石油钻井工程异常录井信息技术研究

朱德阳

摘要：综合录井技术广泛应用在石油勘探等钻探过程中，综合录井技术涉及范围比较广泛，所以它是多学科、多技术集成的高新技术集合体，因此它获取的钻井工程信息既可以供工程技术人员使用，也可以供地质技术人员使用，也可以为工程、地质技术人员共同使用，互为利用、资源共享。

关键词：钻井;事故原因;参数;安全

综合录井技术不仅在石油、油气等钻探过程中对预探井、探井、预探井表面及地下资源的探测有十分重要的作用，在调整井的施工方面也有着十分明显的影响。工程异常预报主要依靠录井信息技术，通过分析不同工程异常事故类型及特征，开展不同异常的事故预报方案进行设计，为钻井工程提供帮助。

1石油钻井工程异常录井预报及其重要作用

钻井安全是现代优质高效钻井的前提，是石油钻探的重要方面。钻井安全不仅能够保障工作人员的生命安全，而且可以节约钻井成本，提高石油勘探效率。对维护我国战略能源安全具有特殊重要的战略意义。

任何钻井事故发生之前都伴有一定的先兆。充分应用综合录井仪器的工程参数异常预报手段，能够极大地降低钻井事故的发生。但录井仪器也不是万能的，它对井下异常的判断只能简单的进行录取参数进行报警等。对异常的情况及发生原因及状况，只能靠人为的经验去进行判断及处理等，这样的结果就是有可能造成预报的不准确和预报的内容叙述等不准确。综合录井进行预报就是充分发挥和利用录井仪的重要作用，利用现代计算机技术和人员监控相结合来综合对安全事故进行预测和预报。

2异常事故

在钻井施工过程中，造成异常事故的原因主要有三个方面。

人员因素：现场施工人员的仪器及机器使用能力和技巧，对事故的认识等;

工程因素：对地质现场的资料的掌握及拥有量，施工的科学性及技术性的正确性;

地质因素：施工现场的地质构造，岩层的定位及地表层的岩层分布。

3常见事故及造成事故的原因极其举例

常见事故及造成事故包括：下钻遇阻、井漏、井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控、提钻遇卡、井塌、跳钻（憋钻）、断钻具、掉钻具、溜钻（顿钻）、卡钻、掉水眼与堵水眼、参数异常等

3.1下钻遇阻的原因

（1）钻具的不稳定及钻具结构的变化;（2）下钻不彻底;（3）钻头磨小，换新钻头后造成下钻遇阻;（4）地表层的缩小，致使下钻困难;（5）上次钻完后造成井塌，再次下钻遇阻，没有完全预测事故。

在录井仪上表现为钻时突然增大或减小，或呈趋势性减小或增大。

3.2造成井漏的原因

（1）溶洞性漏失;（2）钻井的地层断裂;（3）钻井层出现裂纹;（4）钻井溶液密度过高，超过地表层的抗断裂压力，压漏地表层;（5）钻井的时候，开泵过猛，压力机负荷过大，压漏地层。

3.3造成井侵的原因

（1）地层空隙压力大于井底压力（2）地层空隙中的压力油液、流体进入井内，造成地面测量的泥浆密度减小。在录井仪上表现为出口密度值突然减小或者逐渐增大。钻进中，总烃、烃组份突然升高。

3.4造成溢流的原因

（1）起油管时，起出管柱体积大于灌注修井液体积;（2）下油管时。下入井内管柱体积小于修井液返出井口的体积。

3.5造成井涌的原因

（1）地层压力掌握的不确切;（2）泥浆柱高度H降低;（3）泥浆密度降低;（4）抽汲压力的影响。

录井仪表现为气测值大幅度升高;接单根后效气极为明显;钻井液密度减小，粘度升高。

经验分析：揭开油气层后短起下遇卡，反复上提下放转具，造成抽吸。党开泵循环时，产生井涌。

3.6造成井喷的原因

（1）起管柱产生过大的抽汲力;（2）起管柱不灌或没有灌满修井液;（3）油层套管完好程度的影响;（4）设计的影响;（5）注水井不停注或未减压;（6）修井液中混油过量或混油不均匀，造成液柱压力低于地层孔隙压力。

在数值上表现为钻井液出口密度突然减小0.04g/cm3以上，出口温度突然增大或减小。

3.7造成井喷失控的原因

（1）起钻抽吸，造成诱喷;（2）起钻不灌钻井液，或者是没有灌满;（3）井口不安装防喷器材，或者井控装备数量不足，配有的防喷器材只能保证重点探井或者是特殊的探井;片面的追求钻井的成本，想尽快投入设备去钻井，不考虑安全，也有认为只是钻几百米的井，用不着安装防喷设备，安装防喷设备会占用资金;（3）防喷设备的安装不符合要求，或者是安装后调试压力不符合规定要求;（4）不能及时的发现溢流，或者不能准确的发现溢流;（5）发现溢流后处理措施不当（有时候发现溢流不能及时正确的关井，反而是继续巡视、观察，导致气侵钻井液或者气柱迅速的上升，发现后再去关井，为时已晚）;（6）井身设备不合理，安装设备部到位;（7）对浅地层的危害性缺乏足够的认识及没有基础知识;（8）地质设计未能准确的提供地层的压力资料，导致钻探过程盲目进行;（9）空井时间过长，也没有相关工作人员观察井口;（10）相邻注水井不能注压或者是为减少压力的输出;（11）钻井过程遇到漏失层段发生井漏，并且未能及时去处理，或者是处理措施不当;（12）钻井层中混合油量不均匀或混油过量;（13）相关人员操作设备部正确，操作不当。

3.8提钻遇卡的原因

（1）钻头钻入井口键槽内部，没有及时发现;（2）井口有落物，堵塞井口;

（3）缩径，钻头有泥包;（4）井口有塌陷。录井仪表现为大钩负荷增大;转盘扭矩增大;立管压力升高，出口流量减小。

3.9造成井塌的原因

（1）钻井液处理不当，大量加水，泡塌地层;（2）钻井液性能差，失水过大，造成井壁不稳定，容易形成周期性塌陷;（3）液注压力低于地层压力造成塌陷;（4）停钻时间长，钻井液沉淀，性能变坏，造成井塌陷;

3.10造成跳钻（憋钻）的原因

（1）钻头老化;（2）井下落物;（3）井塌;（4）钻头严重有泥;（5）钻遇砾石层，软硬夹层，不均匀地层。

3.11造成钻具断裂的原因

（1）大负荷运转;（2）泵冲上升;（3）使用不当。

4安全措施

制定钻井活动中的风险管理措施，是达到风险控制目标、保证风险削减措施的落实以及顺利实施钻井活动的重要保证，主要包括以下内容：

（1）建立完善的钻井HSE风险防范保障体系和运行机制，保证有关风险削减措施的实施;（2）组织落实风险防范和削减措施必备的人、财、设备等必备条件和手段，并制定有关保护设备、工具的配置和采购计划;（3）识别钻井活动中各个阶段和不同工艺施工作业中可能产生的HSE风险，制定防止和削减措施;（4）制定钻井作业中各种险情和危害发生的应急反应计划以减少影响;（5）钻井安全生产管理措施应形成文件，以规定、制度和条例形式下发，指导钻井安全生产;（6）制定危害影响和恢复措施;（7）对提出的风险防范、削减和恢复措施也可能产生的危害进行再识别和评估，以确定这些措施在风险控制目标中的作用;（8）监控措施;（9）建立安全生产指南，钻井作业安全规程、常规钻井安全技术规程、含硫油气田安全钻井法、钻井设备拆装安全规定、关井操作程序、井场动火管理、井场用电安全规程等。

5总结

通过以上工程异常预报有关知识的说明，希望操作人员重视工程异常预报工作。不仅做到发生异常做预报，更要通过各种间接参数变化提前做出准备判断，真正做到预报及时有效，减少甚至避免工程事故的发生，在现场真真正正地起到综合录井的作用！

参考文献：

[1]杨旭.欠平衡钻井录井方法探讨[J].科技情报开发与经济，2011，（6）

[2]王贵彬，郧国立，王研，曲海胜，杨善民.地化录井技术在吉林油田开发井解释评价中的应用[J].录井工程，2008，（02）

（作者單位：河北省任丘市渤海钻探第二录井分公司）