綜合地質錄井中工程異常預報與分析應用

孟維昌

摘要：綜合地質錄井在油氣勘探開發過程中，能準確地預報鉆井參數異常情況為處理工程異常贏得寶貴的施工時間，使井下復雜情況得到及時有效的控制，減少經濟損失，提高工程時效，保障鉆井進度安全實施。

關鍵詞：鉆井；地質錄井；異常預報；監控

在鉆井施工過程中，綜合地質錄井異常預報是采用綜合錄井儀對鉆井施工參數、入井液參數、地層壓力狀況進行監測，通過參數變化發現地面或地下異常，并預測異常變化軌跡的技術手段，為鉆井施工提供預報資料，從而降低鉆井風險，減少事故的發生并控制鉆井成本提高經濟效益。鉆井異常事件按其引發機理及后果異常參數類型可分為：地質異常事件、鉆井液參數異常、鉆井工程參數異常、地層壓力檢測參數異常等。在異常顯示對比分析和綜合判斷解釋的基礎上，確定異常事件的類型并盡快發出異常事件預報。

一、工程異常預報

工程異常預報，通過綜合錄井儀監測和記錄參數包括：鉆壓、立壓、泵沖、轉盤扭矩、鉆時、大鉤負荷以及鉆時、鉆井成本等。鉆井事故異常預報，包括：刺泵、鉆具刺漏、掉水眼、遇阻和卡、斷鉆具、牙輪脫落等循環系統問題；牙輪鉆頭使用壽命終結、井壁垮塌等。綜合錄井監測參數變化與工程事故有直接對應的關系。

二、地質異常預報

地質異常事件監測和記錄參數包括：部分工程參數，鉆井液參數（溫度、入口和出口密度、電導率、入井液體積、立壓、流量、泵沖等等。通過監測鉆井液參數變化可以掌握井筒和地層壓力平衡情況、地層液體流動情況，錄取鉆井液異常預報，分析資料情況可以避免井漏、井噴等重大事故的發生，處理水侵、油侵的發生，創造有利的施工條件。

1.鉆井液循環系統異常預報

循環系統異常預報有：刺泵、管線刺漏、掉水眼、堵塞水眼、鉆具刺漏等情況，其中可以直接表現循環系統異常的參數是立管壓力變化。在高壓噴射鉆進、排量大、泵壓高及循環液含砂過高時，循環系統容易出現刺漏事故。判斷的參數有泵速、立壓，一般情況下立壓與泵速是正比關系。

2.鉆具重量系統異常的監測和預報

（1）出現鉆具遇阻、遇卡時，扭矩增大或大幅度波動，上提鉆具大鉤負荷增大，下放鉆具大鉤負荷減少，立管壓力升高。

（2）當出現溜鉆或頓鉆時，鉆壓突然瞬間增大，大鉤負荷瞬間減少，大鉤下降速度突然瞬間加快，扭矩突然間增大，立壓上升，鉆時驟減，深度跳進。

（3）出現鉆具斷裂時，首先是懸重變小，扭矩基值變小，發生嚴重蹩跳鉆，立壓下降，繼續鉆進時下放鉆具，斷口彌合，泵壓回升，上提時立管又下降。

（4）在鉆進過程中，鉆頭牙輪掉落時，轉盤扭矩增加，動力設備負荷加重，會突然發生蹩跳或打倒車。上提劃眼時，鉆具轉動自如，扭矩基值變小，且波動變??；劃眼到底，蹩跳嚴重無進尺，鉆具懸重無明顯變化，立壓有輕微異常顯示。

3.快鉆時、放空監測和預報

一般在砂泥巖剖面鉆進遇到儲層或巖層會提高鉆速，碳酸鹽巖地層鉆到縫洞發育的井段時，會因為放空現象，出現鉆速加快的現象。預報參數表現為：為鉆壓突然瞬間減少或為零，大鉤負荷突然瞬間增加。大鉤下降速度突然瞬間加快，鉆時驟減，深度跳進。經過遲到時間間隔后，若鉆到油氣層，綜合錄井儀會有油氣顯示；若遇到鹽層，會出現鹽侵，導致電導率上升；若遇到水層，會出現水侵現象。

三、鉆井液參數異常預報

鉆井液參數包括溫度、入口和出口密度、電導率、入井液體積、立壓、流量、泵沖等等。

在異常顯示對比分析和綜合判斷解釋的基礎上，可以預防井噴、井漏等事件的發生。通過監測鉆井液參數變化可以掌握井筒和地層壓力平衡情況、地層液體流動情況，可及時處理水侵、油侵的發生。

1.井漏異常預報

井漏是指循環時，鉆井液柱壓力大于地層壓力導致漏入地層的現象。鉆進過程中，發生井漏，入口流量、泵沖無變化，鉆井液池體積減少，池溢漏減少，出口流量減少，立管壓力降低，氣測全烴值降低或無變化。

2.井涌的監測和預報

井涌是當地層壓力遠遠大于液柱壓力的情況下，地層壓力進入井筒后與鉆井液一起溢出井口，出現井涌現象后，入口流量、泵沖無變化，鉆井液池體積增加，池溢漏增加，密度減小，出口流量增大，出口電導率升高或降低，立管壓力降低，氣測全烴值可能增大。

3.鹽侵的監測和預報

鹽侵是指鉆頭鉆到鹽膏層時，由于鹽層的水溶性影響，遇到水基鉆井液會溶解導致循環液污染，性能發生變化，對鹽侵的監測和預報依據參數是電導率。由于鉆速加快，出現鹽侵時，電導率上升，上升幅度依據鹽侵程度有差異，采用淡水鉆井液可在取樣中發現鹽垢，導致鉆具上下過程中遇卡，拉力出現明顯變化。

4.油氣水侵的監測和預報

油氣水侵指地層壓力大于循環液柱壓力，儲層中油氣水進入鉆井液，影響鉆井液性能。

鉆井過程中，發生油氣水侵時，參數會出現異常顯示。鉆井液密度降低，粘度增大，負荷增加，所測烴類信號異常，油氣侵時電導率下降，水侵時電導率增加，變化幅度依據地層水礦化度而異；鉆井液體積增加，出口流量增加。若地層壓力遠遠大于鉆井液液柱壓力，油氣水侵會快速發生，出現井涌現象。

5.地溫異常的監測和預報

在鉆井施工過程中，通過密切觀察鉆井液溫度變化規律，以此推測地溫變化狀況，判斷下伏地層存在欠壓實地層可能性。

四、異常地層壓力的監測和預報

異常地層壓力是指在任何深度上地層壓力值偏離正常靜水壓力值的現象。形成原因有多種，主要有：成巖作用、區域性塊狀鹽沉積、永凍環境、地層流體壓力、儲集層構造、儲集層加壓、沉積速度和沉積環境、古壓力、構造活動、透析作用、熱力學和生物化學因素等。在鉆井過程中進行地層壓力監測所錄井參數有：扭矩、超拉力、鉆時、dc 指數、鉆井液密度、溫度、流量、電導率、泥巖密度等。

五、結束語

實踐證明，地質錄井在油氣勘探開發過程中發揮了重要作用，進行現場工程異常預報的研究具有很大的使用價值：在處理事故和工程異常情況中，準確地預報鉆井參數異常情況為處理工程異常贏得寶貴的施工時間，使井下復雜情況得到及時有效的控制，減少經濟損失，提高工程時效，保障鉆井進度安全實施。

參考文獻

[1]康洪峰. 地質錄井在油田勘探工作中的應用[J]. 石化技術，2017，24（1）：293-293.

（作者單位：中石化勝利工程有限公司海洋鉆井公司）