綜合錄井技術在鉆井井控中的作用

摘要：鉆井井控是石油勘探過程中的一項重要工作，綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器可以對鉆井施工過程進行全程監控，當發生工程異常情況時，能夠及時進行預報，從而避免井噴等重大事故的發生。本文從多個方面闡述了綜合錄井技術在井控方面發揮的重要作用。

關鍵詞：綜合錄井 壓力檢測 異常預報 安全監控

引言

油氣鉆探過程中，綜合錄井技術在隨鉆油氣發現與評價方面發揮了重要作用。在鉆井井控方面，綜合錄井儀可以利用實時采集、計算豐富的鉆井工程、鉆井液、地層壓力數據的優勢，為鉆井井控提供有力的技術支持。

1 綜合錄井技術在井控中發揮的作用

綜合錄井儀是由各類傳感器、氣體檢測儀、傳感器信號處理與數據采集單元、計算機網絡系統及輔助設備組成的用于石油勘探過程中隨鉆錄井和實時鉆井監控的重要設備。在錄井服務期間可以通過鉆前地質交底、隨鉆地層壓力檢測以及氣測、鉆井工程、鉆井液參數的檢測與預報，為實現安全鉆井提供技術支持。

1.1鉆前地質交底

錄井人員上井前領取《鉆井地質設計書》，掌握施工井的地理位置和構造位置，了解施工井區的地層、構造、地層壓力和含油氣情況，以及鄰井施工中出現的井下復雜情況、處理經過和經驗教訓。為做好地層壓力檢測，錄井人員應進行以下工作：

（1）搜集與本井地層壓力有關的資料數據。包括鄰井的測井資料、鉆井液參數、地層壓力檢測成果圖、完井地質總結報告等；

（2）從《鉆井地質設計書》及鄰井的完井地質總結報告、地層壓力檢測成果圖等資料中尋找異常壓力信息；

（3）確定采用dc指數進行地層壓力計算時應使用的軟地層或硬地層系數；

以上工作完成后，開鉆前錄井人員向工程施工方進行地質交底，作為制定各項技術措施的壓力依據，為做好井控工作奠定基礎。

1.2地層壓力檢測方法與異常預報

在地層壓力檢測方面，綜合錄井儀提供了dc指數法、泥（頁）巖密度法等壓力檢測方法，這些檢測方法適用于基于孔隙體積變化成因的壓力地層；而對于空隙流體性質發生變化形成的地層壓力異常，則要利用氣測法、地溫梯度法等方法結合其它隨鉆資料來定性評價地層壓力。現將常用的幾種檢測方法簡介如下：

（1）dc指數法

dc指數地層壓力檢測法是利用隨鉆錄井參數計算dc指數，再對dc指數進行處理和相應計算，從而進行地層壓力檢測。在正常壓實地層隨著埋深的增加dc指數增大，在欠壓實地層中，由于地層可鉆性變好，機械鉆速變快，dc指數偏離（減小）正常趨勢線。

（2）泥（頁）巖密度法

泥（頁）巖密度法就是在鉆井過程中測量泥（頁）巖的體積密度。在正常壓實地層，泥（頁）巖的密度隨著深度的增加而增大。泥（頁）巖密度畫在半對數坐標上，形成一條“正常壓實趨勢線”。當鉆遇具有異常高壓的欠壓實地層時，由于巖層中孔隙度的增大和大量水的存在，使泥（頁）巖體積密度偏低，而偏離正常壓實趨勢線。

（3）氣測法異常預報

綜合錄井錄取的氣測參數，一方面用于隨鉆油氣顯示的發現和評價，另一方面，根據氣測異常的明顯程度、氣侵現象的是否出現，可以判斷地層壓力與鉆井液密度的匹配關系，錄井人員根據實際情況及時向監督和井隊相關人員報告，為采取必要措施提供充足的時間。

實例：CB819井鉆進至井深3599.95m，出口流量由21.4%突然增至35.2%，氣測全烴由3.4%升至40.81%。總池體積由192.5m3增加至193.7 m3，值班人員及時通知司鉆及相關人員，由于錄井的提示，井隊迅速采取打開放噴閥、關井、配高密度鉆井液壓井等井控措施，控制了井口，確保了施工安全。

（4）鉆井工程、鉆井液參數異常預報

綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器，可以同時測量30多個實時、遲到參數，加之派生計算得到上百個參數，施工過程中，錄井人員通過對實時參數的監測，發現因井下異常而導致的錄井相關參數變化，經過綜合分析進行及時預告。

①出口鉆井液溫度增高

在異常高壓地層含有較多的水或油氣，這些流體熱導率較小，對熱傳導起到了阻礙作用，使更多的熱量滯留在地層中，從而使地層溫度升高，同時也導致了地溫梯度的增大。錄井人員通過連續檢測出口鉆井液溫度的異常變化確定地層異常高壓的存在。

②循環池體積增加、出口流量增加

鉆遇異常高壓地層時，當井底循環壓力不能平衡其壓力時，地層流體會侵入到井眼內，導致出口流量的增加和循環池體積的增加。

③快鉆時或放空

鉆速加快或鉆進放空往往是鉆遇異常高壓地層的早期征兆之一，錄井人員通過對快鉆時、鉆進放空現象的及時預告，為井隊應對可能發生的井漏、溢流等異常情況提供了充足時間。

④泵壓下降

當鉆遇異常高壓地層時，大量地層流體侵入井眼，使環空鉆井液密度降低，鉆柱內鉆井液液柱壓力高于環空液柱壓力，在壓差作用下，使泵壓下降。

1.3起下鉆過程中的安全監控

按照《中國石化井控管理規定》第4.8條規定：鉆井隊在起下鉆、檢修設備、電測等非鉆進過程中，錄井人員應堅持坐崗觀察，發現井漏、溢流應及時通知當班司鉆，并錄取井控相關資料。由此可見，起下鉆過程中的安全監控是錄井人員的重要職責。

（1）在工程相關標準中，對起下鉆速度有著明確規定，如果起鉆速度過快，會產生較大的抽汲壓力，導致地層流體進入井眼內，誘發井噴；下鉆速度過快會產生較大的激動壓力，導致井漏，因此，抽汲和激動壓力的計算和控制尤為重要。綜合錄井儀能實時監控起下鉆速度，并根據錄井儀提供的抽汲、沖擊計算軟件包（Surge & Swab程序），實時計算起下鉆過程中的抽汲、激動壓力，確定允許的起下鉆速度。

（2）油氣上竄速度的計算

地質設計要求，鉆穿油氣層后，每次起下鉆到底后，均要進行后效錄井，計算油氣上竄速度，油氣上竄速度過快會導致井涌或井噴事故的發生，上竄速度過慢，又可能因鉆井液密度過大壓死油氣層，施工人員可根據錄井提供的油氣上竄速度及時調整鉆井液密度，從而實現既能保證安全鉆井，又能保護油氣層。

2 結論

鉆井施工過程中，綜合錄井儀通過安裝在井場上的各種傳感器可以實現全過程監控，當發生工程異常情況時，能夠及時進行預告，以便井隊采取應對措施，避免井噴等重大事故的發生。隨著綜合錄井技術的不斷發展，在鉆井井控方面，它將成為施工方的重要參謀。

作者簡介：陳京義 工程師，1969年生，1990年畢業于華北石油學校測井專業，現從事綜合錄井技術管理工作。通訊地址：山東省東營市萊州灣勝利石油工程有限公司海洋鉆井公司綜合錄井部。

（作者單位：中石化勝利石油工程有限公司

海洋鉆井公司綜合錄井部）