(chǎng)處理人員遠(yuǎn)距監(jiān)控、指揮壓井提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和圖像，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)曲線及圖像實(shí)時(shí)發(fā)回基地，方便決策，為該井的快速、安全處理提供了信息平臺(tái)，發(fā)揮了錄井在井控安全管理應(yīng)急處置階段的遠(yuǎn)程控制作用(見(jiàn)圖3)。

Figure 3.The remote data transmission of real-time logging and image圖3.錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及圖像遠(yuǎn)程傳輸

6.未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)與定位

錄井技術(shù)在勘探基礎(chǔ)信息提供安全鉆井、保障兩方面發(fā)揮作用。具有在現(xiàn)場(chǎng)24h連續(xù)不間斷采集、處理、提供功能。其目前所采集的手段主要是地面手段，即所有傳感器采集的參數(shù)均針對(duì)地面設(shè)備或采集對(duì)象，其信息有一定滯后性，即地下可能已出現(xiàn)異常，而地面要一定時(shí)間才遲遲反映出來(lái)，因此，其信息的全面性以及即時(shí)性是未來(lái)發(fā)展必須考慮的主要問(wèn)題。

目前的隨鉆測(cè)井(LWD)及隨鉆地震測(cè)量技術(shù)(SWD)將信息采集工具放在鉆具最前端，從而即時(shí)獲取井下的信息并上傳至地面處理，體現(xiàn)了其更快的及時(shí)性。錄井與這些技術(shù)的融合，部分地面?zhèn)鞲衅飨虻叵掳l(fā)展是一大趨勢(shì)，就井控而言，如果能最快發(fā)現(xiàn)已鉆入某個(gè)特殊地層，同時(shí)又通過(guò)井下溫度、電導(dǎo)、微壓力等傳感器[5]，能直接探知地層流體開(kāi)始滲流進(jìn)入井筒，這樣開(kāi)始實(shí)施井控；或通過(guò)隨鉆地震，分析即將鉆遇高壓地層，將是未來(lái)井控信息需求的趨勢(shì)。而地下直接采集，可屏蔽許多上返至地面過(guò)程的干擾因素，較地面采集更準(zhǔn)確，從而決策更準(zhǔn)確。

目前的 LWD技術(shù)主要應(yīng)用于找到好的出油出氣地層并在其中鉆進(jìn)。而在井控方面的應(yīng)用，特別是相關(guān)傳感系統(tǒng)的研究較少，這也正是其未來(lái)應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)方向，與地面錄井技術(shù)的組合，將使地質(zhì)目的以及工程安全、快速建井目的得到更有力保障[6]。

錄井技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向，將是地面與地下井控結(jié)合、現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程貫通、歷史信息與實(shí)時(shí)信息查詢、瀏覽提供的綜合信息技術(shù)，也是錄井技術(shù)發(fā)展生存的必然方向，而信息的精確度、質(zhì)量化、高度自動(dòng)化將是發(fā)展的基礎(chǔ)。

7.結(jié)語(yǔ)

1)施工前錄井預(yù)測(cè)是井控安全管理的基礎(chǔ)。

2)施工中錄井連續(xù)監(jiān)測(cè)、異常及時(shí)發(fā)現(xiàn)及預(yù)報(bào)是井控關(guān)鍵。

3)出現(xiàn)險(xiǎn)情，錄井遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程信息提供是安全、準(zhǔn)確處理決策的基礎(chǔ)。

4)錄井的不間斷監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程信息提供，是安全管理以及日常管理的便捷平臺(tái)。

5)錄井技術(shù)未來(lái)的地面與地下結(jié)合、遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)信息提供、歷史與實(shí)時(shí)信息再現(xiàn)，將更加適應(yīng)井控日常管理以及應(yīng)急處理未來(lái)發(fā)展需要。

6)任何安全管理均有其技術(shù)控制手段，而及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)急苗頭的臨界控制技術(shù)是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，錄井技術(shù)作為井控技術(shù)中重要組成部分，需要更多的人力、物力投入，使其良性、系統(tǒng)發(fā)展，充分發(fā)揮在地質(zhì)勘探與安全建井中的作用。

References)

[1]晏凌, 胡衛(wèi)東, 程懷高, 等.LG地區(qū)X井快速鉆井配套技術(shù)[J].天然氣工業(yè), 2009, 29(10): 57-58.

[2]盛秀杰, 陳漢軍, 吳亞軍.四川盆地閬中–南部地區(qū)須家河組勘探潛力[J].天然氣工業(yè), 2010, 30(1): 15-18.

[3]曾凌翔, 李黔, 梁海波, 等.控制壓力鉆井技術(shù)與微流量控制鉆井技術(shù)的對(duì)比[J].天然氣工業(yè), 2011, 31(2):82-84.

[4]程常修, 李朝川, 姚先榮, 等.川中地區(qū) PENGLAI-1井超高壓氣水層的安全鉆井技術(shù)[J].天然氣工業(yè), 2011,30(7): 62-64.

[5]李偉廷, 侯樹(shù)剛, 蘭凱, 等.自適應(yīng)控制壓力鉆井關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J].天然氣工業(yè), 2009, 29(11): 50-52.

[6]張紹槐.鉆井錄井信息與隨鉆測(cè)量信息的集成和發(fā)展[J].錄井工程, 2008, 19(4): 26-31.

[編輯]黃鸝

The Application of Logging Technology in the Management of Safety Control of Exploration Well Drilling

Wanhai Cheng, Bo Li
CCDC Geological Exploration and Development Research Institute, Chengdu Sichuan

2017年4月12日；錄用日期：2017年7月6日；發(fā)布日期：2017年10月15日

程萬(wàn)海(1983-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事安全管理工作。

文章引用: 程萬(wàn)海, 李波.論錄井技術(shù)在鉆探井控安全管理中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(5): 47-54.

10.12677/jogt.2017.395066