綜合錄井技術(shù)在鉆井井控中的作用

摘要：鉆井井控是石油勘探過程中的一項(xiàng)重要工作，綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器可以對鉆井施工過程進(jìn)行全程監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生工程異常情況時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行預(yù)報(bào)，從而避免井噴等重大事故的發(fā)生。本文從多個(gè)方面闡述了綜合錄井技術(shù)在井控方面發(fā)揮的重要作用。

關(guān)鍵詞：綜合錄井 壓力檢測 異常預(yù)報(bào) 安全監(jiān)控

引言

油氣鉆探過程中，綜合錄井技術(shù)在隨鉆油氣發(fā)現(xiàn)與評價(jià)方面發(fā)揮了重要作用。在鉆井井控方面，綜合錄井儀可以利用實(shí)時(shí)采集、計(jì)算豐富的鉆井工程、鉆井液、地層壓力數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，為鉆井井控提供有力的技術(shù)支持。

1 綜合錄井技術(shù)在井控中發(fā)揮的作用

綜合錄井儀是由各類傳感器、氣體檢測儀、傳感器信號處理與數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及輔助設(shè)備組成的用于石油勘探過程中隨鉆錄井和實(shí)時(shí)鉆井監(jiān)控的重要設(shè)備。在錄井服務(wù)期間可以通過鉆前地質(zhì)交底、隨鉆地層壓力檢測以及氣測、鉆井工程、鉆井液參數(shù)的檢測與預(yù)報(bào)，為實(shí)現(xiàn)安全鉆井提供技術(shù)支持。

1.1鉆前地質(zhì)交底

錄井人員上井前領(lǐng)取《鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)書》，掌握施工井的地理位置和構(gòu)造位置，了解施工井區(qū)的地層、構(gòu)造、地層壓力和含油氣情況，以及鄰井施工中出現(xiàn)的井下復(fù)雜情況、處理經(jīng)過和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。為做好地層壓力檢測，錄井人員應(yīng)進(jìn)行以下工作：

（1）搜集與本井地層壓力有關(guān)的資料數(shù)據(jù)。包括鄰井的測井資料、鉆井液參數(shù)、地層壓力檢測成果圖、完井地質(zhì)總結(jié)報(bào)告等；

（2）從《鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)書》及鄰井的完井地質(zhì)總結(jié)報(bào)告、地層壓力檢測成果圖等資料中尋找異常壓力信息；

（3）確定采用dc指數(shù)進(jìn)行地層壓力計(jì)算時(shí)應(yīng)使用的軟地層或硬地層系數(shù)；

以上工作完成后，開鉆前錄井人員向工程施工方進(jìn)行地質(zhì)交底，作為制定各項(xiàng)技術(shù)措施的壓力依據(jù)，為做好井控工作奠定基礎(chǔ)。

1.2地層壓力檢測方法與異常預(yù)報(bào)

在地層壓力檢測方面，綜合錄井儀提供了dc指數(shù)法、泥（頁）巖密度法等壓力檢測方法，這些檢測方法適用于基于孔隙體積變化成因的壓力地層；而對于空隙流體性質(zhì)發(fā)生變化形成的地層壓力異常，則要利用氣測法、地溫梯度法等方法結(jié)合其它隨鉆資料來定性評價(jià)地層壓力?，F(xiàn)將常用的幾種檢測方法簡介如下：

（1）dc指數(shù)法

dc指數(shù)地層壓力檢測法是利用隨鉆錄井參數(shù)計(jì)算dc指數(shù)，再對dc指數(shù)進(jìn)行處理和相應(yīng)計(jì)算，從而進(jìn)行地層壓力檢測。在正常壓實(shí)地層隨著埋深的增加dc指數(shù)增大，在欠壓實(shí)地層中，由于地層可鉆性變好，機(jī)械鉆速變快，dc指數(shù)偏離（減小）正常趨勢線。

（2）泥（頁）巖密度法

泥（頁）巖密度法就是在鉆井過程中測量泥（頁）巖的體積密度。在正常壓實(shí)地層，泥（頁）巖的密度隨著深度的增加而增大。泥（頁）巖密度畫在半對數(shù)坐標(biāo)上，形成一條“正常壓實(shí)趨勢線”。當(dāng)鉆遇具有異常高壓的欠壓實(shí)地層時(shí)，由于巖層中孔隙度的增大和大量水的存在，使泥（頁）巖體積密度偏低，而偏離正常壓實(shí)趨勢線。

（3）氣測法異常預(yù)報(bào)

綜合錄井錄取的氣測參數(shù)，一方面用于隨鉆油氣顯示的發(fā)現(xiàn)和評價(jià)，另一方面，根據(jù)氣測異常的明顯程度、氣侵現(xiàn)象的是否出現(xiàn)，可以判斷地層壓力與鉆井液密度的匹配關(guān)系，錄井人員根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)向監(jiān)督和井隊(duì)相關(guān)人員報(bào)告，為采取必要措施提供充足的時(shí)間。

實(shí)例：CB819井鉆進(jìn)至井深3599.95m，出口流量由21.4%突然增至35.2%，氣測全烴由3.4%升至40.81%。總池體積由192.5m3增加至193.7 m3，值班人員及時(shí)通知司鉆及相關(guān)人員，由于錄井的提示，井隊(duì)迅速采取打開放噴閥、關(guān)井、配高密度鉆井液壓井等井控措施，控制了井口，確保了施工安全。

（4）鉆井工程、鉆井液參數(shù)異常預(yù)報(bào)

綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器，可以同時(shí)測量30多個(gè)實(shí)時(shí)、遲到參數(shù)，加之派生計(jì)算得到上百個(gè)參數(shù)，施工過程中，錄井人員通過對實(shí)時(shí)參數(shù)的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)因井下異常而導(dǎo)致的錄井相關(guān)參數(shù)變化，經(jīng)過綜合分析進(jìn)行及時(shí)預(yù)告。

①出口鉆井液溫度增高

在異常高壓地層含有較多的水或油氣，這些流體熱導(dǎo)率較小，對熱傳導(dǎo)起到了阻礙作用，使更多的熱量滯留在地層中，從而使地層溫度升高，同時(shí)也導(dǎo)致了地溫梯度的增大。錄井人員通過連續(xù)檢測出口鉆井液溫度的異常變化確定地層異常高壓的存在。

②循環(huán)池體積增加、出口流量增加

鉆遇異常高壓地層時(shí)，當(dāng)井底循環(huán)壓力不能平衡其壓力時(shí)，地層流體會(huì)侵入到井眼內(nèi)，導(dǎo)致出口流量的增加和循環(huán)池體積的增加。

③快鉆時(shí)或放空

鉆速加快或鉆進(jìn)放空往往是鉆遇異常高壓地層的早期征兆之一，錄井人員通過對快鉆時(shí)、鉆進(jìn)放空現(xiàn)象的及時(shí)預(yù)告，為井隊(duì)?wèi)?yīng)對可能發(fā)生的井漏、溢流等異常情況提供了充足時(shí)間。

④泵壓下降

當(dāng)鉆遇異常高壓地層時(shí)，大量地層流體侵入井眼，使環(huán)空鉆井液密度降低，鉆柱內(nèi)鉆井液液柱壓力高于環(huán)空液柱壓力，在壓差作用下，使泵壓下降。

1.3起下鉆過程中的安全監(jiān)控

按照《中國石化井控管理規(guī)定》第4.8條規(guī)定：鉆井隊(duì)在起下鉆、檢修設(shè)備、電測等非鉆進(jìn)過程中，錄井人員應(yīng)堅(jiān)持坐崗觀察，發(fā)現(xiàn)井漏、溢流應(yīng)及時(shí)通知當(dāng)班司鉆，并錄取井控相關(guān)資料。由此可見，起下鉆過程中的安全監(jiān)控是錄井人員的重要職責(zé)。

（1）在工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，對起下鉆速度有著明確規(guī)定，如果起鉆速度過快，會(huì)產(chǎn)生較大的抽汲壓力，導(dǎo)致地層流體進(jìn)入井眼內(nèi)，誘發(fā)井噴；下鉆速度過快會(huì)產(chǎn)生較大的激動(dòng)壓力，導(dǎo)致井漏，因此，抽汲和激動(dòng)壓力的計(jì)算和控制尤為重要。綜合錄井儀能實(shí)時(shí)監(jiān)控起下鉆速度，并根據(jù)錄井儀提供的抽汲、沖擊計(jì)算軟件包（Surge & Swab程序），實(shí)時(shí)計(jì)算起下鉆過程中的抽汲、激動(dòng)壓力，確定允許的起下鉆速度。

（2）油氣上竄速度的計(jì)算

地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，鉆穿油氣層后，每次起下鉆到底后，均要進(jìn)行后效錄井，計(jì)算油氣上竄速度，油氣上竄速度過快會(huì)導(dǎo)致井涌或井噴事故的發(fā)生，上竄速度過慢，又可能因鉆井液密度過大壓死油氣層，施工人員可根據(jù)錄井提供的油氣上竄速度及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，從而實(shí)現(xiàn)既能保證安全鉆井，又能保護(hù)油氣層。

2 結(jié)論

鉆井施工過程中，綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器可以實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生工程異常情況時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行預(yù)告，以便井隊(duì)采取應(yīng)對措施，避免井噴等重大事故的發(fā)生。隨著綜合錄井技術(shù)的不斷發(fā)展，在鉆井井控方面，它將成為施工方的重要參謀。

作者簡介：陳京義 工程師，1969年生，1990年畢業(yè)于華北石油學(xué)校測井專業(yè)，現(xiàn)從事綜合錄井技術(shù)管理工作。通訊地址：山東省東營市萊州灣勝利石油工程有限公司海洋鉆井公司綜合錄井部。

（作者單位：中石化勝利石油工程有限公司

海洋鉆井公司綜合錄井部）