綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)在預(yù)防鉆井事故方面的應(yīng)用

王特(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

1 綜合錄井在鉆井過(guò)程中的可應(yīng)用項(xiàng)目

1.1 綜合鉆井技術(shù)在地質(zhì)層面的運(yùn)用

綜合鉆井技術(shù)最常用于地質(zhì)巖礦的檢測(cè)，它可以對(duì)地質(zhì)層進(jìn)行最詳細(xì)的分析和解讀，最后得出鑒定評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給工作人員，以方便工作人員能夠及時(shí)了解油井開(kāi)發(fā)區(qū)域的地質(zhì)層情況，以便做好相應(yīng)的挖掘準(zhǔn)備。這項(xiàng)分析檢測(cè)技術(shù)包括了對(duì)地層結(jié)構(gòu)的劃分、古地理環(huán)境探測(cè)、地質(zhì)構(gòu)造的解讀工作等。在綜合錄井結(jié)束以后，相關(guān)工作人員就可以根據(jù)這份綜合錄取信息對(duì)鉆井事故做出預(yù)分析和預(yù)處理，并且油井開(kāi)發(fā)過(guò)程中的預(yù)警系統(tǒng)也必須建立在這份檢測(cè)報(bào)告的基礎(chǔ)之上。因此，這個(gè)過(guò)程中涉及的綜合錄井技術(shù)的最高要求就是準(zhǔn)確和精準(zhǔn)，因?yàn)檫@是整個(gè)鉆井過(guò)程的安全基礎(chǔ)[1]。

1.2 綜合錄井在油氣資源方面的評(píng)估工作

海洋油氣工程的開(kāi)發(fā)，取決于海洋油氣資源的勘探。在勘探過(guò)程中，首先是勘探該海域是否有油氣出現(xiàn)的條件進(jìn)而發(fā)掘油氣層，在勘探出油氣層以后就需要對(duì)該區(qū)域的油氣層做出檢測(cè)和評(píng)價(jià)，試探其中儲(chǔ)集層中油氣的含量是否達(dá)到了國(guó)家開(kāi)發(fā)油氣標(biāo)準(zhǔn)，在前兩項(xiàng)勘探結(jié)果出來(lái)以后就需要檢測(cè)該地區(qū)是否適合開(kāi)鑿油井，并對(duì)單井油氣資源進(jìn)行鑒定，給出科學(xué)合理的鑒定評(píng)價(jià)結(jié)果，以供工作人員參考。這個(gè)過(guò)程中采用綜合錄井技術(shù)就是為了能夠幫助尋找海洋油氣礦藏，確定可開(kāi)發(fā)油氣資源，這個(gè)技術(shù)勘探對(duì)國(guó)家資源開(kāi)發(fā)而言是具有極為重大的意義的，必須引起工作人員的重視和嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待[2]。

1.3 綜合錄井與報(bào)警系統(tǒng)的有效結(jié)合

在鉆井過(guò)程中，必須要有一個(gè)鉆井預(yù)警系統(tǒng)的存在，它會(huì)提前預(yù)警地下油井開(kāi)發(fā)的安全指數(shù)和是否存在安全隱患問(wèn)題，并及時(shí)對(duì)相關(guān)工作人員做出數(shù)據(jù)反饋和報(bào)警提醒，讓工作人員能夠在一個(gè)更加穩(wěn)定和安全的環(huán)境中操縱作業(yè)。綜合錄井技術(shù)與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)合是一個(gè)非常重要的科技飛躍，它的參與讓報(bào)警系統(tǒng)更加完善，同時(shí)也更加的高效、安全，甚至能夠更加超前的分析和感知到油井開(kāi)發(fā)過(guò)程中的未知隱患問(wèn)題，及時(shí)提醒工作人員檢查和逃生。這項(xiàng)技術(shù)在報(bào)警系統(tǒng)中主要是監(jiān)測(cè)海底應(yīng)力壓力、和鉆井參數(shù)變化等等，同時(shí)為水平鉆井提供技術(shù)和科技的幫助，讓整個(gè)鉆井過(guò)程更加的穩(wěn)妥和安全。

1.4 綜合錄井與電子信息工程的二次結(jié)合

21 世紀(jì)是一個(gè)信息時(shí)代，各部門(mén)各領(lǐng)域都開(kāi)始把各種技術(shù)創(chuàng)新與電子信息進(jìn)行二次結(jié)合和改造，創(chuàng)造出了更加穩(wěn)定高效和安全的技術(shù)處理，這些技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中為人們帶來(lái)了極大的便利并且提高了工作人員工作過(guò)程中的安全指數(shù)。比如，綜合錄井技術(shù)就在相關(guān)科研人員的改進(jìn)和創(chuàng)新下與UNIX 操作系統(tǒng)有序結(jié)合，為鉆井技術(shù)提供了更有利的技術(shù)型支持和科技型支持。同時(shí)，現(xiàn)在的油氣開(kāi)發(fā)工作人員已經(jīng)開(kāi)始全員配備終端系統(tǒng)讓油氣開(kāi)發(fā)工作更加的高效、快捷和安全。綜合錄井技術(shù)與現(xiàn)代科技的結(jié)合是油氣開(kāi)發(fā)工程的一次飛躍，它為陸地油氣開(kāi)發(fā)和海洋油氣開(kāi)發(fā)等都提供了強(qiáng)有力的支持和幫助，讓我國(guó)的油氣開(kāi)發(fā)工程在國(guó)際上有了一個(gè)技術(shù)性的大提高。

2 綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)的采集和預(yù)警系統(tǒng)的建立

2.1 卡鉆事故的預(yù)警和灰色關(guān)聯(lián)理論的應(yīng)用

在鉆井過(guò)程中，卡鉆是司空見(jiàn)慣的事情，通常是由于在鉆井的時(shí)候周圍地質(zhì)環(huán)境因人工開(kāi)鑿發(fā)生改變導(dǎo)致了沉沙卡鉆等事故。如果能夠提前預(yù)知卡鉆事故的發(fā)生，那么就能提前叫停鉆井進(jìn)行檢修和檢測(cè)，減少了對(duì)機(jī)械的損傷和鉆井時(shí)間的浪費(fèi)?？ㄣ@的事故原因是多種多樣的，但是不同卡鉆的原因其發(fā)生征兆卻極為相似難以辨別，這就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法對(duì)卡鉆的緣由進(jìn)行及時(shí)預(yù)判，也就導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)判斷卡鉆的事故可能發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，面對(duì)這一項(xiàng)難題，科研人員采用了灰色關(guān)聯(lián)理論與綜合錄井技術(shù)結(jié)合而形成的一種預(yù)警系統(tǒng)。這樣組成的預(yù)警系統(tǒng)主要是分析卡鉆時(shí)的特征參數(shù)，然后把這些參數(shù)和相應(yīng)的卡鉆標(biāo)準(zhǔn)模式做組合和對(duì)照，從而就可以在卡鉆之前提前預(yù)警卡鉆事故，并傳輸回準(zhǔn)確的卡鉆信息，方便工作人員及時(shí)處理。該項(xiàng)預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就在于使用了灰色關(guān)聯(lián)理論做數(shù)據(jù)模型，把事故對(duì)照模型和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行結(jié)合以后就能夠分析出造成卡鉆事故的不同原因，從而就能夠及時(shí)的反饋給主控系統(tǒng)，讓工作人員能有及時(shí)叫停和反饋處理的時(shí)間。

2.2 綜合錄井技術(shù)的應(yīng)用和ISVM 鉆具失效預(yù)警

鉆具失效問(wèn)題在鉆井過(guò)程中也是極為常見(jiàn)的，且造成原因眾多，普通預(yù)警根本難以及時(shí)反饋，這就需要一項(xiàng)專門(mén)針對(duì)ISVM 鉆具的技術(shù)系統(tǒng)來(lái)支撐起鉆具失效預(yù)警這個(gè)項(xiàng)目。首先，可以運(yùn)用綜合錄井技術(shù)來(lái)采集和收取樣本，檢測(cè)樣本的數(shù)據(jù)和成分，從地質(zhì)環(huán)境這個(gè)角度來(lái)分析鉆具失效的原因是什么，這些原因可能包括：鉆具質(zhì)量、水源侵蝕，鉆井傾斜等等。其次，在判斷好鉆具失效的原因以后就可以對(duì)其進(jìn)行總體的綜合測(cè)評(píng)和研究了。比如，可以在樣本檢測(cè)階段就采用多項(xiàng)式函數(shù)和徑向核函數(shù)進(jìn)行綜合鑒定，并根據(jù)這個(gè)綜合數(shù)據(jù)分析結(jié)果與實(shí)際情況鉆具失效表現(xiàn)相對(duì)比，通過(guò)無(wú)數(shù)次的對(duì)比結(jié)果顯示給出預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序，把人工所能預(yù)測(cè)到的鉆井失效原因都記錄到預(yù)警系統(tǒng)中去，讓預(yù)警系統(tǒng)逐步完善并開(kāi)始對(duì)各項(xiàng)鉆具失效都有了系統(tǒng)性的分析指導(dǎo)功能，從而就能夠幫助提前預(yù)警鉆具失效問(wèn)題，并通知工作人員停止作業(yè)進(jìn)行檢修、勘察和維修工作[3]。

3 鉆井事故分析中的綜合錄井技術(shù)

3.1 井漏事故分析和綜合錄井技術(shù)的應(yīng)用

井漏主要是指油井側(cè)漏，這是由于在鉆井過(guò)程中液壓力大于了地層壓力，以及在鉆井的時(shí)候引起的地層壓力超負(fù)荷導(dǎo)致的，這種因壓力導(dǎo)致的事故必須得到及時(shí)的解決和人員疏散，因?yàn)閴毫Φ牟豢煽匦詴?huì)隨時(shí)導(dǎo)致井漏變成井涌甚至是井噴，這就意味著事故的升級(jí)，后者甚至?xí){到工作人員的生命安全和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的大損失，所以井漏事故的發(fā)生必須預(yù)防，如果已經(jīng)發(fā)生則必須馬上解決，避免石油泄漏導(dǎo)致的海洋污染和土地污染等環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。關(guān)于井漏事故的預(yù)防則需要通過(guò)綜合錄井技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜合錄井能夠?qū)抑?、鉆壓等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，并通過(guò)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和圖形表達(dá)，大量的關(guān)于井漏事故數(shù)據(jù)的采集和實(shí)驗(yàn)室模型樣本分析，這就讓井漏不再是一種突如其來(lái)的事故而是一場(chǎng)有準(zhǔn)備的預(yù)防，形成了一個(gè)完備的預(yù)警系統(tǒng)，能夠通過(guò)參數(shù)的變化來(lái)控制井漏事故的發(fā)生。比如，在海洋石油鉆井的過(guò)程中，如果其中一號(hào)井的綜合錄井信息出現(xiàn)偏差和異常，并在實(shí)時(shí)觀測(cè)中出現(xiàn)了持續(xù)異常的狀況，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)壓力也出現(xiàn)異常情況甚至井下有疑似泄漏傾向，檢測(cè)鉆井場(chǎng)地周圍海域成分含量也出現(xiàn)了異常增高現(xiàn)象，那么就可以判定一號(hào)井可能會(huì)發(fā)生井漏事故，必須立刻停止作業(yè)并進(jìn)行檢修和排查。

3.2 井塌事故分析和綜合錄井技術(shù)的應(yīng)用

井塌也就是井壁塌陷的意思，是在鉆井過(guò)程中發(fā)生的事故，這個(gè)事故的發(fā)生通常還會(huì)伴隨有卡鉆現(xiàn)象的出現(xiàn)。造成井塌的原因最主要和最常見(jiàn)的一種是液柱壓力與地層壓力產(chǎn)生摩擦，兩種壓力出現(xiàn)了極度不平衡的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候井壁就會(huì)被浸泡侵蝕，導(dǎo)致過(guò)度膨脹，如果這個(gè)時(shí)候在起鉆的過(guò)程中沒(méi)有應(yīng)急回灌鉆井液的話，液柱壓力就會(huì)低于地層壓力太多而導(dǎo)致井塌事故的發(fā)生。在多起井塌事故發(fā)生的過(guò)程中，綜合錄井顯示的事故分析參數(shù)大多都包括了泵壓波動(dòng)劇烈，沉沙會(huì)較正常情況增多，而鉆具的鉆速會(huì)以一種異常的速度減慢。根據(jù)這份數(shù)據(jù)參考，就可以得出井塌事故發(fā)生的主要緣由和發(fā)生前會(huì)產(chǎn)生的征兆和參數(shù)變化，把這份數(shù)據(jù)傳輸入電子信息系統(tǒng)中組成程序化規(guī)模的時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)與已知參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)化對(duì)比，從而確定是否有發(fā)生井塌事故的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如果有，則會(huì)預(yù)前報(bào)警，讓工作人員及時(shí)停止作業(yè)，讓相關(guān)檢修人員及時(shí)進(jìn)行處理和更正，以保證作業(yè)過(guò)程中鉆井工程的穩(wěn)定性和安全性[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合錄井技術(shù)主要還是用于對(duì)鉆井過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制，并回饋實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比參考，同時(shí)也是為了保證工程的穩(wěn)定開(kāi)展和工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著國(guó)家的進(jìn)步和科技的發(fā)展，綜合錄井技術(shù)也在不斷地提高和發(fā)展，并在油氣鉆井工程中有著舉足輕重的作用，它的應(yīng)用范圍之廣，作用效果之強(qiáng)現(xiàn)在尚未有其他任何技術(shù)可以替代。對(duì)綜合錄井技術(shù)的發(fā)展也是為了能夠提高鉆井效率、減少鉆井隱患、保障工程安全。