綜合錄井儀在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用研究

楊猛

摘? 要：綜合錄井儀作為鉆井施工中的重要組成部分，可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工常見工程事故進(jìn)行全面勘探，不僅能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)與量化分析，而且可以保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全。該文在了解綜合錄井儀國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，明確了新時(shí)代發(fā)展對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)工作提出的要求，分析如何在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)中正確應(yīng)用綜合錄井儀，以此為油田開發(fā)工作提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：綜合錄井儀;現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè);鉆井參數(shù);鉆井液循環(huán)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P63? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展中，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的推廣，促使油氣開發(fā)工作得到了全社會(huì)的關(guān)注。由于勘探工程具有極高的風(fēng)險(xiǎn)，不僅無(wú)法保證實(shí)踐工作效率，而且會(huì)產(chǎn)生不必要的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此必須要在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)中合理運(yùn)用綜合錄井儀，其不僅能保證勘探開發(fā)工作的安全質(zhì)量，而且在實(shí)踐應(yīng)用中具有高效性和科學(xué)性。由此可知，面對(duì)我國(guó)日益深入的油氣田開發(fā)工作，要想更好地處理復(fù)雜的勘探對(duì)象，必須要加大對(duì)綜合錄井儀的應(yīng)用探索。下面對(duì)綜合錄井儀在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 國(guó)內(nèi)外綜合錄井儀發(fā)展現(xiàn)狀分析

了解當(dāng)前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家油氣田開發(fā)工作情況可知，不管是錄井軟件系統(tǒng)還是采集系統(tǒng)、氣體檢測(cè)系統(tǒng)等方面都取得了非常優(yōu)異的成績(jī)。其中，針對(duì)綜合錄井儀的技術(shù)探索更為優(yōu)秀，在設(shè)計(jì)功能定位時(shí)主要集中在4點(diǎn)。1）信息傳輸。2）工程監(jiān)控。3）建立地層剖面。4）發(fā)現(xiàn)油氣。同時(shí)，在實(shí)踐工作中也構(gòu)建了較為完善的錄井方法與理論體系。

而我國(guó)的綜合錄井儀器及有關(guān)技術(shù)主要是從初期的借鑒與引用轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)協(xié)作，最終再實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。通過(guò)這一過(guò)程可知，國(guó)內(nèi)錄井制造企業(yè)一直落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷提高，我國(guó)很多企業(yè)在增加技術(shù)研制資金的基礎(chǔ)上，在實(shí)踐工作中得到了突破，具體體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)及錄井儀器房等方面，且在實(shí)踐運(yùn)用中獲取了優(yōu)異成績(jī)。這對(duì)正處于發(fā)展階段的國(guó)內(nèi)油氣田開發(fā)工作而言具有積極的作用，不僅能解決以往發(fā)展涌現(xiàn)出的問(wèn)題，而且可以提升整體工作效率，減少不必要的步驟實(shí)施。

2 綜合錄井儀在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用分析

2.1 鉆井參數(shù)異常預(yù)報(bào)

在鉆井作業(yè)中，很容易產(chǎn)生鉆井液循環(huán)系統(tǒng)刺扣、堵水眼以及鉆具斷鉆、溜鉆等故障。通過(guò)安裝綜合錄井儀可以對(duì)整體作業(yè)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)整合現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)情況分析，具體工作分為。1）明確鉆井參數(shù)異常的參考標(biāo)準(zhǔn)。綜合錄井儀的工作原理是指在監(jiān)控鉆井作業(yè)參數(shù)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化異常，會(huì)根據(jù)鉆井工程參數(shù)掌握故障根源。以掉水眼為例，若出現(xiàn)這一事故，工程的立壓會(huì)隨之增加，泵速和流量會(huì)減小，而鉆進(jìn)成本會(huì)提高。2）了解鉆井液循環(huán)系統(tǒng)異常。在綜合錄井儀發(fā)現(xiàn)立管壓力異常時(shí)，極有可能是鉆井液循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，此時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)工作人員在明確實(shí)踐工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，逐一排查堵水眼、刺扣等問(wèn)題。由于砂量過(guò)高、大排量等都會(huì)引發(fā)這一故障，所以工作人員必須要及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)事故，確保其不會(huì)影響鉆具工作質(zhì)量。在判斷故障所處區(qū)域時(shí)，根據(jù)立壓和泵速分析循環(huán)液系統(tǒng)運(yùn)行情況。若兩者是正相關(guān)，就表明系統(tǒng)處在正常狀態(tài)下。需要注意的是，在泵速穩(wěn)定的情況下出現(xiàn)刺漏，立壓會(huì)直線下降，流量會(huì)隨之提高;但如果出現(xiàn)堵水眼故障將會(huì)蹩泵，立壓也會(huì)隨之超過(guò)正常數(shù)值。3）鉆頭老化程度。在應(yīng)用鉆頭時(shí)，受外界因素的影響工具會(huì)逐漸老化，當(dāng)其達(dá)到一定程度的情況下鉆頭將無(wú)法正常工作，此時(shí)若不能及時(shí)替換，很容易影響鉆井作業(yè)的進(jìn)度。一般情況下，工作人員會(huì)根據(jù)錄井參數(shù)的改變準(zhǔn)確判斷鉆頭老化情況。老化的鉆頭會(huì)因磨損出現(xiàn)不靈活、扭矩值改變等問(wèn)題，此時(shí)隨著問(wèn)題的加劇，鉆頭老化程度會(huì)越來(lái)越高。4）判斷井壁垮塌。在井壁出現(xiàn)坍塌事故時(shí)，鉆具上下操作的阻力會(huì)越來(lái)越大，并產(chǎn)生阻卡。通過(guò)運(yùn)用綜合錄井儀觀察立管壓力上升情況，判斷扭矩曲線的正常與否，就可以明確井壁是否存在坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 鉆井液參數(shù)異常預(yù)報(bào)

2.2.1 井漏

這一事故是由井筒鉆井液柱壓力高于地層壓力引起的，主要是指鉆井液從井筒中滲出，并流入地層。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因主要有2種。1）為鉆井液液柱壓力超過(guò)地層壓力。2）為井眼內(nèi)液柱壓力超過(guò)地層破裂壓力，導(dǎo)致地層壓裂，最終引發(fā)井漏事故。

2.2.2 井涌

這一事故是指在地層壓力超過(guò)鉆井液液柱壓力的條件下，地層流體不斷流入井筒中，會(huì)和鉆井液一起溢出井口的現(xiàn)象。需要注意的是，觀測(cè)人員如果發(fā)現(xiàn)泵壓曲線有跳躍起伏，且井底壓力不穩(wěn)定，就要考慮井涌這一事故。

2.3 異常壓力的檢測(cè)與預(yù)報(bào)

其是指處于任何深度的地層壓力值與正常靜水壓力值出現(xiàn)偏差的現(xiàn)場(chǎng)。由于當(dāng)前我國(guó)油氣田勘探開發(fā)工作中經(jīng)常因鉆遇異常超壓，引發(fā)井涌、井垮、井噴等安全事故，因此認(rèn)真檢測(cè)地層壓力，有助于引用適宜的鉆井液密度，確保地層流體壓力處于平衡狀態(tài)。一般情況下，工作人員可以在施工現(xiàn)場(chǎng)引用4種地層壓力檢測(cè)法。1）dc指數(shù)法。2）sigma法。3）頁(yè)巖密度法。4）地溫梯度法。

2.4 鉆井振動(dòng)分析系統(tǒng)

對(duì)鉆井作業(yè)來(lái)說(shuō)，鉆具振動(dòng)是由鉆具與鉆頭、巖石等內(nèi)容彼此影響產(chǎn)生的鉆具應(yīng)力變化，并由此造成了復(fù)雜的振動(dòng)，具體包括了縱振、橫振及扭振。通過(guò)全面監(jiān)測(cè)與研究鉆具振動(dòng)變化，有助于及時(shí)掌控鉆頭磨損情況、鉆具偏轉(zhuǎn)等問(wèn)題，促使現(xiàn)場(chǎng)工作人員科學(xué)調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)，并由此控制安全事故的發(fā)生，提升整體作業(yè)效率和質(zhì)量。以ALS-V鉆具振動(dòng)分析系統(tǒng)為例，在現(xiàn)場(chǎng)施工中利用，可以根據(jù)檢測(cè)鉆具扭轉(zhuǎn)振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)報(bào)分析。系統(tǒng)在工作中會(huì)收集泵壓、大鉤負(fù)荷、扭矩及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速四類信息，而后將其上傳到研究監(jiān)測(cè)軟件商，引用復(fù)雜多變的快速傅立葉變換，有序研究扭矩信號(hào)的頻率，最終依據(jù)譜圖的方式檢查轉(zhuǎn)矩信號(hào)的正弦改變。這樣不僅能方便員工更快掌握數(shù)據(jù)變化特點(diǎn)，而且可以為后續(xù)工作提供有效依據(jù)。

3 綜合錄井儀技術(shù)與的發(fā)展趨勢(shì)

在日益革新的社會(huì)環(huán)境中，油氣田開發(fā)工作中的綜合錄井儀技術(shù)也開始向著集成化、智能化及標(biāo)準(zhǔn)化的方向穩(wěn)步革新，氣體檢測(cè)技術(shù)會(huì)向著實(shí)時(shí)化與定量化的方向優(yōu)化，而錄井儀會(huì)逐漸成為井場(chǎng)云應(yīng)用平臺(tái)與數(shù)據(jù)中心。這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)工作而言，不僅能優(yōu)化實(shí)踐工作效率，而且可以減少安全事故的發(fā)生。

由于實(shí)際勘探對(duì)象非常復(fù)雜，尤其是在檢測(cè)地層含油氣時(shí)會(huì)受多種因素的限制，所以為了保證工作的有效性和科學(xué)性，必須要增加有關(guān)技術(shù)的研究力度，促使其可以在實(shí)踐應(yīng)用中越發(fā)成熟和完善。以當(dāng)前錄井資料的共享應(yīng)用為例，由于工作標(biāo)準(zhǔn)的不規(guī)范和不統(tǒng)一，導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)信息并沒有得到有效利用，此時(shí)就要引導(dǎo)未來(lái)綜合錄井儀技術(shù)向著標(biāo)準(zhǔn)化革新，并在鉆井技術(shù)的引導(dǎo)下，持續(xù)革新應(yīng)用技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)集成化與智能化的發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，為了提升實(shí)踐工作效率，工作人員要構(gòu)建井場(chǎng)云應(yīng)用平臺(tái)與數(shù)據(jù)中心，這樣不僅能為共享利用提供平臺(tái)，而且可以更好預(yù)測(cè)故障，最終實(shí)現(xiàn)雙向通信與專家協(xié)助發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綜合錄井儀技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)工作而言具有積極作用，不僅能有序落實(shí)油氣檢測(cè)、油氣評(píng)價(jià)等工作，而且可以保護(hù)油氣層，特別是在工程檢測(cè)與預(yù)報(bào)鉆井事故中展現(xiàn)出了不可取代的優(yōu)勢(shì)。因此，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平持續(xù)提高的背景下，行業(yè)科研人員必須要對(duì)綜合錄井儀技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐探索，并注重在現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)中全面推廣，只有這樣才能達(dá)到預(yù)期發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]武鑫彪.淺談提升綜合錄井儀數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒╗J].中國(guó)石油石化， 2017（8）：132-133.

[2]楊玉朋.綜合錄井儀技術(shù)面臨的問(wèn)題及發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].信息系統(tǒng)工程，2019（3）：87.

[3]徐嵐峰.綜合錄井儀常見故障及維護(hù)方法探討[J].信息系統(tǒng)工程，2019（3）：109.