工程异常的分析及判断方法.ppt
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1、综综合合录录井工程参数异常判断井工程参数异常判断一、引言一、引言二、综合录井工程参数及用途二、综合录井工程参数及用途 三、工程异常的分析及判断方法三、工程异常的分析及判断方法四、结束语四、结束语录井的概念 录井是石油工程的组成部分。录井一般是指在钻井过程中,通过人工或仪器对钻井施工参数、地下岩性、地层流体性质等进行地面或井下实时连续记录和进行分析评价。录井分为常规录井、综合录井和特殊录井。常规录井一般侧重于对地质参数的录取和分析,主要是解决地质问题,如地层分层、岩性、油气水分析等,所用仪器有钻时仪、气测仪、荧光仪等;综合录井侧重于在地质参数录取和分析的同时,也要对工程参数进行录取记录,为工程施
2、工提供分析依据,所用仪器有各类综合录井仪、荧光仪、碳酸盐分析仪、泥页岩密度仪等;特殊录井一般指非常规的地质分析服务或新技术推广应用服务,如地化仪、定量荧光分析仪、核磁共振仪、水分析等,也可以纳入综合录井的范畴。综合录井为地质研究人员提供录井地质剖面、岩性数据、地层流体数据等,也为工程施工技术人员提供监测参数、终端监视器,监测和分析工程施工情况。近年来,各大录井服务公司开始提供录井Tnternet互联网信息远程传输存储服务,为科学高效石油钻探开辟了新途径,这是现场钻探信息化的开端,也是录井信息化的发展方向。综合录井的意义综合录井的意义 综合录井仪的全面使用,不仅为油气勘探综合录井仪的全面使用,不
3、仅为油气勘探综合录井仪的全面使用,不仅为油气勘探综合录井仪的全面使用,不仅为油气勘探提供了发现油气显示的有效手段,而且通过实时监测钻井工提供了发现油气显示的有效手段,而且通过实时监测钻井工提供了发现油气显示的有效手段,而且通过实时监测钻井工提供了发现油气显示的有效手段,而且通过实时监测钻井工程参数的变化,对确保安全优化钻井也发挥了重要作用。在程参数的变化,对确保安全优化钻井也发挥了重要作用。在程参数的变化,对确保安全优化钻井也发挥了重要作用。在程参数的变化,对确保安全优化钻井也发挥了重要作用。在钻井过程中应用综合录井仪,能够直接监测到钻井工程参数、钻井过程中应用综合录井仪,能够直接监测到钻井工
4、程参数、钻井过程中应用综合录井仪,能够直接监测到钻井工程参数、钻井过程中应用综合录井仪,能够直接监测到钻井工程参数、钻井液参数、气体参数等,可以连续监测钻井施工全过程,钻井液参数、气体参数等,可以连续监测钻井施工全过程,钻井液参数、气体参数等,可以连续监测钻井施工全过程,钻井液参数、气体参数等,可以连续监测钻井施工全过程,通过科学合理地分析、总结参数变化规律特征通过科学合理地分析、总结参数变化规律特征通过科学合理地分析、总结参数变化规律特征通过科学合理地分析、总结参数变化规律特征,可实现对钻井可实现对钻井可实现对钻井可实现对钻井过程中工程异常情况的分析判断和预报,进而指导安全优化过程中工程异常
5、情况的分析判断和预报,进而指导安全优化过程中工程异常情况的分析判断和预报,进而指导安全优化过程中工程异常情况的分析判断和预报,进而指导安全优化钻井,这就是工程录井的意义。钻井,这就是工程录井的意义。钻井,这就是工程录井的意义。钻井,这就是工程录井的意义。转盘转速、泵冲、扭矩、大转盘转速、泵冲、扭矩、大钩负荷、立管压力、套压、钩负荷、立管压力、套压、大钩高度等。大钩高度等。流量、钻井液池体积、流量、钻井液池体积、钻井液钻井液温度、温度、钻井液钻井液密度密度、钻井液钻井液电电导率等。导率等。钻井参数钻井参数钻井液参数钻井液参数其他派生参数:钻压、钻时、其他派生参数:钻压、钻时、dc指数、校正钻速等
6、。指数、校正钻速等。钻井工程参数的主要用途:钻井工程参数的主要用途:一、进行实时工程监测、优化钻井,保证钻井一、进行实时工程监测、优化钻井,保证钻井安全施工;安全施工;二、结合气体检测参数评价油气层。二、结合气体检测参数评价油气层。类别类别参数参数用用 途途钻钻井井液液参参数数出口流量出口流量泥泥浆浆出出口口流流量量变变化化,与与入入口口流流量量对对比比,可可以以监监测测是是否否有有泥泥浆浆漏漏失失和和地地层层流体进入,及时预报井涌、井漏、井喷。流体进入,及时预报井涌、井漏、井喷。体积体积测测量量泥泥浆浆体体积积变变化化,可可以以监监测测是是否否有有泥泥浆浆漏漏失失和和地地层层流流体体进进入入
7、,及及时时预预报井涌、井漏、井喷。报井涌、井漏、井喷。进出口密度进出口密度钻钻井井液液密密度度,反反映映了了泥泥浆浆中中的的固固相相物物质质含含量量,可可以以监监测测地地层层流流体体进进入入,及及时时预预报报井井涌涌、井井漏漏、井井喷喷,为为计计算算地地层层压压力力等等提提供供实实时时数数据据参参数数,为为调整钻井性能、优化钻井提供方案。调整钻井性能、优化钻井提供方案。进出口温度进出口温度泥泥浆浆温温度度,泥泥浆浆温温度度的的变变化化可可间间接接反反映映地地热热梯梯度度,是是监监测测异异常常压压力力的的重重要要参参数数,监监测测是是否否有有泥泥浆浆漏漏失失和和地地层层流流体体进进入入,及及时时
8、预预报报井井涌涌、井井漏漏、井喷。井喷。进出口电导率进出口电导率是是监监测测钻钻井井液液的的电电导导率率变变化化,根根据据变变化化趋趋势势监监测测是是否否有有地地层层流流体体进进入入,判断浸入钻井液中地层流体的性质。判断浸入钻井液中地层流体的性质。类别类别参数参数用用 途途钻井钻井参数参数 钻时钻时是通过绞车换算参数,反映了钻进状态单位深度所用的时间。可以判断钻判断头使用情况。是通过绞车换算参数,反映了钻进状态单位深度所用的时间。可以判断钻判断头使用情况。转盘转速转盘转速转盘转速传感器用以测量转盘转数,提供优化钻井、压力检测所需的数据。转盘转速传感器用以测量转盘转数,提供优化钻井、压力检测所需
9、的数据。泵冲速泵冲速泵泵冲冲传传感感器器用用以以测测量量泥泥浆浆泵泵每每分分钟钟的的活活塞塞动动作作次次数数,根根据据输输入入的的单单冲冲泵泵容容积积,泵泵效效率率等等参参数计算出入口流量,计算迟到时间及其他派生参数。数计算出入口流量,计算迟到时间及其他派生参数。悬重悬重通通过过测测量量大大钩钩悬悬重重参参数数变变化化,可可以以判判断断钻钻井井工工作作状状态态(坐坐卡卡、解解卡卡、钻钻进进、起起下下钻钻、离离井井底),计算钻压,提供优化钻井所需的数据,判断卡钻、遇阻掉钻具等工程事故。底),计算钻压,提供优化钻井所需的数据,判断卡钻、遇阻掉钻具等工程事故。钻压钻压通过悬重换算得到,钻头对地层的压
10、力。判断溜钻、顿钻事故。通过悬重换算得到,钻头对地层的压力。判断溜钻、顿钻事故。扭矩扭矩通通过过测测量量扭扭矩矩参参数数变变化化,可可以以反反映映钻钻头头使使用用及及工工程程异异常常情情况况(钻钻头头泥泥包包、钻钻头头终终结结、井井塌塌、钻具扭断等),地层储层物性。钻具扭断等),地层储层物性。立管压力立管压力通通过过测测量量立立压压参参数数变变化化,可可以以监监测测循循环环工工作作系系统统的的工工作作状状态态(开开、停停泵泵,循循环环钻钻井井液液),提提供供水水动动力力学学计计算算,优优化化钻钻井井所所需需的的实实时时数数据据,判判断断工工程程事事故故(刺刺钻钻具具、憋憋泵泵、堵堵水水眼眼、掉
11、水眼、掉钻具等)。掉水眼、掉钻具等)。套管压力套管压力通通过过测测量量套套压压参参数数变变化化,可可以以监监测测井井筒筒内内压压力力变变化化,为为测测试试计计算算地地层层压压力力梯梯度度和和处处理理工工程程事故、制定方案提供可靠依据。事故、制定方案提供可靠依据。大钩高度大钩高度绞车传感器用于测量井深、钻时、钻头位置、大钩高度、速度和判断运动方向。绞车传感器用于测量井深、钻时、钻头位置、大钩高度、速度和判断运动方向。井涌是钻井液和地层流体在地层压力的作用下涌出井口的现井涌是钻井液和地层流体在地层压力的作用下涌出井口的现井涌是钻井液和地层流体在地层压力的作用下涌出井口的现井涌是钻井液和地层流体在地
12、层压力的作用下涌出井口的现象象象象,溢流是井涌的初始警告,井喷,溢流是井涌的初始警告,井喷,溢流是井涌的初始警告,井喷,溢流是井涌的初始警告,井喷是井涌进一步恶化的最终结果。是井涌进一步恶化的最终结果。是井涌进一步恶化的最终结果。是井涌进一步恶化的最终结果。(1 1 1 1)钻遇异常高压地层,地层超压驱动地)钻遇异常高压地层,地层超压驱动地)钻遇异常高压地层,地层超压驱动地)钻遇异常高压地层,地层超压驱动地层流体大量进入井筒中形成井涌;层流体大量进入井筒中形成井涌;层流体大量进入井筒中形成井涌;层流体大量进入井筒中形成井涌;产生井涌的主要原因产生井涌的主要原因产生井涌的主要原因产生井涌的主要原
13、因(2 2 2 2)钻井液密度因地层流体的不断侵入而)钻井液密度因地层流体的不断侵入而)钻井液密度因地层流体的不断侵入而)钻井液密度因地层流体的不断侵入而降低形成负压,失去平衡地层压力能力,加降低形成负压,失去平衡地层压力能力,加降低形成负压,失去平衡地层压力能力,加降低形成负压,失去平衡地层压力能力,加上地层流体的侵入程度的进一步加剧,最终上地层流体的侵入程度的进一步加剧,最终上地层流体的侵入程度的进一步加剧,最终上地层流体的侵入程度的进一步加剧,最终形成井涌;形成井涌;形成井涌;形成井涌;(3 3 3 3)在井底压力近平衡状态下停止循环时,)在井底压力近平衡状态下停止循环时,)在井底压力近
14、平衡状态下停止循环时,)在井底压力近平衡状态下停止循环时,作用于井底的环空压耗消失,造成井底压力作用于井底的环空压耗消失,造成井底压力作用于井底的环空压耗消失,造成井底压力作用于井底的环空压耗消失,造成井底压力小于地层压力而引发井涌;小于地层压力而引发井涌;小于地层压力而引发井涌;小于地层压力而引发井涌;(4 4 4 4)起钻时未按规定补充钻井液使井筒液)起钻时未按规定补充钻井液使井筒液)起钻时未按规定补充钻井液使井筒液)起钻时未按规定补充钻井液使井筒液面下降,导致液柱压力降低;面下降,导致液柱压力降低;面下降,导致液柱压力降低;面下降,导致液柱压力降低;(5 5 5 5)井漏时钻井液补充不及
15、时使井筒液面)井漏时钻井液补充不及时使井筒液面)井漏时钻井液补充不及时使井筒液面)井漏时钻井液补充不及时使井筒液面下降;下降;下降;下降;(6 6 6 6)起钻时,尤其是钻头泥包时,因起钻)起钻时,尤其是钻头泥包时,因起钻)起钻时,尤其是钻头泥包时,因起钻)起钻时,尤其是钻头泥包时,因起钻抽汲作用使井底产生负压诱发井涌。抽汲作用使井底产生负压诱发井涌。抽汲作用使井底产生负压诱发井涌。抽汲作用使井底产生负压诱发井涌。三、工程异常的分析及判断方法三、工程异常的分析及判断方法井涌的判断方法井涌的判断方法(1 1)钻进过程中发生井涌)钻进过程中发生井涌)钻进过程中发生井涌)钻进过程中发生井涌参数变化情
16、况参数变化情况参数变化情况参数变化情况入入口口流流量量无无变变化化出出口口流流量量间间歇歇性性变变化化、增增大大钻钻井井液液体体积积增增加加钻钻井井液液密密度度减减小小温温度度升升高高(以以油油或或水水为为主主)或或降降低低(以以气气为为主主)电电阻阻率率升升高高(以以水水为为主主)或或降降低低(以以油油或或气气为为主主)立立管管压压力力有有下下降降趋趋势势全全烃烃、组组分分检检测测数数值值可可能能增增加加,可可能能伴伴有有H H2 2S S等等有有毒毒有有害害气气体体出出现现。(2 2)起下钻发生井涌)起下钻发生井涌)起下钻发生井涌)起下钻发生井涌uu钻开油气层以后,在起下钻过程中,施工措施
17、不当将钻开油气层以后,在起下钻过程中,施工措施不当将钻开油气层以后,在起下钻过程中,施工措施不当将钻开油气层以后,在起下钻过程中,施工措施不当将诱发井涌、井喷。诱发井涌、井喷。诱发井涌、井喷。诱发井涌、井喷。uu下钻时发生井涌:出口返浆量大于正下钻时发生井涌:出口返浆量大于正下钻时发生井涌:出口返浆量大于正下钻时发生井涌:出口返浆量大于正常的返浆量,在后续钻具未入井前井常的返浆量,在后续钻具未入井前井常的返浆量,在后续钻具未入井前井常的返浆量,在后续钻具未入井前井口有溢流。出口流量和钻井液池体积口有溢流。出口流量和钻井液池体积口有溢流。出口流量和钻井液池体积口有溢流。出口流量和钻井液池体积增大
18、。增大。增大。增大。uu起钻时发生井涌:出口流量和钻井液池体积增大,井口有起钻时发生井涌:出口流量和钻井液池体积增大,井口有起钻时发生井涌:出口流量和钻井液池体积增大,井口有起钻时发生井涌:出口流量和钻井液池体积增大,井口有溢流。溢流。溢流。溢流。2984.802984.80米米综合判断为气涌。综合判断为气涌。10.2%10.2%升到升到58.34%58.34%20032003年年3 3月月1818日日2222:15150.89g/cm0.89g/cm3 3 降到降到0.80 g/cm0.80 g/cm3 317.1%17.1%升到升到37.2%37.2%0.39s/m0.39s/m降到降到0
19、.33s/m0.33s/m243.1m243.1m3 3上升到上升到 246.5 m246.5 m3 3井漏是钻井液从井眼漏入地层的一种钻井现象。井漏是钻井液从井眼漏入地层的一种钻井现象。井漏是钻井液从井眼漏入地层的一种钻井现象。井漏是钻井液从井眼漏入地层的一种钻井现象。产生井漏的原因产产生生井井漏漏的的原原因因(1 1)钻入裂缝、孔洞发育的碳酸盐岩地层、基岩风化壳、断层破碎)钻入裂缝、孔洞发育的碳酸盐岩地层、基岩风化壳、断层破碎带或高孔隙度的碎屑岩地层;带或高孔隙度的碎屑岩地层;(2 2)液柱压力大于地层破裂压力将地层压裂产生井漏;)液柱压力大于地层破裂压力将地层压裂产生井漏;(3 3)下钻
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