王亚南
大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一分公司
摘要：综合录井仪通过多种类型传感器能够实时获取各种工程参数，通过对这些参数的监测及实时分析，能够了解钻井施工状态，对于保障钻井作业安全、提升钻井施工效率具有重要意义。文中对综合录井参数在常见的钻井工程异常监测中的应用进行了探讨，具有一定参考意义。
关键词：综合录井参数；钻井工程；异常监测；应用
1 前言
综合录井仪的工程录井参数对指导安全钻井起到了极为重要的作用, 如对钻头寿命、钻具刺穿、井涌、井漏、断钻具等的预报和监测, 这些功能同时也为保护油气层、缩短建井周期等综合勘探效益起到了积极的作用。但我们也应看到确有一些工程事故的发生是由于钻、录井双方没有引起足够重视引起的。任何一种工程事故的发生都有其潜在特征, 它在钻井过程中都以不同参数变化特征表现出来, 因此只要钻、录井双方引起足够重视, 录井人员通过科学合理地分析总结参数变化规律特征, 做好提前预报, 钻井人员积极采取应对措施, 相信钻并工程事故定会得到提前预报与控制, 从而为提高钻井时效、减少钻井成本提供可靠保障。
2 综合录井在钻井工程异常检测中的应用
2.1 掉牙齿、掉牙轮的监测
牙轮钻头是通过牙轮滚动使牙轮上的牙齿对地层岩石产生冲击破碎实现钻进, 牙轮由于长时间在高压下滚动, 牙轮上的牙齿、牙轮轴承使用到一定程度就会磨损、松动、甚至脱落。牙轮落井后, 不能正常钻进, 将影响钻井工期、加大钻井成本。
钻头的判断从钻头数据收集开始, 如: 人井钻头的类型, 是新钻头还是旧钻头; 如果是旧钻头, 它的已纯钻时间、已钻进尺、新度、井底是否干净、新钻头人井后是否按要求磨合, 钻头正常钻进时的钻时、钻压、转盘转速、扭矩, 所钻岩性剖面等参数之间的变化规律; 钻井过程中送钻是否均匀, 钻压、转速的搭配是否合理, 有无溜钻、顿钻。这些数据要在工程录井监测中建立模式, 这样可为以后判断钻头使用状况提供参考依据。一般情况下, 牙轮钻头异常主要表现为机械钻速变慢, 扭矩增加, 扭矩波动变大。对钻头的监测就是要在钻头磨损严重、掉牙轮之前做出判断, 保证最大程度地使用钻头, 而又不发生掉牙轮事故。
2.2 堵水眼监测
下钻过程中由于钻头没有做防堵水眼措施, 或钻进时钻井液中大颗粒物体进人水眼, 将水眼堵死, 钻井液无法循环, 只有起钻通水眼, 这样将增加一次起下钻, 影响钻井时效。判断堵水眼的方法有，下钻到底开泵或钻进循环时, 泵压持续升高, 停泵后泵压不降或下降很慢, 通常情况下可判断为水眼堵。但要区别钻井液加重后密度不均引起的泵压升高。
2.3 钻头泥包监测
牙轮钻头或刮切类钻头在钻大段泥岩时, 由于钻头选型不合理(牙齿大小、水眼大小等) 或转盘转速、钻压、泵压等工程参数的搭配不合理, 钻头就会泥包。泥包后的钻头机械钻速会显降低, 将会影响钻井工期, 如果以泥包钻头起钻还将诱发井涌甚至井喷。
钻头泥包一般发生在钻大段泥岩, 钻头泥包后, 机械钻速会明显降低, 扭矩变小而且波动变小, 扭矩曲线较钻头没有泥包时平滑。钻头泥包后还表现为钻头到底与钻头离井底扭矩变化较小, 泵压会略微上升, 返出的岩屑为泥岩。
2.4 井漏监测
井漏是钻井液从井眼漏人地层的一种钻井现象, 以漏失速度的快慢可大致分为渗漏、小漏、大漏和只进不出。
形成井漏的原因主要有：钻人裂缝、孔洞发育的碳酸盐岩地层或高孔隙度的碎屑岩地层;液柱压力大于地层破裂压力将地层压裂;下钻速度过快, 引起压力激动;钻入异常低压地层。
井漏在钻井过程中最容易引发重大恶性事故, 渗漏、小漏会增加钻井液量的消耗, 增加钻井成本。大漏或只进不出的漏失, 将引起井壁垮塌、卡钻等井下事故, 如井漏层位上部有油气层, 还将可能引起井喷。由井漏引起的任何事故, 处理起来都非常困难。因此工程录井需要对可能出现的井漏做好预测以便预防, 在井漏出现时要及时预报, 以便及早处理。
井漏的预报与判别。首先做好压力监测, 掌握区域资料, 做好漏前预报及防范。发生井漏在不同的钻井施工过程中表现不同, 最直接的表现为钻井液液位下降, 利用录井参数可预报可能发生的井漏。
在快速钻进中, 由于钻井液消耗较大, 需不断补充钻井液, 钻井液总量的变化较大, 因此只用钻井液液位不易判断井漏, 但由于工程录井采集的参数多, 通过综合分析可预先判断井漏。在快速钻进录井监测时, 通过钻时、捞取的砂样可知已钻地层的岩性剖面, 如果钻入好的渗透性地层, 钻井液密度较高或钻进中有泵压波动, 就有可能引起井漏。出现上述现象就要密切注意钻井液液位、出口排量和泵压的变化, 如果快速钻进中泵压下降、出口排量减少而且钻井液液位下降, 就可能是井漏。在机械钻速较低的正常钻进过程中, 钻井液液位相对平稳, 可直接通过钻井液液位变化来判断井漏; 另外通过分析钻时、砂样岩性剖面、钻井液密度与监测地层压力差的大小、泵压波动情况以及钻井液处理情况综合分析可提早预报井漏。
2.5 钻具刺漏监测
钻具刺漏是钻井中较为常见的现象, 发生钻具刺漏的原因是由于钻进所使用的钻具较陈旧, 在高含硫地区钻井液对钻具腐蚀较大, 以及钻进时使用的钻井液泵泵压较高, 这些都容易引起钻具刺漏。钻具刺漏的后果: 轻者需起钻检查钻具, 重者因钻具刺漏导致钻井液循环短路引起干钻, 干钻又将引起掉牙轮、卡钻等一系列事故。钻具刺漏如果没有及时发现, 钻具还会刺断落井, 这样会严重影响钻井周期, 甚至会因钻具打捞不成功, 造成井眼报废。
钻具刺漏的明显特征是泵压缓慢下降, 机械钻速下降, 泵冲增加, 出口排量增加, 因钻井液短路返出的岩屑量将减少。但要注意区别钻井液加重后密度不匀引起的泵压下降以及由于泵上水不好引起的泵压下降。
2.6 井涌的危害
井涌在钻井施工中如果不及时预报, 发现后不及时进行加重钻井液密度等措施的处理,将引起井喷。所以在工程监测时录井一定要加强监测引起井涌的各项参数, 尽可能提前发现井涌征兆, 这对避免井喷这样的恶性工程事故可起到决定性作用。
做好井涌预报首先要对邻井地层压力和地层流体性质、能量进行分析, 预测所钻井可能会发生井涌的层位。在钻到可能发生井涌的井段前, 加强地层压力监测, 及时发现井涌井段出现的预兆, 比如钻速的突然加快或放空等。在钻开油气层时做好地层流体性质、能量的分析并密切观察气测异常时钻井液参数的变化情况。一般钻开油气层, 地层流体进人井眼上返时, 气测值上升, 出口流量上升、泵压下降、出口密度下降。如果气测值、液位持续上升、出口密度持续下降, 就可预报井涌, 立即通知井队采取相应措施。如果一个循环周后, 上述现象持续发展, 应立即发出井喷警报。
3 结束语
钻井事故发生的可能性时刻伴随着钻井作业的整个过程, 它是影响井身质量、钻井速度、经济效益和勘探效益的重要因素, 也是威胁钻井安全的主要隐患。综合录井仪的应用, 使钻井作业的全过程处监控之下，实现了对钻井参数的连续监测，在保证钻井施工作业安全方面起到了无可替代的作用。
参考文献：
[1] 王灏，张建山. 综合录井监测技术在ND1 井的应用[J]. 中国石油石化，2016(23):50~51.
[2]杨立平, 杨进.现代综合录井技术基础及应用[ M] .北京:石油工业出版社, 2008.